αB-晶状体蛋白基因rsl4133G/C和rs2070894G/A多态性在广西西部人群中的分布
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细胞自噬在白内障形成过程中的研究进展赵楚楚;葛红岩;刘平【摘要】自噬( autophagy)是真核细胞中细胞器以及蛋白质等物质降解的主要过程,在维持体内平衡的过程中起到重要作用。
人眼晶状体是一个由上皮细胞以及其分化而来的纤维细胞共同组成的无血管透明器官,晶状体细胞主要通过自噬途径来降解细胞器以及异常聚集的蛋白质以维持晶状体的透明。
自噬功能的异常与白内障的发生发展密切相关。
本文就自噬相关内容进行介绍,并概括总结了近年来细胞自噬在白内障形成过程中的研究进展。
%? Autophagy, the main degradation process of organelles, protein and other substances in the eukaryotic cells, plays an important role in the maintenance of homeostasis.Lens is a transparent tissue without vessel, which is mainly composed of a layer of epithelium cells and differentiating fiber cells. To maintain the transparency of lens, lenticular cells degrade their organelles and abnormal aggregated protein through autophagy. Abnormal function of autophagy is closely related to the formation of cataract.This article is aimed to introduce the related knowledge of autophagy and summarize the research progress of autuphagy in the procedure of cataract formation.【期刊名称】《国际眼科杂志》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】3页(P2076-2078)【关键词】自噬;白内障;基因突变【作者】赵楚楚;葛红岩;刘平【作者单位】150001 中国黑龙江省哈尔滨市,哈尔滨医科大学附属第一医院眼科医院;150001 中国黑龙江省哈尔滨市,哈尔滨医科大学附属第一医院眼科医院;150001 中国黑龙江省哈尔滨市,哈尔滨医科大学附属第一医院眼科医院【正文语种】中文自噬(autophagy)是真核细胞中细胞器以及蛋白质等物质降解的主要过程,在维持体内平衡的过程中起到重要作用。
先天性白内障致病相关晶状体蛋白基因研究进展晶状体蛋白是晶状体的结构蛋白,其在晶状体中的丰富含量以及自身特殊的空间结构,对维持晶状体透明起着重要作用。
研究发现,多种晶状体蛋白编码基因的突变参与遗传性先天性白内障的形成与发展。
本文对先天性白内障致病相关晶状体蛋白基因的研究进展作一综述。
标签:先天性白内障;发病机制;晶状体蛋白基因【文献标识码】B【文章编号】1004-4949(2014)09-0770-02先天性白内障(autosomal dominant congenital cataract,ADCC)是一种严重的致盲性晶状体疾病,是儿童常见的致盲性眼病,新生儿中先天性白内障的患病率约为0.5%。
先天性白内障发病机制复杂,其中约1/3与遗传有关,任何参与、影响晶状体发育的基因突变都可能导致先天性白内障的发生。
1963年,Renwick和Lawler在研究中发现遗传性白内障与杜非血型(Duffy blood group)位点发生共分离现象[1]。
1968年杜非血型定位在1号染色体上,先天性白内障成为人类第一种常染色体连锁遗传疾病。
随着分子遗传学的发展,不断发现新的先天性白内障遗传位点。
现已明确20 多个基因位点上的突变与先天性白内障有关,其中有17个基因已被完全克隆出来。
晶状体蛋白是晶状体中最主要的成分,占晶状体水溶性蛋白质的90%,其编码基因的突变与先天性白内障的发生密切相关。
突变后的晶状体蛋白结构改变,导致晶状体纤维结构和排列异常引起晶状体混浊,包括α-晶状体蛋白(CRYA)、β-晶状体(CRYB)、γ-晶状体蛋白(CRYG),分别占40%、35%、25%。
目前已发现几种基因突变与ADCC 的表型相关联,如CRYAA (R116C)与核性白内障,CRYBB2 与花冠状白内障等。
1.α-晶状体蛋白基因家族α-晶状体蛋白主要在应激状态下诱导产生,起分子伴侣作用,能通过与晶状体毒性蛋白结合,消除或缓冲这些物质对晶状体透明度的影響[2]。
骨骼肌细胞αB-晶状体蛋白基因在大强度离心运动后的表达张立立;杨惠玲;翟凤鸣;张瑞存;李壮志【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2011(015)028【摘要】背景:骨骼肌含有被称为"分子伴侣"的小热休克蛋白αB-晶状体蛋白,有可能在肌肉运动中具有重要的生理功能.目的:观察离心运动后骨骼肌细胞αB-晶状体蛋白基因表达.方法:将成年雄性Wistar大鼠随机分为安静对照组和运动后即刻组,运动后24 h组.安静对照组正常喂养,两个运动组进行一次性大负荷离心运动,分别取对照组腓肠肌和运动组运动后0和24 h的腓肠肌,使用冰冻切片原位杂交法检测αB-晶状体蛋白基因表达情况.结果与结论:骨骼肌细胞αB-晶状体蛋白基因在对照组呈低水平表达,在运动后即刻和运动后24 h组均呈较高表达(P < 0.05),αB-晶状体蛋白基因表达杂交信号主要位于肌细胞膜下.结果证实,大强度离心运动可诱导骨骼肌细胞αB-晶状体蛋白基因表达增高.%BACKGROUND: Skeletal muscle is called “molecular chaperones” the small heat shock protein aB -crystallin protein in the exercise training may have important physiological functions.OBJECTIVE: To examine the mRNA expression of aB-crystallin in skeletal muscle after eccentric exercise. METHODS: Adult male Wistar rats were randomly divided into control group, immediately after exercise group and 24 hours after exercise group. Control group received normal feeding. Exercise groups experienced once high-intensity eccentric exercise. After exercise, gastrocnemius muscle from excise groups at 0 and 24 hours after excise and those from control group were removed.Thegastrocnemius muscles were processed for cryosection in situ hybridization to measure aB -crystallin mRNA expression.RESULTS AND CONCLUSION: Compared with control group which had a weak level of labeling, the hybridization signal of aB-crystallin mRNA was obviously enhanced near muscle cell membrane in immediately after exercise group and 24 hours after exercise group (P < 0.05). Results suggest that aB-crystallin mRNA expression was up-regulated after high-intensity eccentric exercise.【总页数】4页(P5269-5272)【作者】张立立;杨惠玲;翟凤鸣;张瑞存;李壮志【作者单位】石家庄学院体育系,河北省石家庄市,050035;石家庄学院体育系,河北省石家庄市,050035;石家庄学院体育系,河北省石家庄市,050035;石家庄学院体育系,河北省石家庄市,050035;石家庄学院体育系,河北省石家庄市,050035【正文语种】中文【中图分类】R318【相关文献】1.一次力竭离心运动后大鼠骨骼肌αB-晶体蛋白的变化及针刺对其影响 [J], 黄巧婷;李俊平2.补充海洋生物活性肽对大鼠高强度离心运动后骨骼肌结蛋白表达的影响 [J], 李世成;王启荣;邵雄杰;邵晶;高红;安江红3.4周大强度离心运动对大鼠骨骼肌的影响——以a-肌动蛋白基因表达和血清CK、LDH作为指标 [J], 王会旭; 门杰; 李晓辉; 袁俊锋4.4周大强度离心运动对大鼠骨骼肌的影响--以a-肌动蛋白基因表达和血清CK、LDH作为指标 [J], 王会旭; 门杰; 李晓辉; 袁俊锋5.补充活性肽对大强度离心运动后大鼠骨骼肌肝细胞生长因子表达的影响 [J], 李世成;李跃纲;王启荣;杨则宜;李肃反因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
alpha-晶体蛋白在氧诱导小鼠视网膜病变中的表达石怡;李筱荣;汪建涛;刘新玲【摘要】目的:建立氧诱导视网膜病变小鼠动物模型,研究alphaA-和alphaB-晶体蛋白在其视网膜组织中的mRNA定量表达及定位分布特点.方法:选取34只C57/BL小鼠于出生后7 d(P7)置于(75±5)%高氧状态下饲养5d,后回到正常环境中;另选取34只同日龄幼鼠作为正常对照组.采用荧光素血管灌注及视网膜铺片法观察视网膜血管形态;并行Real time RT-PCR检测alphaA-和alphaB-晶体蛋白mRNA在氧诱导模型鼠和正常视网膜组织中表达水平,免疫荧光方法检测这两种晶体蛋白在视网膜组织中的定位分布情况.结果:实验组鼠的视网膜血管形态特征为相对低氧状态下5d后(P17)在其视网膜中周部有血管区和无血管区交界处大量新生血管形成,出现周边渗漏.实验组alphaA-晶体蛋白mRNA在视网膜组织中的表达为先降低后升高的趋势,差异具有统计学意义(F=220.378,P<0.01);实验组alphaB-晶体蛋白的表达呈现逐渐升高的趋势,但差异无统计学意义(F=0.895,P>0.05).两种alpha-晶体蛋白阳性细胞均表达在神经节细胞、内核及外核细胞层.结论:在氧诱导视网膜病变小鼠视网膜组织中,alphaA-和ahphaB-晶体蛋白在视网膜组织中表达具有时空依赖性.%Objective: To establish the mice model in oxygen induced retinopathy (OIR) and investigate the changes of alphaA- and al- phaB-crystallin protein mRNA expression and their location characteristics in retina. Methods: 34 seven days (P7) wild type C57BL/6J mice were chosen to put in a terrarium with oxygen density of (75 ±5)% ,breeded for five days and return to normal atmosphere and 34 mice were as control ones. The vascular perfusion of fluorescein and retinal stretched preparation were used to observe the morphologic changes of retinal vessels. Realtime RT-PCR and FITC were used to observe expression of alphaA- and alphaB-crystallin protein,and the location of these proteins. Results: There was more neovascular which broke through internal limiting membrane or were near the crystal in P17 of OIR mice. Expression of alphaA-crystallin protein mRNA in OIR mice was highest on P21 and lowest on P17, there was rna statistically significant difference (F=220.378, P<0.01). Expression of alphaB-crystallin protein mRNA in OIR mice was highest on P21 and lowest on P13, there was no statistically significant difference (F=0.895, P>0.05). The expression of alphaA- crystallin were observed in the retinal ganglial cells, inner and outer nuclear cells layers. Conclusion: The retinal mRNA expressions of alphaA- and alphaB-crystallin protein in OIR and control mice are associated with time and space.【期刊名称】《天津医科大学学报》【年(卷),期】2012(018)004【总页数】5页(P432-436)【关键词】alpha-晶体蛋白;氧诱导视网膜病变;信使RNA;免疫荧光;小鼠【作者】石怡;李筱荣;汪建涛;刘新玲【作者单位】天津医科大学眼科中心眼底病科,天津300384;天津医科大学眼科中心眼底病科,天津300384;天津医科大学眼科中心眼底病科,天津300384;天津医科大学眼科中心眼底病科,天津300384【正文语种】中文【中图分类】R774.1alpha-晶体蛋白(α-crystallin)属于小分子热休克蛋白(small heat shock proteins,sHSPs)家族,其在应激反应中维持细胞必需的蛋白质构象,而且在蛋白质聚集折叠、跨膜转运、移位、细胞骨架稳定等方面均发挥重要的功能。
•综述.髓鞘相关基因影响精神分裂症及相关行为研究进展☆王家银*高舒展*魏钦令△石云※徐西嘉呛【关键词】精神分裂症髓鞘基因多态性表观遗传少突胶质细胞精神分裂症是一种多基因遗传性脑疾病,主要临床特征为阳性症状、阴性症状以及认知功能障碍[1]。
其起病通常在青春期晩期或成年早期,这与少突胶质细胞(oligoden-diocyte,OL)和髓鞘发育的时间相重叠[2】。
髓鞘是0L包绕神经元轴突的多层结构。
已有研究表明精神分裂症患者存在少突胶质细胞功能障碍、髓鞘受损和白质异常[3】,另一方面髓鞘相关基因功能异常参与精神分裂症的发生发展,其基因突变增加精神分裂症的遗传风险叫本综述旨在对髓鞘相关基因影响精神分裂症及相关行为的研究进展进行总结o1影响精神分裂症发生的髓鞘相关基因髓鞘相关基因根据具体功能,大致可分为:①编码髓鞘蛋白,主要包括髓鞘相关糖蛋白(myelin-associated glycoprotein,MAG)髓鞘碱性蛋白(myelin basic protein, MBP)、髓鞘蛋白脂蛋白(myelin proteolipid protein,MPLP)、少突胶质细胞糖蛋白(myelin oligodendrocyte glycoprotein, MOG)、才3-环核昔酸了-磷酸二酯酶(才,3=cyclic nucleotide3phosphodiesterase,CNP)同;②影响髓鞘脂质合成,如固醇调控元件结合转录因子(sterol regulatory ele・ment binding factor,SREBF)®;③编码OL相关的转录因doi:10.3969/j.issn.l002-0152.2020.10.001☆国家自然科学基金面上项目(编号=81771444);国家自然科学基金重大研究计划培育项目(编号:91849112);江苏省重点研发计划临床前沿技术项目(编号:BE2019707);江苏省六大人才高峰项目(编号:WSN-166)*南京医科大学附属脑科医院精神科(南京210029)△中山大学附属第三医院精神科南京大学医学院模式动物研究所e通信作者(E-mail:*****************)子,主要包括少突胶质细胞转录因子1/2(oligodendrocyte transcription factor1/2,0LIG1/2)、转录因子4(transcription factor4,TCF4)^;④其他髓鞘相关基因包括精神分裂症断裂基因1(disrupted in schizophrenia1,DISCI)、成束与延伸蛋白]基因(fasciculation and elongation protein zeta-1, FEZ1)和Quaking基因(QKI)等⑺。
综㊀㊀述 αA晶状体蛋白的功能及其在相关眼部疾病中的作用徐琼㊀综述㊀赵明威㊀黎晓新㊀审校北京大学人民医院㊀视网膜脉络膜疾病诊治研究北京市重点实验室㊀北京大学医学部眼视光学院㊀北京大学人民医院眼视光中心100044通信作者:赵明威ꎬEmail:dr_zhaomingwei@163.com㊀㊀ʌ摘要ɔ㊀αA晶状体蛋白是晶状体中重要的蛋白成分ꎬ具有分子伴侣活性ꎬ可调控凋亡㊁新生血管形成㊁氧化还原过程及炎症反应ꎬ其功能已成为研究热点之一ꎮ现在越来越多的研究证实ꎬαA晶状体蛋白不仅存在于晶状体中ꎬ也存在于视网膜等其他眼内结构中ꎬ不仅可维持内环境的稳定ꎬ还在各类眼部疾病ꎬ如视神经损伤类疾病㊁视网膜变性类疾病㊁眼肿瘤㊁炎症类疾病和视网膜脉络膜血管类疾病等中表现出相应的变化ꎮ本文就αA晶状体蛋白的分布㊁基本结构㊁功能及其在眼部疾病中的作用进行综述ꎮʌ关键词ɔ㊀αA晶状体蛋白ꎻ眼科疾病ꎻ功能ꎻ分布ꎻ结构基金项目:国家自然科学基金项目(81470651ꎬ81770943)DOI:10.3760/cma.j.issn.2095 ̄0160.2019.02.015ThefunctionofαA ̄crytstallinandeffectsinoculardiseasesXuQiongꎬZhaoMingweiꎬLiXiaoxinPekingUniversityPeople'sHospitalꎬBeijingKeyLaboratoryofDiagnosisandTherapyofRetinalandChoroidDiseasesꎬCollegeofOptometryꎬPekingUniversityHealthScienceCenterꎬCenterofOptometryꎬDepartmentofOphthalmologyꎬPekingUniversityPeople'sHospitalꎬBeijing100044ꎬChinaCorrespondingauthor:ZhaoMingweiꎬEmail:dr_zhaomingwei@163.com[Abstract]㊀αA ̄crystallinisanimportantproteininlensꎬwithmolecularchaperonefounctionꎬapoptosisregulationeffectꎬneovascularizationregulationꎬoxidation ̄reductionreactionprocessregulationandinflammationreactionregulation.NowꎬmoreandmorestudieshaveverifiedthatαA ̄crystallinexistsnotonlyinlensꎬbutalsoinotherintraocularstructuresꎬsuchasretina.αA ̄crystallincannotonlymaintaintheinternalenvironmenthomeostasisꎬbutalsoparticipateinmanyothereyediseasesꎬsuchasopticnerveinjurydiseasesꎬretinaldegenerationꎬocularneoplasmasꎬinflammatorydiseasesandretinalchoroidalvasculardiseases.ThisarticlereviewedthedistributionꎬstructureandfounctionofαA ̄crystallinanditseffectsinoculardiseases.[Keywords]㊀αA ̄crystallinꎻOculardiseasesꎻFunctionꎻDistributionꎻStructureFundprogram:NationalNaturalScienceFoundationofChina(81470651ꎬ81770943)DOI:10.3760/cma.j.issn.2095 ̄0160.2019.02.015㊀㊀αA晶状体蛋白是晶状体中重要的蛋白质成分ꎬ近年来研究表明其具有很多特性ꎬ包括维持晶状体的结构和屈光性㊁分子伴侣活性㊁自激酶活性㊁磷酸化丝氨酸残基 ̄19㊁45㊁59模式ꎬ并可通过抑制细胞凋亡蛋白酶前体 ̄3的活化发挥抗凋亡作用等ꎮαA晶状体蛋白在氧化应激时能够帮助细胞必需蛋白质构象的维持ꎬ在蛋白质聚集折叠㊁跨膜转运㊁移位㊁细胞骨架稳定等方面发挥重要功能[1-2]ꎮαA晶状体蛋白分子活性的下降可导致其他功能蛋白的凝聚和酶的失活ꎬ进而导致多种眼部疾病发生和发展ꎮ本文就近年来αA晶状体蛋白的分布㊁基本结构㊁功能及其在眼部疾病中的作用进行综述ꎮ1㊀αA晶状体蛋白的分布既往研究认为αA晶状体蛋白主要存在于晶状体中ꎬ在脾脏和胸腺中有微量表达ꎬαB晶状体蛋白在全身各组织中均有表达[3]ꎮ近来研究发现αA晶状体蛋白在视网膜中也有分布ꎬXi等[4]发现小鼠视网膜中有20种晶状体蛋白的表达ꎬ其中以αA晶状体蛋白和αB晶状体蛋白为主ꎬ前者的含量是后者的15~30倍ꎮαA晶状体蛋白主要分布在视网膜内㊁外核层及视网膜神经节细胞(retinalganglioncellsꎬRGCs)的细胞核ꎬ但在内核层主要位于细胞膜和部分细胞骨架结构ꎬ在外核层多位于细胞核膜[2]ꎮ虽然αA晶状体蛋白以可溶性蛋白形式存在ꎬ但其在氧化应激状态下也能与线粒体㊁内质网等细胞器相结合ꎬ并发生翻译后修饰ꎬ与相应细胞因子或信号蛋白结合ꎬ调控细胞状态ꎮαA晶状体蛋白分布在不同部位可能发挥不同的作用ꎬ但目前具体的对应关系尚有待进一步研究证实ꎮ目前已明确视网膜色素上皮(retinalpigmentepitheliumꎬRPE)细胞的细胞膜㊁细胞质及细胞核中均有αA晶状体蛋白的表达ꎬαA晶状体蛋白对RPE细胞各种生物活性的调控也逐渐明确[5]ꎮ人脐静脉内皮细胞(humanumbilicalveinendothelialcellsꎬHUVECs)中αA晶状体蛋白的表达及功能有待深入研究ꎮ2㊀晶状体蛋白的基本结构晶状体是人体内蛋白质含量最高的组织ꎬ晶状体蛋白是晶状体上皮细胞的主要成分ꎬ约占晶状体中水溶性蛋白的90%ꎬ依据其在电场中的迁移能力可分为α㊁β㊁γ晶状体蛋白ꎬ其中α晶状体蛋白含量最多ꎬ约占40%ꎮα晶状体蛋白由2条基因编码ꎬ即αA和αB晶状体蛋白基因ꎬ而α晶状体蛋白也是由A和B亚单位以3ʒ1的方式组成的四聚体ꎬ发挥其生物学作用ꎮαA晶状体蛋白基因位于人类第21号染色体ꎬ编码173个氨基酸残基的多肽ꎻαB晶状体蛋白基因位于人类第11号染色体ꎬ编码175个氨基酸残基的多肽ꎬ两者之间有57%的氨基酸序列同源ꎬ相对分子质量约为20000[6]ꎮ在哺乳动物晶状体中ꎬαA与αB晶状体蛋白的浓度比为3ʒ1[2]ꎮ3㊀αA晶状体蛋白的主要功能3.1㊀αA晶状体蛋白的分子伴侣功能近年来ꎬαA晶状体蛋白的功能已成为研究热点之一ꎮ目前研究结果显示ꎬαA晶状体蛋白是小分子热休克蛋白(smallheatshockproteinsꎬsHSPs)的主要成员之一ꎬ它拥有由80个氨基酸组成的所有sHSPs超家族成员的共同结构域ꎬ具有分子伴侣功能ꎮHorwitz等[7]研究证实ꎬαA晶状体蛋白具有分子伴侣功能ꎬ即该蛋白可以不依赖消耗ATP酶ꎬ通过介导其他蛋白质的折叠和装配而改变或修饰其他蛋白质ꎬ进而影响或调节其他功能性蛋白质ꎮHorwitz等[7]首先报道了αA晶状体蛋白能防止热应激导致的晶状体内的蛋白质和酶的聚集ꎮ其他研究还发现ꎬαA晶状体蛋白对各种变性具有抑制作用ꎬ包括加热㊁紫外线和化学处理造成的蛋白质非特异性凝聚ꎬ对糖基化诱导的重要代谢和抗氧化酶的失活具有保护作用[2]ꎮ作为晶状体的重要组成蛋白ꎬαA晶状体蛋白在晶状体内发挥不可或缺的作用ꎬ如参与屈光指数形成ꎻ与晶状体内错误折叠或变性的蛋白质结合ꎬ阻止非特异性聚集ꎬ维持晶状体的透明性ꎻ在应激状态下与骨架蛋白结合ꎬ防止发生可能的损伤ꎬ从而稳定细胞骨架网络系统ꎬ支持细胞骨架在维持细胞形态㊁信号传导㊁提供细胞内物质反应和贮存场所等方面的功能[8]ꎮ当晶状体内的αA晶状体蛋白分子伴侣活性受到氧化损伤㊁紫外线照射和糖基化等化学性修饰的严重影响时ꎬ分子伴侣的保护作用随之消失ꎬ造成晶状体代谢酶对各种损伤的易感性增加ꎬ导致晶状体代谢障碍[2]ꎮαA晶状体蛋白不仅存在于晶状体中ꎬ越来越多的研究发现其也存在于眼内其他结构中ꎬ而且当αA晶状体蛋白发生基因突变或翻译后修饰时其伴侣功能降低ꎬ从而参与多种眼部疾病的发生ꎮαA晶状体蛋白可与RGCs的细胞膜结合ꎬ促进RGCs的存活和轴突的再生ꎬ部分地改善视神经损伤后视功能[9]ꎮ体外实验证实ꎬ晶状体蛋白可以维护血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowthfactorꎬVEGF)等视网膜功能蛋白在应激状态下的结构稳定性[10]ꎬ并通过AKT通路㊁RAF/MEK/ERK或P53等途径抑制细胞凋亡[11]ꎮαA晶状体蛋白与z线相关的结蛋白㊁肌联蛋白㊁肌动蛋白㊁微管蛋白等骨架蛋白之间存在共定位和相互作用ꎬ其他各类晶状体蛋白也是αA晶状体蛋白的靶蛋白之一ꎬ一些看家酶也是αA晶状体蛋白的重要伴侣[8]ꎮ目前αA晶状体蛋白结构尚不明确ꎬ能够确定的是αA晶状体蛋白由1个保守晶状结构域及两端的可变N ̄末端结构域和C ̄末端结合存在ꎮSchaefer等[13]证明αA晶状体蛋白在体内具有Ser ̄20㊁Ser ̄59㊁Ser ̄62㊁Ser ̄66㊁Ser ̄81㊁Ser ̄86㊁Ser ̄148㊁Ser ̄155和Ser ̄173等9个N ̄末端结合位点ꎮ每个结构域具有分子伴侣功能ꎬ并且可以根据N ̄末端的氧化㊁磷酸化㊁脱酰胺化㊁乙酰化和断裂等翻译后修饰发挥不同的生理作用[14-15]ꎮαA晶状体蛋白能与多种信号分子ꎬ例如其他亚类晶状体蛋白㊁凋亡蛋白㊁细胞骨架蛋白㊁炎性因子㊁血管生成和生长因子结合[5]ꎬ经过修饰产生协同或拮抗效应ꎬ如有效折叠新翻译的蛋白[16]㊁亚细胞内的转运蛋白[16]㊁抗细胞凋亡[17]㊁抑制炎症[18]㊁保护神经[5]㊁调节血管生成[19]㊁与细胞因子结合㊁影响细胞信号转导[20]等ꎮ如果希望通过药物结合具体位点来调控αA晶状体蛋白的作用ꎬ需进一步研究磷酸化与分子伴侣功能间的紧密联系以及生物学特性ꎮ3.2㊀αA晶状体蛋白对细胞凋亡的调控作用αA晶状体蛋白基因敲减(CRYAA-/-)小鼠受到氧化应激或光损伤后细胞易发生凋亡ꎮ目前研究结果显示ꎬαA晶状体蛋白主要与caspase ̄3㊁caspase ̄6㊁bax㊁bcl㊁PAR ̄2㊁MrsA等蛋白结合ꎬ调控凋亡程序的启动[21]ꎬ而αB晶状体蛋白可以通过分子伴侣介导的自噬反应诱导2型程序性细胞死亡[22]ꎮαA晶状体蛋白是否具有这种介导自噬反应的功能ꎬ有待进一步研究ꎮ3.3㊀αA晶状体蛋白对眼部新生血管形成的促进作用αB晶状体蛋白可以与VEGF结合ꎬ促进视网膜新生血管生成[23]ꎬ并抑制VEGF的降解[24]ꎬ推测αB可能成为VEGF类的治疗靶点ꎮ研究发现ꎬαA晶状体蛋白通过调控可溶性VEGF受体 ̄1(solublevascularendothelialgrowthfactorreceptor1ꎬsVEGFR ̄1)参与角膜新生血管生成的调节[25]ꎮ研究表明ꎬCRYAA基因敲除不仅在细胞分子水平抑制新生血管生成ꎬ也在小鼠氧诱导视网膜病变(oxygeninducedretinopathyꎬOIR)及激光诱导脉络膜新生血管模型中抑制视网膜脉络膜新生血管形成[26]ꎮ3.4㊀αA晶状体蛋白对氧化还原反应平衡的调控作用αA晶状体蛋白在维持氧化还原反应的平衡方面具有重要作用ꎮ研究发现ꎬαA晶状体蛋白与Cu2+结合能够调控其分子伴侣活性[27]ꎮ随着αA晶状体蛋白与金属离子间相互作用研究的不断深入ꎬ可能找寻出视网膜退行性疾病及神经病变新的治疗靶点ꎮ3.5㊀αA晶状体蛋白调控炎症反应目前的研究认为ꎬαB晶状体蛋白能够与VEGF㊁HSP27㊁核因子 ̄κB(nuclearfactor ̄κBꎬNF ̄κB)等泛素-蛋白酶系统相互作用ꎬ参与调控炎症反应过程的调控ꎮ研究发现ꎬαA晶状体蛋白也参与炎症过程ꎬ主要通过Toll受体4(Toll ̄likereceptor4ꎬTLR4) ̄NF ̄κB途径调控炎症反应[28]ꎬ外源性αA晶状体蛋白对炎性因子的产生究竟是促进作用还是抑制作用尚有待进一步研究ꎮ研究发现ꎬαA晶状体蛋白处理后可使树突状细胞白细胞介素(interleukinꎬIL) ̄6㊁肿瘤坏死因子 ̄α(tumornecrosisfactor ̄αꎬTNF ̄α)分泌增多ꎬIL ̄10分泌减少[29]ꎮ未来有望研发出特异性针对αA晶状体蛋白的新型药物以对相关疾病进行靶向治疗ꎮαA晶状体蛋白通过对正常和应激条件下蛋白质的质量控制及动态平衡进行调控ꎬ其遗传和生物化学研究已经揭示其能够在神经退行性疾病㊁癌症㊁炎症和新生血管类疾病中发挥作用ꎬ这预示着αA晶状体蛋白也许能够成为今后治疗的新靶点ꎮ4㊀αA晶状体蛋白在晶状体外的其他眼部疾病中的作用研究表明ꎬ晶状体蛋白不仅在维持眼内环境的稳定ꎬ而且在多种眼部疾病的发病过程中表现出相应的变化ꎮ目前研究证实ꎬ在年龄相关性黄斑变性(age ̄relatedmaculardegenerationꎬAMD)㊁糖尿病视网膜病变(diabeticretinopathyꎬDR)㊁视网膜母细胞瘤(retinoblatomaꎬRb)及先天性黑矇等疾病中ꎬαA晶状体蛋白均表达升高[30-33]ꎬ但αA晶状体蛋白参与这些疾病的机制尚有待进一步研究ꎮ4.1㊀视神经损伤性疾病中αA晶状体蛋白的视神经保护作用视神经损伤后再生治疗一直是眼科的难题ꎬ迄今仍缺乏有效的治疗方法ꎬ各种眼外伤㊁青光眼等疾病视神经损伤后对RGCs存活的保护和促进其轴突的再生成为研究热点ꎮShao等[34]研究发现ꎬ在视神经损伤模型的大鼠玻璃体腔注射αA晶状体蛋白可促进RGCs再生ꎮChiu等[35]在RGCs中检测出内源性αA晶状体蛋白的表达ꎮ在高眼压诱导视神经损伤鼠模型中ꎬαA晶状体蛋白主要集中表达在RGCs上ꎬ在内外核层中仅少量表达ꎬ且较正常组织表达下降ꎬ其表达受眼压变化的影响ꎮ在使用保护神经的药物后ꎬ存活RGCs中晶状体蛋白的表达上调ꎮαA晶状体蛋白对RGCs的保护机制可能包括以下几方面:(1)αA晶状体蛋白可一定程度上清除自由基及阻断脂质过氧化ꎬ保护细胞膜免受损伤[36]ꎻ(2)通过上调部分抗氧化酶的活性和/或减少抗氧化酶的消耗ꎬ增强细胞的修复能力[36]ꎻ(3)调节钙离子内流调节蛋白的表达及功能ꎬ减轻RGCs损伤后钙离子超载及其所致的细胞损伤ꎬ稳定细胞内外钙离子平衡[36]ꎻ(4)减轻视神经损伤后的视网膜胶质细胞活化ꎬ抑制胶质细胞活化引发的肿瘤坏死因子和诱导型一氧化氮合成酶的表达上调[37]ꎮ因此ꎬαA晶状体蛋白可提高RGCs的存活率ꎬ但多数研究是针对αA与αB晶状体蛋白的共同作用ꎬ具体αA晶状体蛋白在其中发挥的作用及其机制仍有待进一步研究ꎮ4.2㊀视网膜变性类疾病中αA晶状体蛋白的细胞保护作用视网膜变性类疾病主要表现为光感受器或RPE细胞的变性和凋亡ꎬ主要包括AMD㊁视网膜色素变性㊁视网膜劈裂症和遗传性黄斑营养不良等ꎮAMD是临床上导致不可逆盲的主要疾病之一ꎬ临床及病理学研究显示早期AMD患者可见Bruch膜上大小不等的玻璃膜疣ꎮ关于晶状体蛋白在黄斑变性眼视网膜中分布的研究证实ꎬBruch膜㊁玻璃膜疣㊁脉络膜组织以及RPE细胞中ꎬ晶状体蛋白均较正常对照组明显升高[30]ꎮAlge等[38]研究发现ꎬ在RPE细胞受到热休克或氧介导的损伤时晶状体蛋白的表达升高ꎬ这可能是防止细胞凋亡的组织应激反应促使晶状体蛋白表达上调ꎬ从而抑制蛋白受损并阻止蛋白的聚集ꎮ应激损伤越大ꎬαA晶状体蛋白在玻璃膜疣或RPE中的积聚越多ꎬ提示AMD的风险越大ꎮRCS大鼠是视网膜色素变性的经典动物模型ꎬ其视网膜蛋白分析结果显示ꎬαA晶状体蛋白和视紫红激酶表达明显减少ꎬ这两者可能通过影响视紫红质合成而影响光感受器代谢ꎬ参与视网膜变性的过程[39]ꎮYaung等[40]研究发现ꎬαA晶状体蛋白基因敲除小鼠的RPE细胞对缺氧的耐受能力明显下降ꎬ化学缺氧造模状态下ꎬαA晶状体蛋白基因敲除小鼠视网膜变性的程度也明显加重ꎮ因此ꎬ现有研究结果显示应激状态下ꎬ视网膜可通过上调晶状体蛋白表达以保护细胞ꎻ另一方面ꎬ晶状体蛋白的缺失可能会导致视网膜细胞对外界损伤的耐受力下降ꎬ从而加快变性类疾病的发展ꎮ4.3㊀眼肿瘤类疾病中αA晶状体蛋白的促进作用目前针对αA晶状体蛋白与肿瘤相关性的研究相对较少ꎮ在Rb肿瘤细胞质中有αA晶状体蛋白表达[32]ꎮ在眼睑皮肤腺癌中ꎬαA晶状体蛋白呈高表达[41]ꎮ研究认为αA晶状体蛋白能够抑制肿瘤细胞凋亡ꎬ从而促进肿瘤形成ꎮ此外ꎬ研究者发现在肿瘤血管发生过程中αA晶状体蛋白表达异常ꎬ推测其可能参与血管的塑形[42]ꎮαA晶状体蛋白能调控肿瘤的进展ꎬ在不同组织中对机体的调控作用机制不一ꎬ因此在不同疾病中可能通过不同的功能位点发挥不同的作用ꎮ相关研究报道ꎬαA晶状体蛋白主要通过与caspase ̄6㊁caspase ̄3结合ꎬ并与促凋亡因子bax及抑凋亡因子bcl ̄2结合ꎬ抑制细胞凋亡[21]ꎮαA晶状体蛋白还能够调控Akt激酶ꎬ增强MDM2的磷酸化ꎬ使p53的稳定性下降ꎬ从而抑制细胞凋亡[42]ꎬ提示αA晶状体蛋白可能通过抑制凋亡而间接促进肿瘤发展ꎮ但在人和鼠的胰腺肿瘤中ꎬαA晶状体蛋白表达下降ꎬ通过调控ERK㊁MAP激酶以及AP ̄1的表达和活性改变细胞的转化和迁移ꎬ从而抑制肿瘤的发生和发展[43]ꎮ深入研究αA晶状体蛋白的特异功能机制有助于未来找到特异的靶向药物以调控αA晶状体蛋白的功能ꎮ4.4㊀αA晶状体蛋白对炎症的抑制作用炎症反应是机体对各种损伤因素ꎬ包括感染㊁创伤㊁烧伤㊁缺氧和再灌注引起的全身反应ꎮ研究证实ꎬ在缺血-再灌注损伤眼玻璃体内αB晶状体蛋白的磷酸化能够抑制缺血-再灌注损伤引起的缺氧和氧化应激[44]ꎮαA晶状体通过抑制RPE细胞中谷胱甘肽的外排而促进RPE的抗氧化应激能力[45]ꎮ在具有神经退行性疾病及白内障眼ꎬαA晶状体蛋白与Cu2+特异性结合ꎬ通过氧化还原反应沉默Cu2+ꎬ抑制氧化损伤[27]ꎮ在自身免疫性葡萄膜炎动物模型中ꎬ各类炎性因子通过上调αA晶状体蛋白的表达而防止感光细胞线粒体氧化应激介导的细胞凋亡[46]ꎮ在糖尿病鼠中ꎬαA晶状体蛋白表达显著增加ꎮ研究认为ꎬαA晶状体蛋白因DR的氧化损伤而代偿性表达升高ꎬ从而抑制炎症反应[31]ꎮ研究发现ꎬ交感性眼炎视网膜中αA晶状体蛋白表达量显著升高ꎬ考虑αA晶状体蛋白对眼内炎症相关的细胞凋亡具有抑制作用[47]ꎮ目前ꎬαA晶状体蛋白具体通过何种机制参与炎症反应调控尚未明了ꎮαA晶状体蛋白通过分子伴侣作用与各类信号分子结合ꎬ调控其功能ꎬ改变细胞生物活性ꎬ但其中的确切关系仍有待深入探讨ꎮ4.5㊀视网膜脉络膜血管性疾病中αA晶状体蛋白的双向调控作用视网膜血管性疾病是以视网膜血管改变为主要病理变化的一类疾病ꎬ主要包括DR㊁视网膜静脉阻塞㊁视网膜动脉阻塞㊁视网膜血管炎㊁高血压动脉硬化性视网膜病变㊁眼缺血综合征㊁早产儿视网膜病变㊁脉络膜新生血管性疾病㊁Coats病㊁家族性玻璃体视网膜病变和放射性视网膜病变等ꎮ不同病因导致的糖尿病模型动物视网膜中各种晶状体蛋白表达呈不同程度升高[31]ꎮ研究发现ꎬ药物性糖尿病小鼠和遗传性糖尿病小鼠的视网膜中αA晶状体蛋白的表达均明显升高ꎬ并伴有视网膜细胞死亡和凋亡蛋白bax㊁bcl ̄xs表达升高ꎮKase等[48]研究发现ꎬDR患者视网膜中αA晶状体蛋白表达升高ꎮRuebsam等[31]用糖基化终末产物(advancedglycationendproductsꎬAGE)处理动物模型以模拟糖尿病损伤ꎬ发现αA晶状体蛋白表达明显升高ꎬαB晶状体蛋白的表达变化很小ꎬ推测可能是αA晶状体蛋白对AGE引起的视网膜损伤发挥保护作用ꎮ长期和持久的糖基化作用可使αA晶状体蛋白分子伴侣活性下降50%~100%ꎮ糖尿病通过糖基化作用降低αA晶状体蛋白的溶解度㊁破坏αA晶状体蛋白与bax的正常相互作用ꎬ明显抑制αA晶状体蛋白的伴侣功能ꎬ减弱了其对神经的保护作用[31]ꎮαB晶状体蛋白在氧诱导的视网膜病变(oxygeninducedretinopathyꎬOIR)和激光诱导脉络膜新生血管(choroidalneovescularizationꎬCNV)模型中参与VEGF ̄A信号分子的调控ꎬ用编码αB蛋白的基因敲除小鼠制作的OIR模型和激光诱导CNV模型均可发现新生血管芽生成减少和渗漏减轻ꎬ缺氧诱导因子1α表达未见明显变化ꎬ在促VEGFA分泌因素一致的情况下ꎬVEGFA蛋白的表达在基因敲除鼠有明显减弱ꎬαB晶状体蛋白RNA含量未见明显改变ꎬ推测在αB晶状体蛋白缺失的状态下ꎬVEGFA的翻译后修饰受到影响ꎬ改变了其最终表达量ꎮ该研究通过免疫共沉淀方法证实ꎬαB晶状体蛋白与VEGFA在内质网中直接结合ꎬ确保VEGFA正确的组装ꎬαB晶状体蛋白缺失时无法对VEGFA发挥分子伴侣作用ꎬ影响VEGFA的最终分泌及后续病理生理过程[21]ꎮ相关研究也发现ꎬαA晶状体蛋白也通过调控sVEGFR ̄1参与角膜新生血管形成的调节[30-31]ꎮ在角膜新生血管动物模型中添加外源性αA晶状体蛋白能有效增加sVEGFR ̄1的表达量ꎬ抑制角膜新生血管形成ꎬ推测αA晶状体蛋白通过分子伴侣功能影响sVEGFR ̄1的表达[25]ꎮαA晶状体蛋白在视网膜脉络膜血管形成中也同样发挥调控作用[27]ꎮCRYAA基因敲除HUVECs内及小鼠OIR㊁CNV模型中VEGFR2㊁AKT㊁PLCγ1㊁FAK㊁Src㊁p42/p44MAPK及p38MAPK的磷酸化水平明显降低ꎬ而VEGFR2㊁AKT㊁PLCγ1㊁FAK㊁Src㊁p42/p44MAPK及p38MAPK总蛋白表达量无明显变化ꎮCRYAA不仅参与VEGF的协同调控作用ꎬ可能还通过调控VEGFR2㊁AKT㊁PLCγ1㊁FAK㊁Src㊁p42/p44MAPK及p38MAPK的磷酸活化过程参与VEGFR2的促血管生成信号通路ꎮ编码αA晶状体蛋白基因敲除后细胞凋亡蛋白caspase ̄9及caspase ̄3的活化水平升高ꎬ细胞凋亡率升高ꎮ细胞凋亡增加不利于维持血管内皮细胞的内稳态ꎬ血管生成也受到一定程度抑制ꎮαA晶状体蛋白在视网膜脉络膜血管性疾病中具有双刃剑作用ꎬ在特定疾病阶段可以保护视网膜免受损伤ꎬ在另一疾病阶段ꎬ也可促进视网膜脉络膜新生血管形成ꎬ从而加重疾病进展ꎮ5㊀αA晶状体蛋白在相关研究中的进展5.1㊀相关动物模型研究早在1997年研究αA晶状体蛋白在体内环境下的功能即已建立了CRYAA基因敲除的动物模型ꎬCRYAA(-/-)小鼠晶状体体积较同龄野生型小鼠小40%ꎬ而且在生后7周即发展为白内障ꎬ野生型小鼠则直到18周才出现白内障ꎮ此外ꎬCRYAA基因敲减后小鼠易发生氧化应激及炎症损伤引发的细胞凋亡ꎮ自身免疫性葡萄膜炎㊁视网膜色素变性㊁高眼压动物模型及新生血管视网膜病动物模型也已建立ꎬ发现这些病理状态会代偿性引起αA晶状体蛋白的相应变化ꎬ从另一个侧面证实αA晶状体蛋白参与这类疾病的发生ꎮ在本课题组既往研究中发现ꎬ与同龄野生型小鼠相比ꎬCRYAA(-/-)小鼠OIR与激光诱导CNV模型中新生血管形成受到抑制ꎬ说明αA晶状体蛋白在新生血管形成中具有促进作用[26]ꎮ5.2㊀αA晶状体蛋白作为潜在的特异药物靶点的相关研究Ueda等[49]报道成纤维生长因子能够促进αA晶状体蛋白基因启动子的功能ꎬ而转化生长因子则抑制αA晶状体蛋白启动子ꎬ从而改变αA晶状体蛋白的分子伴侣作用ꎬ提示可以通过特定靶点来调控αA晶状体蛋白的特定功能ꎮ上述诸多研究显示ꎬαA晶状体蛋白通过特异性的作用机制调控各类疾病的发生和发展ꎬ未来若能明确αA晶状体蛋白参与各类疾病调控的特异位点或特异机制ꎬ将能研发特定靶向药物调控αA晶状体蛋白的功能ꎬ从而达到防治疾病的目的ꎮ6㊀小结综上所述ꎬαA晶状体蛋白存在于视网膜组织中ꎬ在各种病理过程的应激条件下发生相应变化ꎬ通过抑制细胞凋亡㊁稳定细胞骨架㊁保护血管完整性等机制维护视网膜结构的完整及正常的生理功能ꎮ深入研究αA晶状体蛋白在视网膜脉络膜病理状态下的作用ꎬ尤其是在发挥神经保护及维持血管完整性方面的相关机制和特异调控途径ꎬ将为视网膜病变的防治提供新的研究方向ꎮ参考文献[1]BradyJPꎬGarlandDLꎬGreenDEꎬetal.AlphaB 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中南大学博士学位论文αB-晶状体蛋白抗细胞凋亡的机制研究姓名:***申请学位级别:博士专业:病理学与病理生理学指导教师:肖献忠20050501中南太学博士学位论文中文摘要QB一晶状体蛋白抗细胞凋亡的机制研究心血管疾病(cVD)是目前我国人群死亡的首位原因,其发病率和死亡率呈逐年上升的趋势。
近年来大量研究表明,心肌细胞凋亡涉及许多心血管疾病的发生发展,而氧化应激/损伤在其中发挥重要作用。
作为终末分化细胞,心肌细胞凋亡的累积效应将导致其数量减少和心功能的降低,促进心力衰竭的发生发展。
因此,干预心肌细胞凋亡是目前心血管疾病防治研究中的一项重要课题。
细胞凋亡的发生机制主要涉及两条信号转导通路,即线粒体通路和膜死亡受体通路。
近年来对线粒体凋亡通路的研究已成为凋亡研究中的热点和前沿。
研究发现,氧化应激等因素可促使线粒体外膜通透性增加,促进膜间隙中的促凋亡分子如c”ochromeC、Smac/DIABLO、AIF、EndoG和多种caspases等的释放,这些促凋亡分子继而通过不同的下游机制导致细胞凋亡。
另一方面,线粒体信号通路又受到细胞中多种Bcl.2家族蛋白、转录因子(如p53、M7.KB)和热休克蛋白等细胞内蛋白的影响和调控。
近年来大量研究表明,多种热休克蛋白(如HsP70、HsP90、HsP27)可作用于凋亡信号通路的不同环节和不同水平发挥抗凋亡的细胞保护功能。
作为小分子热休克蛋白家族主要成员,aB一晶状体蛋白在成年心肌组织中的相对高表达提示其具有重要的生物学意义。
近年来在肿瘤细胞、晶体细胞和心肌组织发现,QB.晶状体蛋白也具有抗凋亡功能,其机制与QB一晶状体蛋白结合并抑制凋亡效应蛋白酶caLs口ase.3的活化有关。
但是,在氧化应激诱导体外培养的肌源细胞凋亡过程中,QB.晶状体蛋白是否可发挥早期抗凋亡作用,其机制是否与影响线粒体信号通路有关,aB.晶状体蛋白是否与某些凋亡相关蛋白发生相互作用及其意义,其小分子热休克蛋白家族特征性的保守结构域一核心结构域(¨cryS_tallindomain)在出一晶状体蛋白抗凋亡机制中起何作用等等,尚无相关研究。