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大鼠过劳死模型的建立及基于模型的能量代谢和氧化应激的蛋白质组学和代谢组学分析

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生物化学与生物物理进展 2024年第8期51卷 1935-1949页

作者：李嘉敏苏锐冰于晓军郑永霞嘉兴大学医学院嘉兴314001 汕头大学医学院法医教研室汕头515041

目的过劳死已成为一个日益严重的问题,然而由于对其机制理解不足,其识别标准并不清楚。本文旨在建立大鼠过劳死模型,并用于探索急性身心疲劳对心脏功能的损伤以及相关机制。方法本研究采用健康雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠作为实验动物,... 详细信息

目的过劳死已成为一个日益严重的问题,然而由于对其机制理解不足,其识别标准并不清楚。本文旨在建立大鼠过劳死模型,并用于探索急性身心疲劳对心脏功能的损伤以及相关机制。方法本研究采用健康雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠作为实验动物,随机分为对照组和实验组,对照组大鼠给予正常饲养和休息;实验组大鼠进行了7天的负重游泳和睡眠剥夺。过劳建模过程中死亡的为猝死组(D),存活的为存活组(S)。期间监测大鼠生理功能指标的变化,包括心电图和呼吸。存活组大鼠于第7天时断颈处死。取各组大鼠的心尖组织,进行蛋白质消化、iTRAQ标记和定量数据分析以确定差异表达蛋白(DEP)。此外,还进行GC-MS分析以鉴定差异代谢物。对疲劳组和过劳死组共同的差异代谢物和蛋白质进行整合分析,构建相关代谢通路网络。结果线粒体氧化磷酸化、支链氨基酸分解、溶酶体自噬等模块功能增强,这些变化为过劳状态下的心脏提供了更多的ATP。此外,过氧化物酶体代谢和高铁血红素转移到血红素结合蛋白途径被发现上调,突显了氧化应激和血红蛋白代谢在过劳死模型中的潜在影响。蛋白质组学结果还提示,在急性过劳死的不同时期,可能发生了代谢的重编程。结论代谢重编程可能为心脏提供足够的能量,缓解过度劳累和疲劳对心脏细胞的氧化应激和损伤。这些发现揭示了心脏对过劳死的反应机制,为进一步研究过劳死奠定了基础。

关键词：过劳死蛋白质组学代谢组学大鼠模型疲劳

JIB-04通过抑制组蛋白赖氨酸去甲基化酶4表达来调控MDM2/P53/SLC7A11/GPX4轴诱导肝癌细胞发生铁死亡

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中国生物化学与分子生物学报 2024年第8期40卷 1144-1152页

作者：李健金俊豪金艳花延边大学医学院细胞生物学与医学遗传学教研室延吉吉林133002

JIB-04(Jumonji histone demethylase inihibitor, JIB-04)是一种泛组蛋白赖氨酸去甲基化酶抑制剂,可抑制多种肿瘤发生发展,但其具体机制仍不清楚。本文以肝癌细胞HepG2和Huh7为研究对象,探讨了JIB-04对肝癌细胞的增殖影响,并揭示其可... 详细信息

JIB-04(Jumonji histone demethylase inihibitor, JIB-04)是一种泛组蛋白赖氨酸去甲基化酶抑制剂,可抑制多种肿瘤发生发展,但其具体机制仍不清楚。本文以肝癌细胞HepG2和Huh7为研究对象,探讨了JIB-04对肝癌细胞的增殖影响,并揭示其可能的分子机制。CCK-8和EDU检测细胞增殖实验显示,JIB-04明显抑制肝癌细胞HepG2和Huh7活力,且具有浓度依赖性,其半数抑制浓度分别为0.7689μmol/L及0.7392μmol/L。流式细胞术检测细胞内ROS水平变化,结果显示,JIB-04可显著激活细胞内ROS的累积。通过谷胱甘肽(glutathione, GSH)检测试剂盒和脂质过氧化物检测试剂盒分别检测细胞内GSH和脂质过氧化物丙二醛(malondialdehyde, MDA)水平发现,在2μmol/L JIB-04处理下,HepG2和Huh7细胞内GSH分别下降88.4%和80.7%,而脂质过氧化物分别升高4.75倍和9.25倍。通过qRT-PCR和Western印迹分析发现,JIB-04显著降低铁死亡相关因子GPX4和SLC7A11的mRNA水平和蛋白质水平,同时铁死亡相关通路蛋白质MDM2明显下调,P53蛋白水平明显上调。机制研究显示,JIB-04可以使赖氨酸特异性去甲基化酶KDM4C的蛋白质水平下调约58%和51%。通过ChIP检测发现,在JIB-04处理肝癌细胞后MDM2基因启动子区域H3K9me3分别提高了2.19倍和2.14倍,同时qRT-PCR证明,JIB-04处理肝癌细胞后MDM2 mRNA水平显著下调。综上所述,本研究初步揭示了JIB-04可下调特异性去甲基化酶KDM4C的表达,进而影响MDM2基因启动子区域H3K9me3甲基化水平抑制MDM2基因表达,减少MDM2蛋白与P53蛋白结合,P53蛋白水平表达上调,同时,铁死亡相关蛋白质SLC7A11和GPX4的表达下调,导致细胞内GSH耗竭、ROS与脂质过氧化物积累,最终导致细胞发生铁死亡。

关键词：铁死亡组蛋白赖氨酸去甲基化酶4 肝细胞癌 Jumonji组蛋白去甲基化酶抑制剂

赖氨酰氧化酶LOXL2稳定性的理论计算研究

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中国生物化学与分子生物学报 2024年第5期40卷 685-695页

作者：林李锐林凯邹海鹰许丽艳李恩民东庚汕头大学医学院生物化学与分子生物学教研室广东汕头515041 汕头大学医学院生物信息学教研室广东汕头515041 汕头大学医学院医学信息学研究中心广东汕头515041 汕头大学医学院广东省沿海高发地区分子生物学重点实验室广东汕头515041 汕头大学医学院肿瘤研究中心广东汕头515041 汕头市医学科学院广东汕头515041

赖氨酰氧化酶LOXL2是一种依赖于铜离子的胺氧化酶,催化胶原蛋白和弹性蛋白的赖氨酸残基侧链发生氧化脱氨,发挥着稳固细胞外基质的作用。而稳定性是蛋白质的一个重要特性,直接影响蛋白质的分子动态及其正常功能发挥,这与人类的健康和疾... 详细信息

赖氨酰氧化酶LOXL2是一种依赖于铜离子的胺氧化酶,催化胶原蛋白和弹性蛋白的赖氨酸残基侧链发生氧化脱氨,发挥着稳固细胞外基质的作用。而稳定性是蛋白质的一个重要特性,直接影响蛋白质的分子动态及其正常功能发挥,这与人类的健康和疾病密切相关。然而,关于LOXL2的稳定性目前鲜有报道,哪些位点对其稳定性有显著影响尚不清楚。本研究采用冷冻电镜和Alphafold2的数据,建立LOXL2的全长结构,通过分子动力学模拟得到其优化构象。再通过4种方法(mCSM,PremPS,DeepDDG和FoldX),计算所有位点的稳定性属性,筛选出对稳定性有显性影响的位点(定义为关键位点)。结果表明,95个关键位点对LOXL2的稳定性具有显著影响,在5个结构域上的分布数量依次为14、13、8、11和26,而结构域间的连接肽段上也有23个关键位点。在这些关键位点中,类型及数量分别为Leu(24个)、Val(20个)、Ile(12个)、Trp(11个)、Phe(11个)、Tyr(6个)、Cys(6个)、Met(4个)和Arg(1个)。其中大部分关键位点(88个)为疏水性质,这与蛋白质折叠的主要力量为疏水作用的情况是一致的,而Cys两两成对,构成二硫键,对LOXL2的结构及功能发挥重要作用。讨论中,我们将预测结果与实验值进行比较,并用自由能微扰方法,对部分关键位点进行比较,从多方面论证此项工作的可信度。此项研究,可为靶向LOXL2的疾病治疗研究,提供重要指导。

关键词：赖氨酰氧化酶样2 稳定性分子动力学模拟计算预测吉布斯自由能

微粒体释义及生物化学教材中相关表述修改建议

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中国生物化学与分子生物学报 2024年第3期40卷 393-398页

作者：毕潇文黄春洪南昌大学江西医学院基础医学院医学遗传与细胞生物学教研室南昌330006 南昌大学江西医学院基础医学院生物化学与分子生物学教研室南昌330006

在部分生物化学教材及科研论文中,常出现“微粒体”这个词,且认为微粒体中含有独特的酶类,发挥生物转化功能。但是,在细胞生物学教材中并未把微粒体作为正常的细胞器。为了教材的统一性和科学性,本论文查阅了国内外主要的“细胞生物学... 详细信息

在部分生物化学教材及科研论文中,常出现“微粒体”这个词,且认为微粒体中含有独特的酶类,发挥生物转化功能。但是,在细胞生物学教材中并未把微粒体作为正常的细胞器。为了教材的统一性和科学性,本论文查阅了国内外主要的“细胞生物学”与“生物化学”教材,“术语在线”和维基百科、Genecard网站等,对于微粒体的定义进行了明确,对生物化学教材相关章节中有关微粒体的表述提出了修改建议。

关键词：微粒体术语在线生物化学教材微粒体乙醇氧化系统

磷酸化或乙酰化修饰使Fascin的促癌功能翻转

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中国生物化学与分子生物学报 2024年第5期40卷 674-684页

作者：李大嘉许丽艳程银伟李恩民汕头大学医学院生物化学与分子生物学教研室潮汕沿海地区高发肿瘤分子生物学广东省高校重点实验室广东汕头515041 汕头大学医学院肿瘤病理研究室广东汕头515041 汕头大学医学院肿瘤研究中心广东汕头515041 汕头市医学科学院肿瘤分子生物学研究室广东汕头515041

大量研究结果表明,食管鳞癌等恶性肿瘤中,Fascin异常高表达并发挥促癌功能,其与癌症患者的不良预后密切相关。近年来,包括本实验室在内,多家实验室的研究结果一致表明,磷酸化或乙酰化修饰可使Fascin的促癌功能翻转,犹如川剧中的“变脸... 详细信息

大量研究结果表明,食管鳞癌等恶性肿瘤中,Fascin异常高表达并发挥促癌功能,其与癌症患者的不良预后密切相关。近年来,包括本实验室在内,多家实验室的研究结果一致表明,磷酸化或乙酰化修饰可使Fascin的促癌功能翻转,犹如川剧中的“变脸”。最近,本室进一步研究发现,Fascin的翻译后修饰明显影响Fascin小分子抑制剂的抑癌效果,提示以Fascin为靶点的抗肿瘤药物研究应该将Fascin翻译后修饰状态纳入是否适合用药的评价体系中。为此,本文在系统评述Fascin促癌功能的基础上,重点讨论了翻译后修饰对Fascin功能的调控作用,以及翻译后修饰对Fascin小分子抑制剂抑癌功效的影响;同时还对相关领域针对Fascin的未来研究趋势进行了展望。

关键词： Fascin 蛋白质翻译后修饰肿瘤微丝成束蛋白抑制剂

CYP27A1对肝细胞癌预后的影响及生物学作用

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解放军医学杂志 2024年第4期49卷 387-395页

作者：张昕彤吴昊胡艳芬张文桃畅靖嘉朱剑军李莉刘铭山西医科大学基础医学院医学细胞生物与遗传学教研室山西太原030001

目的分析细胞色素P450家族27亚家族A成员1(CYP27A1)对肝细胞癌(HCC)预后的影响及生物学作用,并初步探讨其影响HCC生长的分子机制。方法基于癌症基因数据库(TCGA)分析CYP27A1在HCC中的表达情况及其与HCC患者预后的关系;基于CYP27A1表达... 详细信息

目的分析细胞色素P450家族27亚家族A成员1(CYP27A1)对肝细胞癌(HCC)预后的影响及生物学作用,并初步探讨其影响HCC生长的分子机制。方法基于癌症基因数据库(TCGA)分析CYP27A1在HCC中的表达情况及其与HCC患者预后的关系;基于CYP27A1表达量中位值,将样本分为CYP27A1高表达组(n=170)与CYP27A1低表达组(n=170),利用基因集富集分析(GSEA)分别对两组进行基因集富集分析;免疫荧光染色检测及数据库查找CYP27A1蛋白亚细胞定位;构建过表达CYP27A1质粒,转染HCC细胞MHCC-97H和HCCLM3,设置阴性对照组(转染空载质粒)与CYP27A1过表达组(转染过表达CYP27A1重组质粒)。采用CCK-8法、流式细胞仪、活性氧(ROS)荧光探针等检测过表达CYP27A1对HCC细胞活力、凋亡及ROS生成的影响;结合生物信息学分析CYP27A1与ROS生成相关基因及HCC增殖相关基因表达的相关性。结果与正常肝组织比较,HCC组织中CYP27A1 mRNA表达量明显降低(P细胞中,CYP27A1主要定位于细胞核;在HepG2细胞中,CYP27A1主要定位于线粒体。与阴性对照组比较,过表达CYP27A1后,HCC细胞活力下降(P细胞凋亡水平无明显改变(P>0.05)。CYP27A1与抑制ROS生成相关基因表达呈正相关(P<0.05),抑制ROS生成相关基因与HCC增殖相关基因表达呈负相关(P<0.05)。结论CYP27A1在HCC中呈低表达,下调CYP27A1可能通过促进ROS生成促进HCC恶性生长。

关键词：肝细胞癌细胞色素P450家族27亚家族A成员1 恶性生长

抑制Hmga2促进小鼠脂肪间充质干细胞成骨分化并加速骨缺损修复

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南方医科大学学报 2024年第7期44卷 1227-1235页

作者：柯志勇黄子城何若琳张倩陈思旭崔忠凯丁晶南方医科大学基础医学院细胞生物学教研室广东广州510515 上海交通大学医学院附属新华医院儿骨科上海200092

目的探讨高迁移率族蛋白A2(HMGA2)在脂肪间充质干细胞(ADSCs)成骨分化进程中的作用及其在骨缺损修复中的应用。方法通过GEO数据库和Rstudio软件,挖掘出在ADSCs“成脂-成骨”分化平衡中的关键节点因子HMGA2,并通过在线蛋白互作网络分析工... 详细信息

目的探讨高迁移率族蛋白A2(HMGA2)在脂肪间充质干细胞(ADSCs)成骨分化进程中的作用及其在骨缺损修复中的应用。方法通过GEO数据库和Rstudio软件,挖掘出在ADSCs“成脂-成骨”分化平衡中的关键节点因子HMGA2,并通过在线蛋白互作网络分析工具String和绘图软件Cytoscape,绘制HMGA2在成骨分化中的互作关系网络,预测其下游作用靶点。设计Hmga2 siRNA并转染小鼠原代脂肪间充质干细胞(mADSCs),诱导其体外成骨分化,在不同时间点(Day 3,Day 7,Day 14)收集样本,通过碱性磷酸酶染色和茜素红染色评估成骨分化能力,并通过RT-qPCR和Western blotting检测成骨特异性标志物Runt相关转录因子2(RUNX2)、骨桥蛋白(OPN)和骨钙素(OCN)的表达。将敲低Hmga2的mADSCs移植至小鼠不可自愈合颅骨缺损处,术后6周通过μCT扫描、骨组织学染色检测成骨标志物,评价骨缺损修复效果。结果GEO数据库分析结果显示HMGA2在ADSCs成脂分化进程中表达上调。蛋白互作网络分析提示在ADSCs成骨分化中,HMGA2的潜在作用靶点包括SMAD7、CDH1、CDH2、SNAI1、SMAD9、IGF2BP3、ALDH1A1。抑制Hmga2后,mADSCs中成骨分化相关标志物RUNX2、OPN和OCN的表达显著上调,且碱性磷酸酶的表达和钙结节的形成增加(P<0.05)。在小鼠颅骨缺损模型中,敲低Hmga2促进了骨缺损部位的新骨形成(P<0.05)。结论HMGA2是调控ADSCs成骨分化的重要因子,抑制Hmga2能显著促进ADSCs成骨分化,并加速体内骨缺损的修复。

关键词：脂肪间充质干细胞高迁移率族蛋白A2 成骨分化骨缺损修复

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没食子酸与氯硝柳胺联合灭螺作用研究

中国寄生虫学与寄生虫病杂志 2024年第2期42卷 251-258页

作者：郑涛刘佳豪李彬李佳珊聂娟熊涛湖南中医药大学医学院病原生物学教研室长沙410006

目的本研究旨在探讨具有交替氧化酶(AOX)抑制活性的中药单体分子没食子酸和氯硝柳胺的联合灭螺效果及其灭螺机制。方法阴性钉螺采自湖北省公安县,随机分为7组,空白对照组(H_(2)O),实验组分别为氯硝柳胺(N1组:0.06 mg/L,N2组:0.1 mg/L)... 详细信息

目的本研究旨在探讨具有交替氧化酶(AOX)抑制活性的中药单体分子没食子酸和氯硝柳胺的联合灭螺效果及其灭螺机制。方法阴性钉螺采自湖北省公安县,随机分为7组,空白对照组(H_(2)O),实验组分别为氯硝柳胺(N1组:0.06 mg/L,N2组:0.1 mg/L)和没食子酸(G1组:0.8 g/L,G2组:1.6 g/L)单独使用,及联合使用(M1组:0.06 mg/L氯硝柳胺+0.8 g/L没食子酸,M2组:0.06 mg/L氯硝柳胺+1.6 g/L没食子酸)。检测各组钉螺经药物浸杀12、24和48 h后的存活率,液氮包埋后切片并染色,光学显微镜下观察并定量分析,检测钉螺软体切片中细胞色素C氧化酶(CCO)和乳酸脱氢酶(LDH)的相对酶活力值,以平均光密度值表示。钉螺匀浆后离心、取上清,DCFH-DA探针共孵育,用BCA蛋白定量试剂盒测定总蛋白含量,多功能酶标仪检测荧光强度,ROS值以样品测得的荧光强度(FI)除以蛋白质浓度(μg)的值表示,用总超氧化物歧化酶(SOD)活性检测试剂盒测定SOD水平。钉螺死亡率的差异分析采用卡方检验;CCO活性和氧化应激水平的数据用Levene’s Test确定方差齐性后,用Tukey HSD的多重比较方法进行不同组间的两两比较。结果G1和G2组浸杀后未表现出显著的灭螺效应。M1组和M2组在浸杀48 h后的钉螺死亡率分别达到70.0%(56/80)和84.2%(101/120),均高于N1组(44.4%,32/72)(χ2=9.13、32.52,均P学意义(χ2=0.11、2.58,均P>0.05)。N1和N2组钉螺的LDH活性呈下降趋势;M1组和M2组钉螺体内CCO和LDH活性均降低(均P学意义(均P<0.05)。M1组在处理后24 h的SOD活性为(5.56±0.91)UI/g,高于空白对照组的(5.26±0.08)UI/g(P<0.05);M2组的SOD活性在处理后12、24和48 h呈现先升高后降低的趋势[(2.40±0.45)、(8.14±0.15)、(1.60±0.21)UI/g],与空白对照组在相应时间点的(3.54±0.94)、(5.26±0.08)、(5.10±0.87)UI/g相比,变化趋势显著(均P<0.05)。M1组在处理后24 h和48 h的ROS水平分别为(1619.00±168.25)FI/μg和(1866.65±211.79)FI/μg,M2组在48 h后的ROS水平达到(2451.29±195.91)FI/μg,均高于空白对照组在相应时间点的(802.37±114.69)、(1393.81±86.12)FI/μg(均P<0.05)。结论没食子酸显著增强了低浓度氯硝柳胺的灭螺效果,其灭螺机制为通过阻断AOX的代偿上调,进一步加重了钉螺能量代谢失衡和氧化应激压力。

关键词：湖北钉螺没食子酸氯硝柳胺灭螺效果葡萄糖代谢酶活性氧化应激水平

弹性蛋白酶调节中性粒细胞炎性募集的功能研究

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中国免疫学杂志 2024年第3期40卷 449-455页

作者：刘洋孟玲范思佳任春光张欢重庆医科大学基础医学院细胞与遗传教研室发育生物学研究室重庆400016

目的:探索中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)对中性粒细胞炎性募集的影响。方法:采用外源性弹性蛋白酶抑制剂西维来司钠盐预处理小鼠骨髓来源的中性粒细胞,通过腹膜炎过继性迁移、细胞体外趋化、流动室黏附、免疫荧光染色、细胞伸展等实验,检测N... 详细信息

目的:探索中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)对中性粒细胞炎性募集的影响。方法:采用外源性弹性蛋白酶抑制剂西维来司钠盐预处理小鼠骨髓来源的中性粒细胞,通过腹膜炎过继性迁移、细胞体外趋化、流动室黏附、免疫荧光染色、细胞伸展等实验,检测NE的抑制对中性粒细胞体内炎性募集、体外趋化、牢固黏附、细胞极化与伸展能力的影响;利用流式细胞术及鲁米诺化学发光系统检测NE的抑制对中性粒细胞吞噬及活性氧(ROS)释放能力的影响。结果:西维来司钠盐预处理显著减弱了中性粒细胞体内炎性募集(P细胞在体外趋化过程中对催化剂方向性的感知(P细胞在炎性内皮细胞表面形成牢固黏附的能力(P细胞对细菌的吞噬能力(P细胞的伸展、极化及ROS的释放均无显著影响。结论:NE的抑制显著损害了中性粒细胞在体内外的炎性募集级联反应及吞噬作用,但对中性粒细胞的伸展、极化、ROS释放等功能无显著影响。

关键词：中性粒细胞弹性蛋白酶西维来司钠盐炎性募集