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科研动态 ——血影蛋白相关结构张力调控细胞焦亡机制研究

发布单位:暂无  发布时间:2018-4-26 14:36:00  浏览量: ( 1177 )
        细胞焦亡(Pyroptosis)是以细胞膨胀、胞膜出泡和破损为特征的程序性细胞损伤现象,其细胞形态变化依赖于血影蛋白(spectrin)介导的膜骨架结构改变,这一变化同样密切联系于细胞内张力的改变及其对血影蛋白的牵拉力学作用。通过检测细胞焦亡过程中胞内骨架结构张力变化及其对血影蛋白的力学效应,能有效识别调控胞膜形状改变的力学调控机制,揭示细胞焦亡与胞内力学活动相关的分子机制,为临床相关抗肿瘤药物研发提供新的研究方向。
        2018年4月20日,Antioxid Redox Sign期刊在线发表了南京中医药大学医学与生命科学学院郭军教授课题组完成的科研成果(doi: 10.1089/ars.2017.7366)。该研究创新性探索了亚细胞内骨架张力体系的矢量调控机制。亚细胞骨架张力牵拉受化学信号影响,并通过协调骨架张力的大小和方向来调节细胞形态改变。这一发现丰富了医药学研究,揭示了活细胞以力学活动为基础的生命奥秘。
        文章中,研究人员发现:血影蛋白牵拉力受微丝和微管依赖张力的调控。微丝和微管张力通过动力分子活动,牵拉细胞膜调控细胞形态。其中,微管张力是诱导焦亡细胞膨胀和出泡的主要因素,而细胞焦亡诱导的血影蛋白牵拉张力增强,主要来源于微丝向内的力学作用,拮抗了细胞的膨胀。焦亡诱导的膜孔形成和非选择性离子通道开放,通过离子信号而不是渗透压改变控制了结构张力的改变,且微管张力的抑制能有效逆转细胞焦亡的发生。
        该项研究由博士研究生陈婷婷等同学完成。全文链接:https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ars.2017.7366
图注:血影蛋白(spectrin)张力体系的建立及调控细胞焦亡的机制研究(A)血影蛋白荧光张力探针ScpS的构建。(B)应用受体漂白技术(FRET AB)检测ScpS探针发生荧光共振能量转移的真实性。ScpS(FRET AB = 22.35%)。(C)应用受体漂白恢复(FRAP)检测血影蛋白骨架在细胞内的流动性。(D)免疫荧光实验检测活性caspase-1在焦亡细胞中的蛋白水平。免疫组化实验检测(E)正常细胞和(F)焦亡细胞活性caspase-1的表达(棕色)。(G)转染ScpS探针后,焦亡细胞(第一行),焦亡细胞微丝解聚(第二行)、或微管解聚(第三行)、或微丝和微管同时解聚(第四行)的血影蛋白张力变化。(H)转染ScpS探针后,正常或焦亡细胞、微管解聚或焦亡微管解聚细胞血影蛋白张力的3D空间立体图。
(供稿部门:生物化学与分子生物学系;供稿人:陈婷婷)