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I型和II型钙黏蛋白二聚体生物力学响应的分子动力学模拟

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天津理工大学学报 2024年

作者：王梓函王鑫天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心

钙黏蛋白是一种细胞粘附分子，在维持生物体中组织形态发生和完整性方面起着至关重要的作用。如果粘附系统功能失调会对身体产生重大影响，比如癌症侵袭和转移、皮肤病、心肌病等其他疾病。然而，即使具有相似的晶体结构，它们的生物力... 详细信息

钙黏蛋白是一种细胞粘附分子，在维持生物体中组织形态发生和完整性方面起着至关重要的作用。如果粘附系统功能失调会对身体产生重大影响，比如癌症侵袭和转移、皮肤病、心肌病等其他疾病。然而，即使具有相似的晶体结构，它们的生物力学响应对于外部载荷也是不同的。因此，本文利用分子动力学软件包GROMACS2019.6模拟原子力显微镜探针在E-钙粘蛋白、N-钙粘蛋白和VE-钙黏蛋白上的纳米压痕，旨在从力学稳定性、粘附性和刚度的角度研究I型和II型钙粘蛋白二聚体的生物力学响应。钙粘蛋白的胞外结构域被选为力学模型，因为它在控制细胞-细胞和细胞-底物相互作用中起着关键作用。结果表明，从均方根位移（Root Mean Square Displacement，RMSD）和力-位移曲线研究来看，E-钙黏蛋白二聚体与其它两种二聚体相比，其刚度最高，所以其具有较强的机械稳定性，RMSD波动也较小。而相比于其余两种二聚体，N-钙粘蛋白则是刚性较低，粘附性较强的，所以其RMSD波动也相对较大，机械稳定性较差。这一结果将有助于用更合适的基质培养不同的干细胞，并有助于解释体内细胞粘附强度的差异。

关键词：钙黏蛋白分子动力学模拟粘附刚度机械稳定性

高糖诱导下人脐静脉内皮细胞形态、增殖活性及钙黏蛋白表达变化

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山东医药 2024年第16期64卷 38-41页

作者：王霞韩居才刘凯歌何腾飞西安医学院第一附属医院特需医疗与健康管理中心西安710077 西安医学院临床医学院咸阳市中心医院消化内科

目的探讨不同糖浓度状态下人脐静脉内皮细胞(HUVECs)形态、增殖活性及VE-钙黏蛋白(VE-cadherin)、E-钙黏蛋白(E-cadherin)、N-钙黏蛋白(N-cadherin)表达变化。方法将HUVECs分为正常对照组(葡萄糖浓度5.5 mmol/L)、甘露醇组(葡萄糖浓度5.... 详细信息

目的探讨不同糖浓度状态下人脐静脉内皮细胞(HUVECs)形态、增殖活性及VE-钙黏蛋白(VE-cadherin)、E-钙黏蛋白(E-cadherin)、N-钙黏蛋白(N-cadherin)表达变化。方法将HUVECs分为正常对照组(葡萄糖浓度5.5 mmol/L)、甘露醇组(葡萄糖浓度5.5 mmol/L+甘露醇浓度24.5 mmol/L)、高糖组(葡萄糖浓度分别为11.1、22.2、33.3 mmol/L),分别培养24、48、72 h,以显微镜观察细胞形态,用CCK-8法检测各组细胞增殖情况,Western blotting法检测各组HUVECs VE-cadherin、E-cadherin、N-cadherin表达。结果培养72 h,正常对照组细胞形态呈类圆形,高糖组、甘露醇组细胞形态由圆形、椭圆形逐渐到条索状,细胞数量减少、细胞间隙较前增加。培养24h,高糖组细胞增殖率高于正常对照组;随糖浓度升高,高糖组细胞增殖率呈现先升高后降低趋势。培养48、72h,高糖组细胞增殖率低于正常对照组;随着糖浓度升高,高糖组细胞增殖率逐渐降低。以上各组细胞增殖率比较均有统计学差异(P均蛋白表达明显升高(P均蛋白表达呈现先升高后降低的趋势。结论在高糖条件下,HUVECs发生形态转变,增殖率下降,且伴有细胞钙黏蛋白N-cadherin、VE-cadherin、E-cadherin表达变化。

关键词：糖尿病微血管病变人脐静脉内皮细胞高糖钙黏蛋白上皮间充质转化黏附分子

钙黏蛋白11在肿瘤疾病中的作用及机制研究进展

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浙江临床医学 2023年第3期25卷 465-468页

作者：王殿臣江欣雨许素玲许峰宣荣荣宁波大学医学院附属医院 315020 宁波大学医学院

钙黏蛋白11(cadherin 11,CDH11)是钙黏蛋白超家族的成员,钙黏蛋白超家族是一组主要介导亲同细胞间黏附的跨膜蛋白,其基因位于16q22.1染色体上。是一种Ⅱ型经典钙黏蛋白,其首次在成骨细胞中被发现,在间充质干细胞(MSCs)、平滑肌细胞(SMCs... 详细信息

钙黏蛋白11(cadherin 11,CDH11)是钙黏蛋白超家族的成员,钙黏蛋白超家族是一组主要介导亲同细胞间黏附的跨膜蛋白,其基因位于16q22.1染色体上。是一种Ⅱ型经典钙黏蛋白,其首次在成骨细胞中被发现,在间充质干细胞(MSCs)、平滑肌细胞(SMCs)、成纤维细胞和成骨细胞中广泛表达。当前主要研究表明钙黏蛋白-11参与了多种信号通路,在自身免疫疾病、肿瘤、骨关节炎、组织纤维化等疾病中发挥重要作用。本文对钙黏蛋白-11在肿瘤疾病研究进展做一综述,旨在对钙黏蛋白-11有着更全面深入的了解,为相关肿瘤的诊疗提供思路。

关键词：骨关节炎组织纤维化钙黏蛋白自身免疫疾病肿瘤疾病成骨细胞平滑肌细胞成纤维细胞

钙黏蛋白在胰岛功能维持和糖尿病视网膜病变发生中的研究进展

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广西医学 2022年第10期44卷 1171-1174页

作者：何腾飞闫婉玉张小用刘凯歌西安医学院第一附属医院消化内科陕西省西安市710004

钙黏蛋白作为介导细胞间黏附连接的钙依赖性黏附分子,与肿瘤的分化、细胞黏附、凋亡、血管生成、侵袭和转移等方面密切相关。近年来研究发现,钙黏蛋白与糖尿病患者的胰岛功能维持及糖尿病视网膜病变的发生有密不可分的关系,可能是糖尿... 详细信息

钙黏蛋白作为介导细胞间黏附连接的钙依赖性黏附分子,与肿瘤的分化、细胞黏附、凋亡、血管生成、侵袭和转移等方面密切相关。近年来研究发现,钙黏蛋白与糖尿病患者的胰岛功能维持及糖尿病视网膜病变的发生有密不可分的关系,可能是糖尿病微血管病变的预警因子。本文对钙黏蛋白的分子结构、生物学功能及其与胰岛功能维持、糖尿病视网膜病变之间的关系的研究进展进行综述。

关键词：钙黏蛋白糖尿病胰岛功能微血管病变糖尿病视网膜病变综述

钙黏蛋白与表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂治疗肝细胞癌敏感性的相关性

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第二军医大学学报 2014年第8期35卷 915-919页

作者：邢荣春郑军陈平郑卫红刘伟何政姚汝铖三峡大学第一临床医学院普通外科宜昌443003 三峡大学医学院药理学教研室宜昌443002

目的探讨钙黏蛋白(E-cadherin)表达在表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKI)治疗肝细胞癌耐药形成中的作用。方法选取常见的4种肝细胞癌细胞HepG2、BEL-7404、SK-HEP-1和MHCC97,用蛋白质印迹法检测这4种肝癌细胞中E-cadherin的蛋... 详细信息

目的探讨钙黏蛋白(E-cadherin)表达在表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKI)治疗肝细胞癌耐药形成中的作用。方法选取常见的4种肝细胞癌细胞HepG2、BEL-7404、SK-HEP-1和MHCC97,用蛋白质印迹法检测这4种肝癌细胞中E-cadherin的蛋白表达,MTT法检测E-cadherin的表达与肝癌细胞EGFR-TKI治疗抑制率的相关性。结果 4种肝癌细胞中HepG2、BEL-7404表达E-cadherin呈阳性并对EGFR-TKI治疗敏感,PD153035和吉非替尼两种EGFR-TKI的药物浓度与肝癌细胞HepG2、BEL-7404的生存率之间存在相关性(P0.05)。另外,E-cadherin表达阴性细胞SK-HEP-1转染E-cadherin目的基因后与转入空载体的肝癌细胞相比,EGFR-TKI治疗的敏感性上调(P<0.05)。结论 E-cadherin在调节EGFR分子靶向治疗的敏感性方面起重要作用。

关键词：钙黏蛋白表皮生长因子酪氨酸激酶抑制剂肝细胞癌肿瘤抗药性

不同糖尿病微血管病变患者血清N-钙黏蛋白、E-钙黏蛋白水平变化及其诊断效能分析

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山东医药 2023年第32期63卷 11-15页

作者：王霞严靓李伟琴马卫国刘凯歌西安医学院第一附属医院全科医学科西安710077 西安医学院临床医学院

目的观察不同糖尿病微血管病变患者血清N-钙黏蛋白(N-cadherin)、E-钙黏蛋白(E-cadherin)水平变化,探讨N-cadherin、E-cadherin对糖尿病微血管病的诊断效能。方法选择2型糖尿病240例,其中单纯糖尿病、糖尿病视网膜病变(DR)、糖尿病肾病(... 详细信息

目的观察不同糖尿病微血管病变患者血清N-钙黏蛋白(N-cadherin)、E-钙黏蛋白(E-cadherin)水平变化,探讨N-cadherin、E-cadherin对糖尿病微血管病的诊断效能。方法选择2型糖尿病240例,其中单纯糖尿病、糖尿病视网膜病变(DR)、糖尿病肾病(DKD)、DR合并DKD各60例,分别纳入糖尿病组、DR组、DKD组、DR合并DKD组;选择60例健康人群纳入对照组。采用ELISA法检测血清N-cadherin、E-cadherin,分析血清N-cadherin、E-cadherin与糖尿病患者实验室检查指标的相关性,采用受试者工作特征(ROC)曲线分析N-cadherin、E-cadherin对2型糖尿病微血管病变的诊断价值。结果糖尿病各组血清N-cadherin水平高于对照组,DR组、DKD组、DR合并DKD组血清N-cadherin水平高于糖尿病组(P均<0.05)。糖尿病各组血清E-cadherin水平低于对照组,DR组、DKD组、DR合并DKD组血清E-cadherin水平低于糖尿病组(P均<0.05)。DR组中,增殖期患者血清N-cadherin水平高于非增殖期患者(P<0.05)。血清N-cadherin与糖尿病患者病程、PBG、UAER呈正相关(rs分别为0.450、0.205、0.375),与LDL、E-cadherin呈负相关(rs分别为-0.218、-0.475);血清E-cadherin与糖尿病患者病程、N-cadherin呈负相关(rs分别为-0.360、-0.475),与UAER、LDL、TC呈正相关(rs分别为0.375、0.205、0.170)。病程、UAER、LDL、N-cadherin是2型糖尿病微血管病变共同的影响因素(P均<0.05)。血清N-cadherin、E-cadherin对单纯糖尿病及糖尿病微血管病变的诊断效能均较好。结论与单纯糖尿病患者相比,糖尿病微血管病变患者血清N-cadherin水平升高、E-cadherin水平降低,与患者糖尿病微血管病变发病相关因素密切相关。血清N-cadherin、E-cadherin有望作为糖尿病微血管病变早期诊断的指标。

关键词：糖尿病糖尿病微血管病变钙黏蛋白 N-钙黏蛋白 E-钙黏蛋白

成骨细胞特异性钙黏蛋白涂布脱钙骨基质材料对BMSCs黏附及成骨分化能力的影响

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中国修复重建外科杂志 2009年第5期23卷 602-606页

作者：向强邓聪颖张远张超周跃第三军医大学新桥医院骨科重庆400037 解放军第324医院神经外科

目的探讨成骨细胞特异性钙黏蛋白(cadherin ectodomainⅡ,Cad-Ⅱ)涂布于同种异体脱钙骨基质材料(freeze-dried demineralized bone matrix,FDBM)对兔BMSCs黏附、增殖及成骨分化能力的影响。方法取4周龄日本大耳白兔10只,体重0.61～0.88... 详细信息

目的探讨成骨细胞特异性钙黏蛋白(cadherin ectodomainⅡ,Cad-Ⅱ)涂布于同种异体脱钙骨基质材料(freeze-dried demineralized bone matrix,FDBM)对兔BMSCs黏附、增殖及成骨分化能力的影响。方法取4周龄日本大耳白兔10只,体重0.61～0.88kg,雌雄不限,常规分离培养BMSCs。取第2代BMSCs(细胞密度1×106个/mL)分别与经Cad-Ⅱ修饰的FDBM(实验组)和未经Cad-Ⅱ修饰的FDBM(对照组)复合,行MTT检测细胞增殖能力,细胞黏附实验检测细胞上架率和上架数,倒置相差显微镜、扫描电镜及HE染色观察细胞生长情况。另取第2代BMSCs(细胞密度5×105个/mL)分别与经Cad-Ⅱ修饰的FDBM(实验组)和未经Cad-Ⅱ修饰的FDBM(对照组)复合培养,行ALP活性检测和骨钙素免疫组织化学染色观察细胞成骨分化情况。结果MTT检测发现BMSCs在经Cad-Ⅱ修饰的支架材料上能正常增殖,但与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。实验组细胞上架率为87.41%±5.19%,明显高于对照组35.56%±1.75%(P黏附细胞数量明显多于对照组。成骨诱导培养7d,实验组和对照组细胞均可表达骨钙素,具有成骨细胞表型;培养14d,实验组和对照组ALP活性分别为29.33±1.53和18.31±1.32,骨钙素免疫组织化学染色阳性率分别为83%±7%和56%±7%,两组比较差异均有统计学意义(P0.05)。结论Cad-Ⅱ修饰的FDBM对BMSCs增殖无明显促进作用,但能提高细胞黏附性,并促进BMSCs向成骨细胞分化。

关键词：组织工程骨钙黏蛋白脱钙骨基质 BMSCs 黏附成骨分化兔

钙黏蛋白氨基酸突变导致昆虫细胞对Bt毒素产生抗性的分子机理

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钙黏蛋白氨基酸突变导致昆虫细胞对Bt毒素产生抗性的分子机理

作者：戴晴华中师范大学

学位级别：硕士

苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)产生的杀虫晶体蛋白,可以安全有效的杀死农业和卫生害虫。棉铃虫是一种对棉花等多种作物造成严重损害的多食性农业害虫,每年都会给全球农业造成重大的经济损失。世界范围内广泛种植Bt转基因棉来... 详细信息

苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)产生的杀虫晶体蛋白,可以安全有效的杀死农业和卫生害虫。棉铃虫是一种对棉花等多种作物造成严重损害的多食性农业害虫,每年都会给全球农业造成重大的经济损失。世界范围内广泛种植Bt转基因棉来控制棉铃虫等害虫。但是Bt毒素的长期大规模使用导致昆虫对Bt毒素产生了抗性,极大地降低了 Bt转基因作物和Bt产品对害虫的有效防控。关于昆虫对Bt毒素的抗性机制,有些已经明确,如:早期翻译终止;Cry毒素受体的基因表达降低或者Cry毒素与受体的亲和力下降;有些机制尚不明确。前期另一研究组(中国农业科学院植物保护研究所吴孔明老师组)发现,与敏感棉铃虫96S相比,抗性棉铃虫96CAD的Cry1Ac抗性与钙黏蛋白的基因位点密切连锁。通过氨基酸序列比对,发现96CAD中的钙黏蛋白(mHaCAD)与96S(HaCAD)钙黏蛋白有35个差异氨基酸。离体实验表明Cry1Ac毒素与敏感和抗性棉铃虫中钙黏蛋白的结合是相似的,而且钙黏蛋白在两种棉铃虫中的表达在mRNA水平没有显著差异。但是抗性机理尚不清楚。本研究发现mHaCAD蛋白在96CAD中肠上皮细胞刷状缘膜上的分布明显低于96S品系。将96S和96CAD中的钙黏蛋白分别在Hi5细胞中表达,通过免疫荧光技术发现96S-HaCAD蛋白主要分布于细胞膜上,96CAD-mHaCAD蛋白主要滞留在内质网上。通过片段替换,结合免疫荧光技术,发现导致抗性棉铃虫的钙黏蛋白在细胞中差异分布的机制是第172个氨基酸(D172G)发生了突变。这些结果表明钙黏蛋白在细胞中分布的改变,可能导致是细胞对Cry1Ac毒素产生高抗性的原因之一。虽然昆虫的中肠上皮细胞微绒毛膜中缺少钙黏蛋白等受体蛋白,是公认的昆虫对Bt杀虫晶体蛋白产生抗性的机制。但是本研究发现细胞膜上的Bt受体蛋白转运的改变可导致细胞膜上受体的减少,这是以前没有报道的一种新的Bt抗性机制。此外,本文还发现人工缺失敏感棉铃虫钙黏蛋白的不同结构域之后,虽然一些突变体在细胞中的定位没有发生明显的变化,但是如果缺失近膜区,毒素结合区,部分钙离子结合区域,瞬时表达这些突变体的细胞对Cry1Ac毒素的敏感性显著降低。这表明钙黏蛋白的多种突变都可以导致昆虫对Cry1Ac毒素产生高水平抗性。

关键词：苏云金芽胞杆菌棉铃虫 Cry1Ac抗性钙黏蛋白受体转运

17β-雌二醇及其受体调节剂对去卵巢大鼠子宫钙黏蛋白和连环蛋白表达的影响

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中国应用生理学杂志 2014年第5期30卷 459-460,I0013页

作者：都中蕊李红芳张伟田治峰邱小青卢研宇梁乾坤汪龙德兰州大学基础医学院生理学教研室兰州大学基础医学院机能实验室甘肃中医学院附属医院兰州730000

目的:探讨17β-雌二醇(Est)及其受体调节剂对去卵巢大鼠子宫钙黏蛋白和连环蛋白表达的影响。方法:大鼠卵巢切除后隔日皮下注射17β-雌二醇以及17β-雌二醇合并他莫昔芬(Tam)的芝麻油溶液,21 d后取子宫组织,用免疫组化法及蛋白免疫印迹... 详细信息

目的:探讨17β-雌二醇(Est)及其受体调节剂对去卵巢大鼠子宫钙黏蛋白和连环蛋白表达的影响。方法:大鼠卵巢切除后隔日皮下注射17β-雌二醇以及17β-雌二醇合并他莫昔芬(Tam)的芝麻油溶液,21 d后取子宫组织,用免疫组化法及蛋白免疫印迹法检测不同处理组上皮钙黏蛋白(E-cadherin)、α-连环蛋白(α-catenin)、β-连环蛋白(β-catenin)的表达。结果:1钙黏蛋白和连环蛋白在卵巢切除组中具有较高表达,显著高于假手术组;17β-雌二醇可下调钙黏蛋白和连环蛋白的表达。2他莫昔芬对Est(0.1 mg/kg)引起的钙黏蛋白、连环蛋白表达下调表现为拮抗作用,而对Est(1.0 mg/kg)则表现为协同作用。结论:17β-雌二醇可下调大鼠子宫钙黏蛋白和连环蛋白的表达但无剂量效应,该作用可能部分通过雌激素受体起作用。

关键词：子宫 17β-雌二醇他莫昔芬钙黏蛋白连环蛋白