Glycogen synthase kinase 3 (GSK3) in the heart
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AMPK调控运动骨骼肌能量代谢的研究进展张国华【摘要】AMPK参与了运动中骨骼肌葡萄糖、糖原、脂肪酸及蛋白质等主要能源物质的代谢调节,其调节机制涉及数十种下游靶.AMPK能促使GLUT4转位入肌膜,也可调节GLUT4基因表达而促进葡萄糖的摄取和氧化;抑制糖原合成酶活性及激活磷酸果糖激酶而抑制肌糖原合成和促进分解;磷酸化并灭活ACCβ及激活MCD促进脂肪酸氧化;抑制mTOR信号通路和eEF2在翻译水平上抑制蛋白质合成.【期刊名称】《长江大学学报(自然版)理工卷》【年(卷),期】2007(004)004【总页数】5页(P152-156)【关键词】AMPK;葡萄糖转运体;蛋白质合成;脂肪酸氧化;骨骼肌【作者】张国华【作者单位】长江大学体育学院,湖北,荆州,434023;北京体育大学,北京,100084【正文语种】中文【中图分类】G804.2运动中骨骼肌能量代谢的调节对机体运动能力具有重要影响,已有越来越多的证据表明AMPK(5′-AMP activated protein kinase,5′-AMP激活的蛋白激酶)能促进骨骼肌葡萄糖摄取和氧化、抑制肌糖原合成和促进其分解、促进脂肪酸代谢及抑制蛋白合成,在调节运动时骨骼肌能量代谢具有重要作用。
笔者拟对这方面的研究成果进行综述。
1.1 运动中的葡萄糖转运大量的动物和人体试验已证明,收缩或运动能促进骨骼肌葡萄糖转运。
大鼠跑台运动时滑车上肘肌中AMPK被迅速磷酸化而激活,伴随3-甲基-D-葡萄糖(3-MG)摄取升高[1];骨骼肌离体收缩试验也有类似发现;电击α2敲除鼠比目鱼肌导致葡萄糖转运显著下降。
长期药物激活能模拟肌肉AMPK在运动训练中葡萄糖转运体4(glucose transporter 4,GLUT4)转录增加效应。
一次注射时肌肉AMPK激活可持续2h,当AMPK的激活持续5 d时,滑车上肘肌和腓肠肌总GLUT4数量分别增加100%和60%[2]。
使用AMPK激活剂5′-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(5′-aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleoside,AICAR)的研究证明了AMPK在收缩引起的葡萄糖转运中发挥着一定的作用。
GSK3β、p-GSK3βser9、p-GSK3βTyr216在宫颈癌组织中的表达及临床意义陈良凤;张颖;王仲奇;邸曼;郑福利;王建【摘要】Objective To investigate the expressions of glycogen synthase kinase 3β( GSK3β) , p-GSK3βser9 and p-GSK3βTyr216 in cervical carcinoma and their correlation with clinical pathological factors.Methods By using immunohistochemistry, GSK3β, p-GSK3βser9 and p-GSK3βTyr216 protein expressions were detected in 80 cases of cervical carcinoma admitted in Xijing Hospital of Fourth Military Medical University during January 2012 to December 2014.The correlations between expressions of GSK3β, p-GSK3βser9 and p-GSK3βTyr216 and clinicopathological factors were analyzed.Results The positive expression rates of GSK3β, p-GSK3βser9 and p-GSK3βTyr216 in cervical carcinoma were 18.8%, 68.8% and 12.5%,resp ectively.The expressions of GSK3βand p-GSK3βTyr216 in early stage group were significantly higher than those in advanced stage group (25.5%vs 4.0%, χ2 =5.193,P=0.029;76.4% vs 52.0%,χ2 =4.749,P=0.039), but the expression rate of p-GSK3βser9 was obviously lower (5.5%vs 28.0%,χ2 =7.988,P=0.009).The positive expression rates of p-GSK3βser9 in well and moderately differentiated tumors were lower than those in poorly differentiated tumors (7.4%, 7.9%and 33.3%,χ2 =7.329, P=0.031).The expressions of GSK3βand p-GSK3βTyr216 were significantly lower in patients with positive lymph node metastasis than in those with negative lymph node status (5.9%vs 28.3%,χ2 =6.427,P=0.018;52.9%vs 80.4%,χ2=6.878, P=0.014), but the expression of p-GSK3βser9 was higher in patients with lymph node metastases (23.5% vs 4.3%, χ2=6.577,P=0.015) .Conclusion The expressions of GSK3β, p-GSK3βser9 andp-GSK3βTyr216 in cervical carcinoma are correlated with clinical TNM staging, histological grades and lymph node metastases, which suggests that GSK3βmay play a potential role in cervical tumor genesis.%目的:检测糖原合成酶激酶3β(GSK3β)、p-GSK3βser9和p-GSK3βTyr216表达水平在宫颈癌组织中的表达情况及其与临床病理因素的相关性。
信号通路3 —PI3K/AKT/mTORAPExBIO一、PI3K/Akt/mTORPI3K/AKT/mTOR是调节细胞周期的重要细胞内信号通路。
PI3K/AKT/mTOR信号通路与细胞的休眠、增殖、癌变和寿命直接相关。
PI3K激活后磷酸化并激活AKT,将其定位在质膜中。
信号通过AKT传递到下游不同的靶点,如激活CREB,抑制p27,将FOXO定位于细胞质中,激活PtdIns-3ps,及激活mTOR(影响p70或4EBP1的转录)。
该通路的激活因子包括EGF、shh、IGF-1、胰岛素和CaM。
该信号通路的拮抗因子,包括PTEN、GSK3B、和HB9。
在多种癌症中,PI3K/AKT/mTOR通路是过度活化的,因此减少凋亡并促进增殖。
然而,该通路在成人干细胞尤其是神经干细胞的分化过程中促进细胞生长和增殖。
1. PI3KPhosphatidylinositide 3-kinases,是一种胞内磷脂酰肌醇激酶。
由调节亚基p85和催化亚基p110构成。
与v.sre和v.ras等癌基因的产物相关。
PI3K本身具有丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)激酶的活性,也具有磷脂酰肌醇激酶的活性。
2. Akt又称PKB(protein kinase B)。
是一种丝氨酸/苏氨酸特异性蛋白激酶,在多种细胞生长过程中发挥关键作用,如葡萄糖代谢、凋亡、细胞增殖、转录和细胞迁移。
Akt的Ser473可以被PDK1磷酸化。
PKB与PKA和PKC均有很高的同源性,该激酶被证明是反转录病毒安基因v-akt 的编码产物,故又称Akt。
3. mTORMammalian target of rapamycin。
mTOR与其它蛋白质结合,形成两种不同蛋白质复合物,mTOR复合物1(mTORC1,)和mTOR复合物2(mTORC2),它们调节不同的细胞过程。
mTORC1由mTOR、mTOR调节相关蛋白Raptor、MLST8和非核心组分PRAS40、DEPTOR 组成。
β-Catenin的磷酸化修饰与其生物学意义刘奕君,吴军舟,于宇,张宏权(北京大学基础医学院,北京100191)5 10 15 20 25 30 35 摘要:β-Catenin 在细胞的社会性中承担了两个很关键的角色:其一是参与cadherin 介导的细胞间的粘附作用;其二是参与Wnt 介导的细胞间信号传递,调控基因转录。
β-catenin的翻译后修饰是其功能的一种重要的调控机制。
其中β-catenin 的磷酸化修饰可以调节β-catenin 自身的稳定性,并且改变其在细胞内的定位,从而实现对其自身功能的调控。
异常的β-catenin 磷酸化修饰将导致β-catenin 生物学功能失常,可能与癌症、肥胖、糖尿病等多种疾病的发生有密切联系。
关于β-catenin 磷酸化修饰在不同生物学过程中的作用和意义已经成为当今研究的热点。
关键词:分子生物学;β-catenin;磷酸化修饰;蛋白质稳定性;转录调控中图分类号:R34Phosphorylation of β-catenin and its biological function LIU Yijun, WU Junzhou, YU Yu, ZHANG Hongquan(School of Basic Medical Sciences, Peking University, Beijing 100191)Abstract:β-Catenin plays a major role in the regulation of cell adhesion and gene transcription.β-catenin is not only as a component of cell-cell adhesion complexes, but also as a key effector of canonical Wnt signalling. Post-translational modification is an important regulation mechanism ofβ-catenin. Phosphorylated state of β-catenin is significant for enhancing its own stability and inducing cellular translocation. Abnormal phosphorylation of β-catenin shows strong correlations with cancer, obesity and diabetes. It has attracted much attention to investigate the roles and significances of β-catenin phosphorylation in different biological process.Key words:Molecular biology; β-catenin; phosphorylation; protein stability; transcription regualtion0引言Wnt/β-catenin 通路作为生物进化过程中高度保守的一条信号通路,参与调控细胞增殖、存活以及命运决定,在胚胎发育中有着很重要的作用,其异常激活也和许多疾病,如恶性肿瘤的发生发展密切相关。
食管鳞癌组织中GSK3β表达的临床意义刘怡文;孙蔚;齐义军;高社干【摘要】目的:分析GSK3β在食管鳞癌组织中的表达及临床意义.方法:采用实时荧光定量PCR、Western blot、免疫组化等方法检测GSK3β在52例食管鳞癌及相应癌旁组织中的表达,并采用Cox回归分析GSK3β表达与食管鳞癌患者术后预后的关系.结果:食管鳞癌组织中GSK3β mRNA及蛋白表达水平、阳性表达率均高于相应癌旁组织(P<0.05).Cox回归分析表明GSK3β为食管鳞癌患者术后预后的独立危险因素(β=1.095,P=0.026).结论:GSK3β表达可能促进了食管鳞癌的发生发展;GSK33可能成为食管鳞癌靶向治疗的分子靶点之一.%Aim:To characterize the expression level of GSK3β and its clinical significance in esophageal squamous cell carcinoma(ESCC) tissue.Methods:The mRNA and protein expression levels of GSK3β in 52 cases of ESCC and matched adjacent tissue samples were determined by Real-time PCR,Western blot and immunohistochemistry,respectively,and the correlation between the expression of GSK3 β and the prognosis of patients was also analyzed using Cox regression.Restults:The mRNA and protein expression levels,and the positive rate of GSK3β in ESCC tissue were higher compared with those in adjacent noncancerous mucosa tissue(P < 0.05).Cox regression analysis showed that GSK3β was an independent risk factor for the prognosis of patients with ESCC (β =1.095,P =0.026).Conclusion:GSK3β expression may promote the development of ESCC,and GSK3β may be one of the molecular targets for treatment of ESCC.【期刊名称】《郑州大学学报(医学版)》【年(卷),期】2018(053)001【总页数】4页(P21-24)【关键词】食管鳞癌;GSK3β;预后【作者】刘怡文;孙蔚;齐义军;高社干【作者单位】河南科技大学第一附属医院临床医学院;河南省肿瘤表观遗传重点实验室河南洛阳471003;河南科技大学第一附属医院临床医学院;河南省肿瘤表观遗传重点实验室河南洛阳471003;河南科技大学第一附属医院临床医学院;河南省肿瘤表观遗传重点实验室河南洛阳471003;河南科技大学第一附属医院临床医学院;河南省肿瘤表观遗传重点实验室河南洛阳471003【正文语种】中文【中图分类】R735.1食管癌是世界上最常见的八大恶性肿瘤之一,而中国每年新增的食管癌患者约占全球的一半。
GSK-3β和β-catenin在弥漫性大B细胞性淋巴瘤组织中的表达及意义叶春美;孙爱宁【摘要】①目的探讨GSK-3β和β-catenin在弥漫性大B细胞性淋巴瘤组织中的表达及意义.②方法采用免疫组化二步法检测PGSK-3β(Ser9)和β-catenin蛋白在63例弥漫性大B细胞性淋巴瘤、14例反应性增生的淋巴结组织中的表达,以了解它们在弥漫性大B细胞性淋巴瘤中表达及意义.③结果β-catenin主要定位于细胞浆,弥漫性大B细胞性淋巴瘤阳性表达率(28.57%);反应性增生的淋巴结组织阳性表达率(0);两者相比较,弥漫性大B细胞性淋巴瘤阳性表达率明显高于反应性增生的淋巴结的阳性表达率,差异(P<0.05),有统计学意义;在弥漫性大B细胞性淋巴瘤可见核表达,而反应性增生的淋巴结无核表达.PGSK一3β主要定位于细胞浆,弥漫性大B细胞性淋巴瘤阳性表达率(38.10%);反应性增生的淋巴结阳性表达率于(0.07%);两者相比较,弥漫性大B细胞性淋巴瘤阳性表达率明显高于反应性增生的淋巴结的阳性表达率,差异有统计学意义(P<0.05).相关性分析,PGSK-3β和β-catenin 蛋白在弥漫性大B细胞性淋巴瘤阳性表达率存在显著的相关性(P<0.001).④结论 GSK-3β(Ser9)磷酸化使GSK-3β灭活,抑制了GSK-3β降解β-catenin的作用,导致了胞浆内游离的β-catenin 蛋白积累并进入细胞核,可能最终导致了弥漫性大B细胞性淋巴瘤的发生.【期刊名称】《河北联合大学学报(医学版)》【年(卷),期】2013(015)002【总页数】3页(P155-157)【关键词】弥漫性大B细胞性淋巴瘤;GSK-3β;β-catenin;免疫组织化学【作者】叶春美;孙爱宁【作者单位】苏州大学附属第一医院【正文语种】中文【中图分类】R73弥漫大B细胞淋巴瘤(diffuse large B-cell Ivmphoma,DLBCL)是最常见的非霍奇金淋巴瘤(nonHodgikin,S lymphomas,NHL),约占成人NHL的30% ~40%。
hedgehog信号通路简介命名由来:Nusslein-Volhard等人在筛选影响果蝇幼虫发育基因时,发现hedgehog基因突变会导致幼虫长满刚毛,因此称为hedgehog。
【1】主要功能参与发育过程中的细胞分化。
1.作为体节极性基因,在果蝇幼虫体节形成过程中发挥作用。
Wg和en受pair-rule基因调控激活。
en在even-skipped(Eve)或Fushi tarazu(Ftz)蛋白含量较高的细胞中表达,同时受到Odd-skipped, Runt,或Sloppy-paired的抑制。
Wg 在两者(Eve & Ftz)均不表达(表达sloppy-paired基因)的细胞中表达。
Wg蛋白表达后扩散到周围细胞,在表达en的细胞中,Wg和Ftz/Lrp6结合,经Wg信号通路激活en的表达。
en蛋白激活en自身及hh基因的表达,hh扩散到周围细胞,和Patch 受体结合,增强Wg基因的表达。
[正反馈]hh/wg浓度梯度确定了denticle表达的边界(hh浓度高不长毛,wg浓度高,长毛)。
若Wg/Hh通路受影响,毛会布满整个体节。
Hedgehog,Porcupine,Armadillo因此得名。
2.果蝇翅成虫盘的发育过程中参与AP方向的形态建成。
果蝇胚胎发生期到一龄幼虫初期,翅成虫盘完成AP区域分隔。
具体过程如下:engrailed在翅膀dorsal part表达,促进hedgehog的表达,同时也抑制hedgehog在dorsal part的功能(?ptc只在anterior表达)。
Hedgehog诱导下游dpp表达,然而作为短程信号蛋白,决定dpp的表达范围仅限于AP界线靠近anterior的位置。
Dpp作为长程信号蛋白,沿AP方向扩散,形成浓度梯度,组织翅膀发育。
3.脊椎动物手的发育(六指性状)在脊椎动物手的发育过程中,肢芽后端的ZPA(zone of polarizing activity)区分泌SHH,形成一个扩散的梯度。
GSK-3β在高糖环境下足细胞转分化效应中的作用
的开题报告
标题:GSK-3β在高糖环境下足细胞转分化效应中的作用
背景:
近年来,糖尿病已成为全球大流行的代表性疾病之一。
高糖环境对
细胞造成多种损伤,其中包括足细胞的功能损伤。
足细胞是肾小球滤过
屏障的重要细胞类型,其转分化被认为是糖尿病肾病发生发展的关键环节。
研究发现,GSK-3β(糖原合成激酶-3β)在足细胞转分化中扮演着重要角色。
然而,GSK-3β在高糖环境下足细胞转分化中的作用机制尚待深
入探究。
研究问题:
在高糖环境下,GSK-3β在足细胞转分化中的作用机制是什么?
研究方法:
采用体外细胞实验,使用高糖培养液处理足细胞,使用Western blot、免疫荧光染色等方法检测GSK-3β的表达及其他相关信号通路的变化,辨析其与足细胞转分化相关性。
研究意义:
深入研究GSK-3β在高糖环境下足细胞转分化效应中的作用,可以更好地理解足细胞转分化的分子机制,并为糖尿病肾病的早期诊断和治疗
提供理论依据。
此外,研究结果还可以为其他疾病的治疗提供新的思路。
REVIEWGlycogensynthasekinase3(GSK3)intheheart:apointofintegrationinhypertrophicsignallingandatherapeutictarget?Acriticalanalysis
PHSugden,SJFuller,SCWeissandAClerkNationalHeartandLungInstitute(NHLI)Division,FacultyofMedicine,ImperialCollegeLondon,London,UKGlycogensynthasekinase3(GSK3,ofwhichtherearetwoisoforms,GSK3aandGSK3b)wasoriginallycharacterizedinthecontextofregulationofglycogenmetabolism,thoughitisnowknowntoregulatemanyothercellularprocesses.PhosphorylationofGSK3a(Ser21)andGSK3b(Ser9)inhibitstheiractivity.Intheheart,emphasishasbeenplacedparticularlyonGSK3b,ratherthanGSK3a.Importantly,catalytically-activeGSK3generallyrestrainsgeneexpressionand,intheheart,catalytically-activeGSK3hasbeenimplicatedinanti-hypertrophicsignalling.InhibitionofGSK3resultsinchangesintheactivitiesoftranscriptionandtranslationfactorsintheheartandpromoteshypertrophicresponses,anditisgenerallyassumedthatsignaltransductionfromhypertrophicstimulitoGSK3passesprimarilythroughproteinkinaseB/Akt(PKB/Akt).However,recentdatasuggestthatthesituationisfarmorecomplex.WereviewevidencepertainingtotheroleofGSK3inthemyocardiumanddiscusseffectsofgeneticmanipulationofGSK3activityinvivo.WealsodiscussthesignallingpathwayspotentiallyregulatingGSK3activityandproposethat,dependingonthestimulus,phosphorylationofGSK3isindependentofPKB/Akt.PotentialGSK3substratesstudiedinrelationtomyocardialhypertrophyincludenuclearfactorsofactivatedTcells,b-catenin,GATA4,myocardin,CREB,andeukaryoticinitiationfactor2Be.Theseandothertranscriptionfactorsubstratesputativelyimportantintheheartareconsidered.WediscusswhethercardiacpathologiescouldbetreatedbytherapeuticinterventionattheGSK3levelbutconcludethatanyinterventionwouldbeprematurewithoutgreaterunderstandingofthepreciseroleofGSK3incardiacprocesses.BritishJournalofPharmacology(2008)153,S137–S153;doi:10.1038/sj.bjp.0707659;publishedonline21January2008
Keywords:cardiacmyocytes;transgenicmousemodels;myocardialhypertrophy;glycogensynthasekinase3;proteinkinaseB/Akt;mitogen-activatedproteinkinases;transcriptionfactors;nuclearfactorofactivatedTcells;b-catenin
Abbreviations:APC,adenomatouspolyposiscoli;BW,bodyweight;eIF,eukaryoticinitiationfactor;ERK,extracellularsignal-regulatedkinase;GSK3,glycogensynthasekinase3;HDAC,histonedeacetylase;HW,heartweight;IGF1,insulin-likegrowthfactor1;LRP,lipoproteinreceptor-relatedprotein;MAPK,mitogen-activatedproteinkinase;MSK,mitogen-andstress-activatedproteinkinase;NFAT,nuclearfactorofactivatedTcell;PtdIns(4,5)P2,phosphatidylinositol4,5-bisphosphate;PtdIns(3,4,5)P3,phosphatidylinositol3,4,5-trisphosphate;PI3K,phos-
phoinositide30kinase;PKA,cyclicAMP-dependentproteinkinaseA;PKB,proteinkinaseB;PKC,proteinkinaseC;RSK,p90-ribosomalS6kinase;TAC,transverseaorticconstriction;TCF/LEF1,T-cell-specifictranscriptionfactor/lymphoidenhancerbindingfactor1;TL,tibiallength
IntroductionGlycogensynthasekinase3(GSK3)isemergingasanimportanttherapeutictargetinavarietyofpathologies(CohenandGoedert,2004).Here,wewillbeprincipallyconcernedwithitsroleincardiacgrowthandheartfailure,particularlywiththatoccurringduringmyocardialhyper-trophy.GSK3mayalsoplayanimportantroleinthe
cardioprotectionaffordedbyischaemicpreconditioning(Tongetal.,2002),butthisisbeyondthescopeofthisreview.GSK3wasoriginallyidentifiedasaSer/ThrproteinkinasethatphosphorylatesglycogensynthaseonmultiplesitesinitsC-terminalregion(Figure1a)toinhibititsactivity(Embietal.,1980).ItisakeysignallingproteinintheregulationofglycogensynthesisandtheactivityofGSK3itselfisregulatedbyphosphorylation–dephosphorylation,phosphorylationbeinginhibitory(Figure1b).Phosphoryla-tionofGSK3isincreasedbyinsulinandthisrepresentsamajormechanismbywhichinsulinpromotesglycogenaccumulation(Cohen,2006).Received26July2007;revised16November2007;accepted4December
2007;publishedonline21January2008
Correspondence:ProfessorPHSugden,NationalHeartandLungInstitute(NHLI)Division,FacultyofMedicine,ImperialCollegeLondon,FlowersBuilding(4thFloor),ArmstrongRoad,LondonSW72AZ,UK.E-mail:p.sugden@imperial.ac.uk
BritishJournalofPharmacology(2008)153,S137–S153&2008NaturePublishingGroupAllrightsreserved0007–1188/08$30.00
www.brjpharmacol.orgSinceitsdiscoveryaround25yearsago,GSK3hasbeenimplicatedintheregulationofmanyadditionalbiologicalprocessesapartfromglycogenmetabolism.Particularemphasishasbeenplacedonitsroleinthephosphorylationoftranscriptionalregulatorsandtranslationinitiationfactors,andtheconsequenteffectsongeneandproteinexpression.ItisalsonotablethatGSK3regulatesmetazoandevelopmentbymodulatingtranscriptionalactivityinthecontextofthe‘canonical’Wntpathway(LoganandNusse,2004;CadiganandLiu,2006;GordonandNusse,2006).The