TGF-β超家族信号传导机制研究进展

TGF-β超家族由一大类具有共同生物学特性的细胞因子所组成,在生长控制、物质代谢等方面均有极其重要的作用。它们与Ⅱ型受体和Ⅰ型受体形成异三聚体复合物后激活Ⅰ型受体,然后通过被称为SMAD蛋白的信号蛋白,将信号从细胞浆转导到细胞核中。     

转化生长因子-β/Smad信号通路研究进展

转化生长因子β(transform ing growth factor-,βTGF-β)可通过特异性结合并激活具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性的细胞表面受体启动各种应答。Sm ads蛋白是TGF-β超家族细胞内重要的信号转导和调节分子,活化的受体可刺激受体调节的Sm ads蛋白磷酸化,与Sm ad 4形成复合物入核调控靶基因的转录。TGF-β应答是细胞种类特异性的,并且受通路中各种成分和其他信号转导通路的调节。     

TGF-β对WB鼠肝脏上皮细胞内Ⅰ型IP3受体表达的影响

目的：探讨TGF-β对WB鼠肝脏上皮细胞内Ⅰ型玛受体表达的影响。方法：通过对WB细胞的培养，应用Western blot和RT-PCR技术分别检测在TGF-β刺激不同时间后WB细胞内Ⅰ型玛受体蛋白和mRNA的表达。结果：TGF-β刺激不同时间后WB细胞内Ⅰ型玛受体蛋白和mRNA的表达均有所增加，8小时的表达达到最高峰，然后开始下降。结论：TGF—β可增强WB细胞内Ⅰ型毋受体蛋白和mRNA的表达。     

TGF-β/Smads信号传导通路与肿瘤关系研究进展

转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)是以大分子无活性的蛋白前体形式由正常细胞和转化细胞分泌的,需激活后才能发挥其生物学活性。激活的TGF-β与TβRⅡ结合形成二聚体使TSR Ⅰ磷酸化,随后R-Smad亦被磷酸化并诱导其复合物转至细胞核内。TGF-β对许多类型的细胞发挥广泛的生物学作用,对细胞的生长具有双重作用。但这些细胞因受体表达下降或缺失、Smad突变而致的信号传导异常、激活潜态TGF-β能力的丧失及调控TGF-β转录传导的功能性基因丢失而失去对TGF-β的反应性,从而导致肿瘤的发生。同时,TGF-β在G1期发挥它调节细胞周期的作用。     

TGF-β／Smads信号传导通路与肿瘤关系研究进展

转化生长因子β(transforming growth factor-β，TGF-β)是以大分子无活性的蛋白前体形式由正常细胞和转化细胞分泌的，需激活后才能发挥其生物学活性。激活的TGF-β与TβR Ⅱ结合形成二聚体使TβR Ⅰ磷酸化，随后R-Smad亦被磷酸化并诱导其复合物转至细胞核内。TGF-β对许多类型的细胞发挥广泛的生物学作用，对细胞的生长具有双重作用。但这些细胞因受体表达下降或缺失、Smad突变而致的信号传导异常、激活潜态TGF-β能力的丧失及调控TGF-β转录传导的功能性基因丢失而失去对TGF-β的反应性．从而导致肿瘤的发生。同时，TGF-β在G1期发挥它调节细胞周期的作用。     

骨形态发生蛋白-7及其受体的信号转导

骨形态发生蛋白-7(BMP-7)是BMP家族中的一员,具有高效的骨诱导活性,属于转化生长因子-β(TGF-β)超家族成员。BMP-7受体属于转化生长因子β(TGF-β)受体超家族的成员,是一种膜蛋白受体。BMP-7首先与Ⅱ型跨膜丝/苏氨酸激酶受体(ActRⅡ、ⅡB)结合,受体的蛋白激酶活性被激活,再与Ⅰ型受体(主要是ALK2)结合,形成异源二聚体,催化Ⅰ型受体GS区的丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化。Ⅰ型受体被激活后,作用于Smad1、Smad5或Smad8的C端SSXS模体,使其磷酸化,再与Smad4形成复合物,进入核内与多种转录因子相互作用发挥基因调控作用。     

BAMBI参与TGF-β信号调控的研究进展

BAMBI（bone morphogenetic protein and activin membrane-bound inhibitor,BAMBI）是TGF-β信号转导通路的伪受体,与TGF-βⅠ型受体结构相似,但不具有同样的活性。它可以竞争性地与Ⅱ型受体结合,诱导配体——TGF-β超家族成员（TGF-β、骨形态发生蛋白、激活素等）形成配体受体复合物,使胞质区的SMAD蛋白无法被磷酸化而激活,从而阻断TGF-β家族的信号转导,影响一系列下游基因的表达。BAMBI因其结构上的特点而广泛参与TGF-β信号转导的调控,并由此在各组织器官的肿瘤与疾病的发生及演进中起重要的作用。     

ActRIPs在激活素受体信号传导中的作用

激活素属于TGF-β超家族成员的多功能因子,其受体属于TGF-β超家族的Ser/THr激酶型受体,由Ⅰ型和Ⅱ型组成,Ⅱ型受体与配体激活素特异结合,再激活Ⅰ型受体,进一步通过Smad蛋白家族的级联反应将信号传入胞核。最新的研究发现Ser/THr激酶型受体介导的信号传导实际上受控于Ⅱ型受体,细胞内激活素受体相互作用蛋白(ActRIPs)参与了Ⅱ型受体的活性调控,ActRIPs蛋白家族具有与激活素Ⅱ型A受体(ActRⅡA)C末端特异结合的活性,不同的ActRIPs具有不同的作用,Ac-tRIP1以脚手架形式与ActRⅡA及Smad3结合,抑制细胞内Smad途径信号传导;ActRIP2与ActRⅡA结合后,通过其C末端介导受体内吞作用,对信号传导也具有抑制作用;ActRIP3则与ActRIP1,2不同,其与ActRⅡA结合后,具有促进信号传导的作用。ActRIPs的发现,使人们更清晰地认识到Ser/THr激酶型受体介导的信号传导调控机制。     

Smad蛋白信号网络

Smad蛋白家族是近年来发现的新的细胞内信号转导蛋白,哺乳类中共发现了有8种不同的Smad蛋白,可分为3个不同的亚族R-Smad、Co-Smad和I-Smad.Smad蛋白在TGF-β超家族成员的信号转导中具有重要的作用.TGF-β超家族的二聚配体与细胞膜表面的Ⅱ和Ⅰ型丝氨酸/苏氨酸激酶受体结合形成异四聚复合体.活化后的Ⅰ型受体使R-Smad磷酸化,磷酸化的R-Smad与Co-Smad形成异聚复合体,进入细胞核,与其它转录协同子和抑制子共同调节靶基因的转录.此外,Smad蛋白还与其它信号通路相互作用.     

丹酚酸B对活化的系膜细胞TGF-β_1受体和Smad2表达的影响

目的:通过观察丹酚酸B对活化的系膜细胞转化生长因子β1(TGF-β1)受体和Sma与Mad的同源基因2(Smad2)分子表达的影响,探讨丹酚酸B拮抗系膜细胞活化及肾纤维化的机制。方法:分离纯化大鼠肾小球系膜细胞,TGF-β1刺激建立系膜细胞活化模型并检测Smad2、Smad7信号分子表达。丹酚酸B(剂量分别为10-6mol/L、10-5mol/L)进行干预,免疫荧光及蛋白印记法观察对α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的影响,蛋白免疫印迹法检测系膜细胞TGF-β1两型受体(TβRⅠ、TβRⅡ)和Smad2信号分子表达的变化。结果:5μg/L TGF-β1刺激系膜细胞24h可成功制备系膜细胞活化模型,在系膜细胞活化早期即可见Smad2分子的显著磷酸化;10-6mol/L、10-5mol/L丹酚酸B均可明显抑制其活化标志蛋白α-SMA的表达;丹酚酸B干预可致系膜细胞TGF-β1两型受体表达减少,Smad2的磷酸化状态被抑制。结论:丹酚酸B可通过抑制大鼠肾小球系膜细胞TβRⅠ、TβRⅡ表达和信号分子Smad2的磷酸化而拮抗其活化,这可能是丹酚酸B抗肾纤维化的细胞学机制之一。     

Smads蛋白家族与TGF-β的细胞内信号转导

Smads蛋白家族参与 TGF-β的细胞内信号转导 ,TGF-β通过与 型和 型受体结合 ,形成受体复合物 , 型受体磷酸化激活 R- Smads,R- Sm ads与 Co- Smads结合成为转录复合物进入细胞核内 ,通过与 DNA结合的直接方式或与 DNA结合蛋白结合的间接方式 ,结合 SBEs,最终导致 PAI- 1等目的基因的转录 ,在此过程中 ,某些促进因子和 (或 )抑制因子的协调作用使 TGF-β的信号转导处于一种协调有序的状态中。     

肾素前体激活人肾系膜细胞ERK1/2诱导TGF-β的表达

目的:观察肾素前体(prorenin)能否激活体外培养的人肾系膜细胞(HRMCs)膜表面的肾素(前体)受体[(P)RR],从而活化细胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2)信号通路。方法:体外培养HRMCs。以血管紧张素Ⅱ1型受体(AT1)阻断剂olmsartan和血管紧张素Ⅱ2型受体(AT2)阻断剂PD123319孵育细胞,再以prorenin刺激细胞,并用ERK1/2抑制剂PD98059和HRP(handle region peptide)干预。用免疫蛋白印迹方法(Western blotting)和酶标记免疫吸附测定方法(ELISA)测定目的蛋白水平,以逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)方法测定mRNA水平。结果:Prorenin作用于体外培养的HRMCs后,在阻断AT1和AT2受体时,能激活(P)RR使ERK1/2磷酸化增强、转化生长因子(TGF-β)水平增高。这种ERK1/2信号通路的激活是(P)RR激活后效应,并可被ERK1/2信号通道阻断剂PD98059阻断。HRP不能阻断(P)RR激活所致的ERK1/2磷酸化,不能使TGF-β表达降低。结论:在体外培养的HRMCs中,prorenin能够激活(P)RR,使ERK1/2信号通道活化导致TGF-β水平增高。而HRP不能阻断(P)RR激活后ERK1/2的磷酸化及TGF-β表达的增多。     

118 细胞表面硫酸肝素蛋白多糖在信号传导中的作用

硫酸肝素蛋白多糖由硫酸肝素和核心蛋白共价连接而成.细胞表面硫酸肝素蛋白多糖主要包括Syndecans和Glypicans两类,它们作为共受体调节许多配体的特异性受体的激活;此外,它们本身也具有信号传导功能,尤其是Syndecans这类跨膜分子,通过胞外区与配体结合,通过胞浆区与细胞骨架和下游信号传导分子相互作用.本文主要就细胞表面硫酸肝素蛋白多糖的结构、生物合成及其在信号传导中的作用作一综述.     

转化生长因子β受体研究进展

转化生长因子β（ＴＧＦ－β）是一种多功能的细胞因子，其信号结构独特，为丝氨酸／苏氨酸激酶。Ⅱ型受体被ＴＧＦ－β激活后进一步导致Ⅰ型受体的活化，ＴＧＦ－β的信号由Ⅱ型受体和Ⅰ型受体的受体复合物转导至细胞内，以上二者合称信号受体。Ⅲ型受体的大分子蛋白多聚糖本身不参与ＴＧＦ－β的信号转导，却能间接调节ＴＧＦ－β的作用。有关肿瘤和ＴＧＦ－β受体的研究表明细胞表面ＴＧＦ－β受体的丢失与肿瘤发生相关，转染正常的信号受体基因在体外可抑制肿瘤细胞的增殖。在其他相关的疾病中，ＴＧＦ－β作用机制以及各型受体对ＴＧＦ－β作用调节机制的研究正在进行中。     

Smads分子在TGF-β超家族信号转导中的作用

TGF-β超家族调节着各种细胞的生长和分化.Smads蛋白是脊椎动物TGF-β超家族细胞内信号转导和调节分子,Smads蛋白的结构和功能特点决定了该家族信号转导的特异性.R-Smads位于细胞浆内,被Ⅰ受体激酶磷酸化后与Co-Smad形成异聚体,转移到核内,调节靶基因的转录,而Anti-Smad能拮抗R-Smads和Co-Smad的信号转导.Smads基因的变异、缺失以及表达异常是多种疾病的重要原因.     

Smads分子在TGF—β超家族信号传导中的作用

TGF-β超家族调节着各种细胞的生长和分化.Smads蛋白是脊椎动物TGF-β超家族细胞内信号转导和调节分子,Smads蛋白的结构和功能特点决定了该家族信号转导的特异性.R-Smads位于细胞浆内,被Ⅰ受体激酶磷酸化后与Co-Smad形成异聚体,转移到核内,调节靶基因的转录,而Anti-Smad能拮抗R-Smads和Co-Smad的信号转导.Smads基因的变异、缺失以及表达异常是多种疾病的重要原因.     

SMAD蛋白与TGF-β信号转导

SMAD蛋白参与转化生长因子(TGF-β)细胞内信号转导.目前在脊椎动物中至少发现9种SMAD蛋白,被分成三类途径限制性SMAD蛋白(Pathway-restricted SMAD),公共介体性SMAD蛋白(Common-mediator SMAD)和抑制性SMAD蛋白(Inhibitory SMAD).TGF-β信号通过具有丝氨酸/苏氨酸(Ser/Tnr)蛋白激酶活性的Ⅱ型和Ⅰ型受体转导到细胞内,进一步途径限制性SMAD蛋白被活化的Ⅰ型受体磷酸化激活,吸引公共介体性SMAD蛋白形成低聚体复合物,转移到细胞核内,参与转录反应.抑制性SMAD蛋白的功能目前仅知道是抑制途径限制性SMAD蛋白的磷酸化.     

地塞米松促进卵巢癌细胞系p21/WAF1和TβR-Ⅱ的表达

探讨人工合成糖皮质激素地塞米松(Dex)抑制人卵巢癌细胞系HO-8910增殖的分子机理.采用RT-PCR测定细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂p21/WAF1,转化生长因子-β1(TGF-β1)及其I型受体(TβR-Ⅰ)和Ⅱ型受体(TβR-Ⅱ)的mRNA表达水平,免疫细胞化学方法分析TβR-Ⅱ的蛋白表达水平.发现Dex能够诱导HO-8910细胞p21/WAF1 mRNA的表达,10-7mol/L Dex处理细胞8 h组比对照组p21/WAF1 mRNA表达增加2.84倍(P＜0.01).并且证明Dex亦可上调TβR-Ⅱ mRNA的表达水平,10-7mol/L Dex处理8 h使TβR-Ⅱ mRNA的表达量比对照升高1.2倍(P＜0.01);Dex也引起TβR-Ⅱ蛋白表达的增加.这些效应均可被糖皮质激素受体(GR)拮抗剂RU486逆转.而TGF-β1和TβR-ⅠmRNA的表达不受Dex的影响.以上结果提示,Dex通过GR介导而促进p21/WAF1和TβR-Ⅱ的表达,可能参与其抑制人卵巢癌细胞HO-8910增殖过程.     

Apelin抑制TGF-β诱导的人肾小管上皮-间充质细胞转换

目的探讨多肽Apelin对转化生长因子β(TGF-β)诱导的人肾小管上皮-间充质细胞转换(EMT)的抑制作用及其机制。方法体外培养人近端肾小管上皮细胞,分别给予含TGF-β1(2μg/L)和/或不同浓度Apelin-13的培养基孵育细胞48 h,设立6个实验组(每组n=5):对照组、TGF-β组、TGF-β+Apelin(10-8,10-7和10-6mol/L)组和Apelin(10-6mol/L)组。刺激结束后,用免疫荧光染色观察细胞的上皮标志物E-钙黏素(E-cadherin)、间充质标志物α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的分布和表达。Western blot检测细胞中E-cadherin、α-SMA及Smads信号通路的主要信号分子p-Smad2/3、Smad2/3和Smad-7的蛋白表达。RT-PCR法检测细胞外基质纤维连接蛋白(FN)、Ⅰ型胶原(Col-Ⅰ)及细胞自身Apelin和APJ受体的mRNA表达量。结果与对照组相比TGF-β组细胞为长梭形,E-cadherin的表达减少,α-SMA的表达增多,细胞外基质FN和Col-Ⅰ的mRNA表达量也显著升高;TGF-β+Apelin组上述效应被显著抑制,且呈浓度依赖性。与TGF-β组相比,TGF-β+Apelin组细胞活化型Smads的水平降低(P0.05),Smad7的表达增加(P0.05)。TGF-β组细胞自身APJ受体的表达量显著升高(P0.05),TGF-β+Apelin组上述效应受到抑制,且呈浓度依赖性。结论 Apelin干扰TGF-β/Smads信号通路从而抑制肾小管上皮细胞EMT;肾小管上皮细胞自身Apelin/APJ系统可能起到一定的代偿作用。     

地塞米松促进卵巢癌细胞系p21／WAFl和TβR－Ⅱ的表达

探讨人工合成糖皮质激素地塞米松(Dex)抑制人卵巢癌细胞系HO-8910增殖的分子机理.采用RT-PCR测定细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂p21/WAF1,转化生长因子-β1(TGF-β1)及其I型受体(TβR-Ⅰ)和Ⅱ型受体(TβR-Ⅱ)的mRNA表达水平,免疫细胞化学方法分析TβR-Ⅱ的蛋白表达水平.发现Dex能够诱导HO-8910细胞p21/WAF1 mRNA的表达,10-7mol/L Dex处理细胞8 h组比对照组p21/WAF1 mRNA表达增加2.84倍(P＜0.01).并且证明Dex亦可上调TβR-Ⅱ mRNA的表达水平,10-7mol/L Dex处理8 h使TβR-Ⅱ mRNA的表达量比对照升高1.2倍(P＜0.01);Dex也引起TβR-Ⅱ蛋白表达的增加.这些效应均可被糖皮质激素受体(GR)拮抗剂RU486逆转.而TGF-β1和TβR-ⅠmRNA的表达不受Dex的影响.以上结果提示,Dex通过GR介导而促进p21/WAF1和TβR-Ⅱ的表达,可能参与其抑制人卵巢癌细胞HO-8910增殖过程.