生长因子介导的信号通路与器官发育

本文介绍几种生长因子FGFs、BMPs、WNTs、Sonic hedge-hog等作为分子信号参与器官发育的分子机制。     

FGFs与哺乳动物肺器官发育

肺的发育是由多条信号共同调控完成的,成纤维细胞生长因子(FGFs)作为重要的细胞间信号分子,几乎参与了它的各个发育阶段,对肺分支的形态发生、细胞的增殖分化等起重要调控作用。本文就近年来FGFs成员在哺乳动物肺发育过程中的最新研究进展进行综述。     

BMP4诱导的Smad9在小鼠卵泡发育中的作用及其机制的初步研究

本研究旨在探讨Smad9在小鼠卵泡发育中的作用,为卵泡生长发育及其调控机制的研究提供新思路。将6周龄的雌性昆明小鼠随机分成3组,分别腹腔注射生理盐水、骨形态发生蛋白-4（BMP4）和Smad9抑制剂（LDN-193189）,依次作为对照组、BMP4组和LDN组。48 h后收集卵巢制作石蜡切片,HE染色后观察卵泡发育情况并对各级卵泡进行计数;采用Western blotting和实时荧光定量PCR技术检测Smad9蛋白和mRNA水平。同时通过ELISA试验测定各组小鼠血清中雌二醇（E₂）、孕酮（P₄）、黄体生成素（LH）、卵泡刺激素（FSH）和芳香化酶等的浓度,并检测了CYP19a1、LHR、PRLR和FSHR基因的表达情况,进一步探究Smad9可能的作用机制。结果显示,与对照组相比,BMP4组Smad9蛋白和mRNA水平较高,而LDN组较低;BMP4组有腔卵泡显著增加（P<0.05）,而LDN组显著减少（P<0.05）。此外,ELISA试验结果显示,BMP4组血清E₂、FSH和芳香化酶含量增加,而P₄和LH含量降低;LDN组中E₂和芳香化酶的含量降低。实时荧光定量PCR结果显示,BMP4组FSHR和CYP19a1基因的mRNA水平升高,而LHR和PRLR基因的mRNA水平降低;LDN组PRLR基因的mRNA水平升高,而CYP19a1基因的mRNA水平降低。由以上试验结果可以得出,BMP4诱导的Smad9能促进小鼠有腔卵泡的发育,而其可能主要通过影响E₂、PRL和芳香化酶等的产生而起作用。     

Bmp/Smad信号通路及其在哺乳动物卵巢发育中的作用

开展绵羊多羔性状基因的研究对于揭示其分子调控机制和提高绵羊繁殖力具有重要意义。骨形态发生蛋白(BMPs)为转化生长因子-β(TGF-β)超家族成员,与哺乳动物繁殖活动密切相关。研究表明,BMPs可促使原始卵泡向次级卵泡转化,对哺乳动物卵巢颗粒细胞增殖、生殖激素的合成和分泌以及卵母细胞成熟和排卵等方面起重要调节作用,而BMPs发挥功能主要依赖于经典的Bmp/Smad信号通路。本文就Bmp/Smad信号通路成员的表达、对早期胚胎发育的影响以及在哺乳动物卵巢发育中的作用等方面的研究进行总结,以期为进一步研究BMPs及其信号通路的调控机制提供参考。     

TGF-β/SMAD信号通路在哺乳动物卵巢发育调控中的作用研究进展

TGF-β/SMAD信号转导通路是典型的跨膜转导通路,该通路通过一组配体与受体结合,将细胞外的信号转导入细胞内,激活下游的SMAD蛋白、转录调节靶基因,从而介导配体对细胞的生物学作用。在卵母细胞成熟过程受到多种因子调控,其中一些细胞外信号通过TGF-β/SMAD信号通路发挥调控作用。TGF-β/SMAD信号通路主要通过不同的下游信号分子SMADs以自分泌/旁分泌途径方式发出信号,调控颗粒细胞增殖和卵母细胞生长,影响着卵巢发育。近年来,TGF-β/SMAD信号通路对卵巢发育的调控机制已成为生殖生理学领域研究热点之一,本文综述了TGF-β/SMAD蛋白的受体、TGF-β/SMAD信号通路,并分别从配体、调控因子以及与其他通路的作用关系的角度阐述了不同家畜TGF-β/SMAD通路在卵巢发育中的调控作用,为卵巢发育的调控机制研究提供思路,同时为畜牧业生产提供理论基础。     

不同繁殖力湖羊垂体组织BMP/Smad信号通路基因mRNA表达量

湖羊是世界著名的多胎绵羊品种,BMP/Smad信号通路与绵羊生殖有密切关系,为探讨高繁殖力和低繁殖力湖羊垂体组织中BMP/Smad信号通路基因mRNA表达水平差异,本试验选取16只经产湖羊母羊,分为产单羔组和多羔组,发情后屠宰记录卵巢排卵数,并采取垂体组织,利用荧光定量PCR技术对湖羊BMP/Smad信号通路各信号分子基因(包括BMP蛋白家族基因:BMP2、BMP4、BMP7;BMP受体基因:BMPRⅠA、BMPRⅠB、BMPRⅡ;细胞内Smad蛋白家族基因:Smad1、Smad4、Smad5)mRNA在垂体组织中的表达水平进行分析。结果显示,多羔组卵巢排卵数极显著高于单羔组(P0.01);在垂体组织中,BMP2、BMP7、BMPRⅠA、BMPRⅡ、Smad1和Smad4基因表达量在单羔组和多羔组间没有显著差异(P0.05),但是,多羔组BMP4、BMPRⅠB和Smad5基因表达量显著低于单羔组(P0.01),且与卵巢排卵数分别呈不同程度的负相关,说明发情期湖羊垂体组织BMP4、BMPRⅠB和Smad5基因表达量差异可能是引起湖羊较高产羔数的原因之一。     

哺乳动物肺发生的调控

哺乳动物肺的发育起始于从前肠内胚层发育而来的成对肺芽突起，它以分支形态发生和肺特异性细胞分化的遗传预定模式侵入周围的中胚层间质。呼吸上皮 分化很可能受复杂的细胞－细胞间相互作用的影响，并且受影响前肠组织中转录因子表达的自分泌、旁分泌和体液信号的影响。在肺形态发生和基因表达中，若干个转录因子家庭起关键作用，包括同源[异型]域蛋白甲状腺转录因子－1（TTF－1），翼状－螺旋家族成员肝细胞核因子－3β（HNF-3β）和GIi家族中的锌指转录因子。TGF－β诱导不同类型停滞细胞（包括肺上皮细胞）的生长的一批蛋白的表达，其中一些蛋白沉积于肺泡外基质中。     

调控毛囊发育的Wnt信号通路研究进展

毛囊周期性发育过程受多种分子及信号通路调控,Wnt信号通路就是其中之一。Wnt信号通路调控动物发育过程中的多个重要环节,包括细胞增殖、细胞迁移及细胞分化等,且在毛囊发育过程中发挥着重要的调控作用,这对动物毛皮质量的提高、人皮肤损伤的治疗及日益严重的脱发问题等提供更多的研究思路和实际应用价值。近年来,Wnt信号通路已成为信号通路研究中的热点之一。因此,论文就Wnt信号通路、毛囊发育及Wnt信号通路对毛囊发育的调控作用进行了综述,为广大科研人员的后续研究提供参考。     

miRNA与毛囊相关信号通路关系研究进展

毛囊是哺乳动物皮肤中复杂的微小器官,具有明显的生长周期,包括生长期、退行期和休止期。许多细胞因子和信号通路相互作用共同调节毛囊的发育。微小RNA(micro RNA,miRNA)是由22个核苷酸组成的非编码RNA,通过降解靶基因mRNA或抑制靶基因mRNA翻译来负向调节基因的表达。miRNA通过调控毛囊关键的信号通路,参与细胞增殖、凋亡等多种生理过程,从而促进毛囊生长。笔者综述了miRNA调控毛囊发育相关的Wnt、Notch、骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein, BMP)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)信号通路的最新研究进展,旨在为后续探索动物毛囊发育相关的miRNA调控机制提供理论基础。     

无尾鸡骨骼发育关键信号通路研究进展

骨骼系统对机体的生命活动至关重要,它为生物体提供了造血微环境、机械支撑、保护脏器等功能,同时也是钙和其他矿物质等的储存库。家鸡尾骨的表型多样性是研究骨骼系统发育及形成机制的良好资源。Notch、Wnt信号通路的靶基因及其相互作用可以形成周期性表达的特点,是调节体节形成及尾部骨骼终止延伸的分子通路。为了解无尾鸡骨骼发育终止的分子机制,作者分别总结了骨骼发育、无尾鸡骨骼研究进展,并重点讨论影响无尾性状的关键信号通路Notch、Wnt及其在无尾鸡研究中的进展。但是,受体和配体之间相互作用的精确调节以及信号通路中的核心元素仍不清楚,需要通过更多的功能基因组和蛋白质组等方法进行深入研究。     

成纤维细胞生长因子信号通路与小鼠肺发育

成纤维细胞生长因子(FGFs)是一类参与多种生物生命活动的多肽类物质,在哺乳动物多个器官发育中具有调控细胞增殖、迁移和活化等生物功能。已有研究表明,不同的FGFs参与调控小鼠肺发育过程,其表达异常可引起肺癌、肺纤维化等,同时在肺损伤修复中发挥关键作用。论文系统总结了FGFs信号通路相关配体和受体在小鼠肺发育过程及相关肺疾病中发挥的作用。     

氨基酸调节哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体1信号通路的分子机制

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体1(mTORC1)信号通路能够感受一系列细胞内外环境因素的变化,如氨基酸浓度、能量水平、生长因子等进而调节细胞生长。氨基酸不仅是合成蛋白质的底物,也可作为信号分子激活mTORC1信号通路,促进蛋白质合成。溶酶体是氨基酸激活mTORC1信号通路过程中一个重要细胞器,mTORC1感应氨基酸的上游信号通路需要溶酶体相关蛋白及胞浆蛋白的参与完成。本文综述了氨基酸调节mTORC1信号通路的分子机制,为营养因子调控蛋白质合成的关键通路提供参考。     

卵母细胞激活的信号机制

本文主要阐述精子与卵母细胞质膜相互作用的信号转变,特别是精子启动这些信号途径的机制,并讨论与精子诱导的Ca2 振荡发生反应并在卵母细胞激活中起重要作用的下游信号分子。     

绵羊卵泡发育过程中关键信号通路研究进展

卵泡从原始卵泡发育为成熟卵泡,直至排卵、黄体发育等过程都受到精密的调控,产生大量的优势卵泡是绵羊产多羔及实现快速扩繁的关键因素。研究发现,相关信号通路和转录因子通过影响绵羊卵泡中卵母细胞、颗粒细胞的生长,进而调控卵泡的发育成熟,对这些信号通路进行深入了解,有助于探索卵泡发育的调控机制,早日实现绵羊高效繁育。Notch是卵泡发育过程中发挥重要作用的高度保守信号通路,PI3K/AKT/mTOR信号通路各成员都是广泛存在于细胞内的信号转导分子,在卵泡发育早期发挥了主要作用,还有间隙连接（gap junction,GJ）和跨带突触（transzonal projections,TZPs）等物理连接方式,在细胞间的交流通讯起到重要作用。作者详细介绍了Notch信号通路、PI3K/AKT/mTOR信号通路、间隙连接及跨带突触的结构功能在绵羊卵泡发育中的调控作用,为进一步探明绵羊卵泡发育的调控机制提供参考。     

JAK-STAT信号通路研究进展

信号通路JAK-STAT参与机体多种调节反应,在细胞因子等与其相应受体结合后激活JAK激酶,进一步活化其下游信号蛋白分子STAT,导致STAT同源或异源二聚体化,随后二聚体蛋白移位核内,与相应的靶基因启动子结合,控制目的蛋白的表达,对机体的调控起着重要作用。     

mTOR对信号通路调控的研究进展

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路是最近新出现的细胞内重要信号途径,该途径在进化上高度保守,主要通过PI3K/Akt/mTOR信号通路磷酸化激活来调控细胞分裂、促进转录、信号翻译等,从而控制蛋白合成来调节细胞生长。mTOR作为一种重要的调节基因通过调节细胞周期、蛋白质合成、细胞能量代谢等多种途径发挥重要的生理功能,在细胞增殖、生长、分化过程中起着中心调控点的作用。     

必需氨基酸通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路调控乳蛋白合成的研究进展

最近的研究表明,必需氨基酸不仅可以作为合成乳蛋白的底物,还可以作为信号分子调控乳蛋白的合成.不同的必需氨基酸通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路调控乳蛋白合成的作用也不相同,既包括正调控作用,也包括负调控作用.研究不同必需氨基酸调控乳蛋白合成的分子机制将为提高乳蛋白合成率提供理论基础.本文综述了mTOR信号通路及必需氨基酸通过mTOR信号通路调控乳蛋白的合成的研究进展,为揭示必需氨基酸作为蛋白质合成底物及细胞信号分子在乳蛋白合成过程中的作用机制提供研究方向.