Hippo通路在动物组织发育中的调控作用研究进展

Hippo信号通路是一条新近发现的信号传导途径，由多种抑癌和原癌基因组成，并与其他信号通路存在交联，其生物学效应主要是通过抑制细胞增殖进而调控动物组织、器官体积大小以及保持内环境稳定等。本文综述了Hippo信号通路的特性及其在动物多种组织发育过程中的调控作用，以期对指导动物生产和遗传改良以及开展相关的生理学研究提供参考。     

昆虫Hippo信号通路研究概述

Hippo信号通路是最早于果蝇(Drosophila melanogaster)中发现的一条调控器官大小的重要信号转导通路,昆虫、哺乳动物等多细胞生物中均存在此信号通路且在进化上高保守。Hippo通路不仅通过调节细胞增殖与凋亡精确控制着器官大小,亦参与调控干细胞自我更新及组织再生,并与多种人类肿瘤的发生密切相关。近10年来,基于果蝇模式的Hippo通路研究一直十分活跃并获得丰硕成果,此外,在家蚕(Bombyx mori)、棉铃虫(Heliothis armigera)等几种昆虫中也报道了相关结果。这些研究和成果显著增进了人们对Hippo通路的了解,不但有助于阐释Hippo通路调控器官大小的分子机制,而且对与之相关的人类肿瘤的治疗也具有重要指导意义。本文简要概述了昆虫Hippo通路的主要发现和研究进展,以期为以昆虫为模式的Hippo通路研究提供参考。     

Hippo信号通路对家蚕体壁发育和细胞增殖的调控

Hippo信号通路最早是在果蝇中发现的,在组织器官的发育调控中起重要作用,信号通路中的一些基因还被鉴定为肿瘤抑制基因。这个信号通路在果蝇和小鼠中得到广泛关注,但是在家蚕中关注甚少。西南大学的LIN等人在家蚕中鉴定了Hippo信号通路的主要相关基因(Hippo,Salvador,Warts,Mats,Yorkie)并命名为BmHpo,BmSav,BmWts,BmMats,Bm Yki。这些基因在家蚕和其他生物中高度保守,说明它们通过相似的蛋白质相互作用建立Hippo信号通路。研究中分析了这些基因在家蚕胚胎,幼虫、游走期、蛹期及蛾期的时期表达模式,以及在幼虫5龄3天的14个组织中的组织表达情况。研究结果表明Hippo信号通路对家蚕的发育是有影响的。为了了解Hippo信号通路调控家蚕发育的分子机制,作者在家蚕卵巢细胞系(BmN-SWU1,NS)中分别上调和下调表达了BmHpo和BmYki基因,发现细胞增殖活性和细胞周期发生了改变。该研究发现Hippo信号通路的基因在家蚕表皮发育及细胞增殖方面有重要作用。     

转录因子E2相关因子2-抗氧化反应元件信号通路与机体抗氧化的关系

转录因子E2相关因子2-抗氧化反应元件(Nrf2-ARE)信号通路是机体抗氧化过程中的重要调节途径。Nrf2-ARE信号通路在抗氧化活化过程中受亲核物质、氧化应激因子、蛋白激酶C(PKC)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)、磷脂酰肌醇激酶(PI3K)、胰腺内质网激酶(PERK)等因子调控。Nrf2-ARE信号通路的活化可以保护细胞的酶类和抗氧化物处于基础表达水平,细胞处于稳定状态。本文就Nrf2-ARE信号通路调节机体抗氧化的机理进行综述。     

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。     

整合素通过PI3K/Akt信号通路调控畜禽骨骼健康的研究进展

骨骼是脊椎动物中坚硬的结缔组织,具有构成机体基本支架、保护脏器、支撑体重和维持运动的作用。骨骼发育主要是通过膜内成骨和软骨内骨化完成的,该过程由多种调控因子组成的复杂调控网络共同发挥作用以维持畜禽骨骼健康。整合素（integrin）是细胞膜上的一种介导细胞-基质相互作用的跨膜受体,不仅具有引起细胞黏附的作用,还能够通过双向传递细胞内外的信号引发机体相应反应。整合素能够调控多条信号通路,包括磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B (phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B,PI3K/Akt)信号通路,在维持畜禽动物骨骼健康方面发挥重要作用。PI3K/Akt信号通路是由酶联受体介导的能够调节细胞生命活动的信号通路,能通过炎症、自噬、凋亡等作用调节软骨代谢平衡,对维持骨骼健康具有重要意义。综合国内外关于畜禽骨代谢、整合素和PI3K/Akt信号通路之间关系的研究进展,从整合素对畜禽骨代谢的影响、PI3K/Akt信号通路对畜禽骨代谢的影响以及整合素通过PI3K/Akt信号通路对骨代谢的影响三方面进行综述,以期为探究整合素通过PI3K/Akt信号通路在畜...     

表皮生长因子信号调控隐窝-绒毛轴更新和再生的研究进展

在肠道干细胞生态位中,表皮生长因子(EGF)信号主要是其配体与具有酪氨酸激酶活性的表皮生长因子受体(EGFR)结合后,通过磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)和丝裂原活化蛋白激酶的激酶(MEK)/细胞外信号调节激酶(ERK)等下游信号通路,将有丝分裂信号从细胞表面传到细胞核内,刺激干细胞增殖分化,从而促进肠上皮更新和损伤后修复的过程。近年来的研究表明,肠腔中某些营养素也可通过EGF信号的不同支路参与调控干细胞生态位稳态,以维持肠黏膜结构和功能完整性。本文就肠道中EGF信号的传导机制进行了归纳总结,并系统综述了该信号及其所介导的功能性氨基酸在干细胞驱动的隐窝-绒毛轴更新和再生中的作用,以期为肠道的靶向调控提供参考。     

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。     

Wnt信号通路调控哺乳动物卵泡颗粒细胞生长发育的研究进展

Wnt信号通路在多种生物和细胞中高度保守,其广泛存在于各类哺乳动物中,并参与调节卵泡颗粒细胞的生长发育过程。有研究发现,Wnt信号通路中的一些关键因子能促进颗粒细胞增殖,且多个信号通路与Wnt信号通路存在复杂的调控网络以调控颗粒细胞的生长发育。文章综述了Wnt信号通路的组成、Wnt信号通路对颗粒细胞的调控作用以及与其他信号通路共同对颗粒细胞生长发育的调控,以期为进一步阐明Wnt信号通路在哺乳动物卵泡颗粒细胞中的分子生物学机制提供参考。     

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。     

热休克蛋白在细胞凋亡级联中的调控作用

机体在高温刺激下可诱导合成热应激相关蛋白,这些蛋白主要是热休克蛋白家族成员。热休克蛋白在信息传递、细胞代谢、生长及分化等过程中发挥着关键的调控作用,并在细胞凋亡过程中发挥着重要的调控作用,以最大限度地保护机体。热休克蛋白在线粒体信号通路和死亡受体信号通路的级联反应中通过削弱、阻断凋亡信号,或激活存活信号对凋亡进行负调控,从而减少细胞损伤,促进细胞存活。     

PI3K/Akt信号通路对卵泡发育和卵母细胞成熟作用的研究进展

磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)是生物体内生长发育过程中的重要信号通路,该通路由多种效应因子组成,在细胞增殖、细胞凋亡、细胞周期、DNA修复和蛋白质合成过程中起关键作用。本文综述了PI3K/Akt信号通路在卵泡发育和卵母细胞成熟方面的研究进展,为相关研究提供理论依据。     

EDA基因及其信号通路在动物皮肤毛囊发育中作用研究进展

EDA基因的突变会引起多种外胚层附属物的减少或是缺乏,像头发、牙齿、汗腺、皮脂腺和乳腺等外胚层附属物的生长发育,都需要EDA的参与。EDA信号通路在多种类型毛囊的发生、毛干的形成和皮脂腺的形态发生中发挥作用,它可控制胚胎上皮细胞的命运,调控毛囊细胞的分化过程。作者简述了EDA基因及其信号通路与动物毛囊发育的关系,介绍了EDA基因的功能和蛋白分子结构,以及它主要的两种转录体EDA1和EDA2的功能与作用机制,EDA1-EDAR系统在皮肤衍生结构的发育中发挥主要作用,EDA1和EDAR的突变均会导致HED。阐述了EDA基因信号通路调控毛囊组织生长发育机理以及与多个信号通路的关联,EDA信号可控制毛囊生长期到退行期的转换,对毛囊循环周期中退行期毛囊角质细胞的细胞凋亡起调控作用。EDA-EDAR系统是对皮肤附属器官发育有重要作用的Wnt信号通路的一个重要的效应器,其紧接着出现在Wnt诱导信号的下游。它依靠下游的NF-κB通路的活动来调控靶基因,通过刺激NF-κB调整Wnt、SHH、FGF、和TGF-β信号通路的效应器和抑制因子的转录来发挥作用,调控上皮细胞和间充质细胞还包括组织内的相互作用。结论认为EDA信号通路参与毛囊细胞的发育与分化调控,对动物毛囊生长发育起重要影响作用。     

miRNA和lncRNA调控动物毛囊发育的研究进展

动物毛发作为一种重要的经济性状,在生长过程中受到诸多因素的影响,如营养、环境、代谢水平以及基因的表达调控等。miRNA主要通过转录后水平作用于靶基因,而lncRNA作用方式多样化,两者作用于相关的调控因子和信号通路进而影响毛囊的生长发育。本文综述了非编码RNA对毛囊生长发育中相关信号通路、调控因子以及关键细胞增殖分化的影响,为后续的相关研究工作提供借鉴。     

Wnt/β-连环蛋白信号通路在哺乳动物子宫发育中的调控作用及其机制

机体内生理活动程序化的有序运行均依赖于不同信号传导通路之间的相互协调,其中Wnt(名称来源于果蝇无翅基因Wingless和小鼠致癌基因int-1)信号通路受到学者们的广泛关注,已经成为分子生物学和细胞生物学领域的研究热点。本文研究了Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路在哺乳动物子宫发育中的调控作用及其机制,综述了糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)、结肠腺瘤样息肉基因(APC)、支架蛋白(Axin)和成骨细胞抑制因子(Dkk)对Wnt/β-catenin信号通路的调控机制及Wnt/β-catenin信号通路的核内激活,旨在进一步揭示子宫内调节机制,并为子宫疾病的治疗提供借鉴。     

营养介导的TOR信号传导研究进展

TOR(target of rapamycin)是一种结构和功能高度保守的蛋白激酶,它能够通过整合营养、能量、生长因子等信号调节细胞的增殖、体积增大及细胞周期进程。作者综述了TOR激酶的上下游信号传导途径及氨基酸和能量等营养状况对这些信号传导通路和细胞生长的影响,为探讨营养调控体蛋白合成的机制及精准营养供给技术的建立提供宝贵的理论基础和开创性思路。     

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路调控猪肠上皮细胞精氨酸转运的机制

本研究旨在基于哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路探讨猪肠上皮细胞增殖和精氨酸(Arg)转运的调控机制。在含100或350μmol/L Arg的培养基中添加(10 nmol/L)或不添加(0 nmol/L)雷帕霉素(Rap),培养猪肠上皮细胞(IPEC-J2细胞)3 d后,对细胞活力、细胞周期以及Arg转运、增殖和凋亡相关通路基因和蛋白表达进行检测。结果表明:1)添加Rap极显著降低了G2期和S期细胞数量(P0.01),而提高Arg浓度有效缓解了Rap对细胞增殖的抑制作用;Rap通过激活磷脂酰肌醇-3-羟激酶(PI3K)-蛋白激酶(Akt)-B细胞淋巴瘤2(Bcl2)信号通路抑制细胞凋亡。2)添加Rap抑制mTOR信号通路后极显著提高了Arg摄取率(P0.01),极显著提高了100μmol/L Arg培养下细胞中阳离子氨基酸转运载体2(CAT2)的mRNA和蛋白表达量(P0.01);进一步试验证明蛋白激酶Cα(PKCα)-细胞外信号调节激酶(Erk)/cFos-CAT2信号通路可能是Rap促进CAT2表达,进而提高Arg摄取的重要通路。综上可知,Rap应激下猪肠上皮细胞增殖被抑制,提高Arg浓度能有效缓解Rap对细胞增殖的抑制作用;Rap通过调控PKCα-Erk/cFos-CAT2信号通路促进猪肠上皮细胞对Arg的摄取,且提高Arg浓度可促进细胞对Arg的摄取。结果提示,mTOR信号通路在调控猪肠上皮细胞Arg利用过程中发挥重要作用。     

Wnt/β-连环蛋白信号通路在哺乳动物毛囊发育中的调控作用

毛囊是哺乳动物皮肤上重要附属结构,是控制被毛生长最重要的器官。毛囊发育主要包括毛囊形态发生以及毛囊再生。Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路在毛囊发育中起重要作用,引起学者及研究机构的广泛关注。本文综述了Wnt/β-catenin信号通路调节机制和核内激活,Wnt/β-catenin对毛囊形态发生和毛囊再生的调控作用以及成骨细胞抑制因子(Dkk)和营养物质对毛囊发育的调控作用。为Wnt/β-catenin信号通路调控哺乳动物毛囊发育的研究提供借鉴。     

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。     

骨骼肌生长发育及再生过程中Wnt信号网络的作用机制

Wnt信号网络是由Wnt配体介导的经典和非经典信号通路协同参与,调控机体生长发育等过程所形成的复杂信号网络。骨骼肌组织结构精密、功能复杂且具有高度可塑性,其生长发育受到多种信号通路的严格调控,其中Wnt信号网络尤为重要。前期研究表明,Wnt信号网络主要参与胚胎期骨骼肌生成和介导卫星细胞调控骨骼肌的生长发育及再生等过程。近年来,有关Wnt信号网络调控骨骼肌的研究愈加深入,探索经典和非经典Wnt信号通路之间的协同作用也成为了研究热点。本文旨在综述Wnt信号网络参与调控骨骼肌生长发育及再生过程,并对经典和非经典Wnt信号通路之间的相互作用进行探讨,期望通过Wnt信号网络对骨骼肌的生长发育及再生的调控机制,为畜牧生产及基础研究提供理论依据,从而通过营养精准调控肌肉生长及肉品质改善。