炎症信号转导网络研究与药物发现——中国医学科学院医药生物技术研究所副研究员邓洪斌博士研究成果

细胞信号转导（signal transduction）在细胞增殖、分化、程序性死亡等诸多细胞活动的调控中都发挥非常重要的作用。细胞内众多信号转导通路构成了信号转导网络（intracellular signaling network）,从而调控各种重要的细胞活动。炎症信号转导网络调控的异常在人体感染、肿瘤、心脑血管病、神经退行性疾病、     

本期封面文章：细胞信号传导

本期细胞信号传导专题部分介绍了《科学》的信号转导知识环境数据库中细胞信号的最新或最近更新的信号转导通道。细胞生物学中的信号转导指细胞响应它们内部或外部环境所发生的生物化学过程。本期三篇研究评进描述了受体信号传导的三个范例。     

丙型肝炎病毒感染与细胞异常信号转导

细胞信号转导异常同人类疾病的关联是目前生命科学研究的热点之一 ，对揭示疾病发生的本质具有极其重要的作用。一些病毒的致病机制即源于其抗原所致宿主 细胞内信号转导的紊乱，病毒抗原通过蛋白质蛋白质间相互作用而调控细胞内信号分子的 生物活性。丙型肝炎病毒是丙型肝炎的致病因子，其感染的明显特征为引起严重肝脏疾病及 易于慢性迁延且无满意的治疗药物。迄今关于丙型肝炎发病机制和病毒持续存在的分子基础 仍不清楚。病毒蛋白通过干扰宿主细胞内信号转导级联反应而致异常信号转导很可能为其致 病机制，故丙型肝炎病毒各种蛋白对宿主细胞信号转导影响的研究将有助于从一全新角度深 入了解其致病机制，从而提出病毒致病的新模式。     

华夏齿叶叶表皮构造的研究

通过研究采自内蒙古准格尔旗早二叠世山西组的华夏齿叶Tingia carbonica的标本,首次揭示 了该植物叶表皮构造。表皮为单面气孔式,表皮细胞呈不规则长方形。气孔器属多细胞类型中的无规则型,排列稀疏、近散生,气孔长椭圆形,保卫细胞周围具5～6个表皮细胞。依据表皮特征对该种植物的分类、生态方面的问题进行了探讨。     

黄酮的药理活性及机制研究进展

本文对黄酮类化合物的药理活性及机制做一综述,结果表明,黄酮类化合物具有抗氧化,抗癌,抗炎,保肝,免疫调节,抗心血管疾病,抗糖尿病,抗胃溃疡和神经保护活性,作用机制主要与其还原性,改善血液循环,酶调节作用,干预细胞信号转导作用以及调节细胞凋亡等作用有关。     

β-Arrestinl通过与YYI结合和解除Polycomb Group抑制来调控斑马鱼造血作用

β-Arrestinl是参与细胞信号转导的多功能蛋白。最近的研究发现,β-Arrestinl还被发现是调节核转录的关键因子,然而关于这方面的分子机制和生理学意义研究的还不清楚。研究发现β-Arrestinl在斑马鱼的发育过程中具有重要的调控作用,并且β—Arrestinl的调控机制具有进化上保守的特征。将斑马鱼的β-Arrestinl信号沉默掉后发现会引起斑马鱼发育严重缺陷,     

细胞信号转导网络模型简化的一种混合推理方法

细胞信号转导网络的结构复杂,规模庞大,建立的数学模型维数高,变量多,具有高度非线性。在复杂系统分析设计中,模型简化始终是主要的研究问题之一。提出一种基于混合推理方法的模型简化策略,利用代谢控制分析、敏感性分析、主元分析和通量分析相结合,降低系统模型维数,减少生化反应个数,简化系统结构。以NF-κB信号转导网络作为研究对象,原模型由24个常微分方程和64个参数组成,简化模型则包括17个常微分方程,1个代数方程和52个参数。仿真结果表明,简化模型能够准确地预测系统的动态特性,为模型分析和参数辨识提供方便,验证了模型简化策略的有效性。     

稻属叶表皮结构特征及其系统学意义

本文对稻属Oryza L. 23种植物叶片表皮的结构特征进行了观察和研究,结果表明:叶表皮的某 些性状,如在叶片脉带之间长细胞中乳突的大小和分布以及叶表皮气孔器上小乳突的数目和着生位置 在稻属的各种之间有着一定的变异规律,这在稻属各种的分类和其系统关系的研究中有一定的价值。 综合这些性状的变异特征,按照叶片下表皮脉间长细胞中乳突的大小和分布特征以及气孔器中小乳突 的数目和着生位置可将稻属这23个物种分为3组。第一组包括长颖野稻、马来野稻、疣粒野稻和颗粒 野稻,这些种的叶表皮脉间长细胞中没有大乳突和中乳突,仅偶见极稀疏分布的小乳突,气孔器中均无 小乳突。第二组包括短药野稻、二倍体和四倍体药用野稻、小粒野稻、紧穗野稻、斑点野稻、阔叶野稻、高 株野稻、大颖野稻、根茎野稻和澳洲野稻,这些种的叶表皮脉间长细胞中通常没有大、中乳突,但密布小 乳突,且大多数种的气孔器保卫细胞的近两端各有2个小乳突。第三组包括栽培稻、一年生普通野稻、 多年生普通野稻、长雄蕊野稻、展颖野稻、南方野稻、矮舌野稻、非洲栽培稻和希来特野稻,这些种的叶 表皮脉间的长细胞中常有大乳突、中乳突和小乳突,而气孔器保卫细胞的近两端各有2个明显的小乳 突,并同时常在气孔器副卫细胞的近内缘还有2～4个小乳突。     

玉带草营养器官解剖结构初探

通过对玉带草根状茎、茎、叶的解剖结构的研究发现：在根状茎中出现了明显的五面加厚的内皮层;维管束呈不规则的两轮排列,为外韧有限维管束;根状茎中有气腔和髓腔。茎中空,由表皮、基本组织,机械组织和维管束组成;维管束排列成两轮,分布在基本组织中;在基本组织中有形状不规则且较小的气腔。叶为等面叶,不具表皮毛,叶脉维管束较发达,在维管束之问存在较大的气腔;叶上下表皮均具有气孔器,气孔器由两个哑铃型的保卫细胞和两个菱形的副卫细胞组成;上表皮的表皮细胞为长细胞和泡状细胞,下表皮的表皮细胞由长细胞和短细胞构成。     

癫痫发病相关的ERK信号通路的研究现状

信号转导通路在癫痫中的作用是近年来癫痫基础研究的热点。其中细胞外信号调节激酶(ERK1/2)信号转导通路是一条重要的信息传递通路,可通过磷酸化后参与神经元的兴奋过程,进而影响癫痫的发病机制,研究认为,ERK1/2磷酸化是癫痫发作过程中细胞的早期反应之一,可作为阻止癫痫发作的潜在治疗靶点。文章主要从对ERK信号通路的认识以及ERK信号通路如何参与癫痫的发病机制、ERK信号通路相关的癫痫治疗来阐述当前的研究进展,为寻求治疗癫痫新药物提供理论依据。     

中国梅花草属植物的叶表皮特征及其系统学意义

利用光学显微镜和扫描电镜对梅花草属Parnassia 30种植物的叶表皮进行了观察。结果表明:气孔器普遍存在于叶的下表皮,少数种的上表皮也有分布,均为无规则型。叶表皮细胞形状为多边形或不规则形;垂周壁式样可区分为近平直、浅波状和波状。在扫描电镜下,叶表皮气孔器外拱盖内缘为近平滑、浅波状或波状;一些种的保卫细胞两端有加厚;角质膜条纹状,有的条纹隆起,有的条纹上附有颗粒或小孔穴。气孔器类型及下表皮细胞形状的一致性表明梅花草属是一个自然分类群;sect. Saxifragastrum叶表皮特征具有多样性显示该组可能是一个复合群;突隔梅花草P. delavayi属于subsect. Xiphosandra,其气孔下陷,与其细胞学特征相似,支持独立为一组;此外,气孔器的分布、保卫细胞两端加厚、气孔器外拱盖内缘形态以及角质膜等特征对该属部分种的区分有一定的参考价值。     

落羽杉属(杉科)叶表皮结构及气孔参数

落羽杉属Taxodium Rich.现生3种植物——落羽杉T. distichum (L.) Rich.、池杉T. ascendens Brongn.和墨西哥落羽杉T. mucronatum Tenore.的条形叶为双面气孔型或单面气孔型。叶片远轴面气孔分布于中脉两侧,每侧各有4-8列气孔。叶片中部气孔数量稳定,顶部和基部气孔数量比中部略少。近轴面气孔在中脉两侧各有1-4行,有时仅少数几个气孔或没有气孔分布。非气孔分布区内,表皮细胞长方形,细胞壁直或稍微呈波状,细胞长轴与叶片长轴一致。气孔分布区内的表皮细胞有时为多边形。气孔器椭圆形,长轴与叶片长轴垂直或成一定的角度。保卫细胞壁加厚明显,极端联合形成极层结构。落羽杉属3种现生植物的气孔密度和气孔指数差异显著,不同采集地的落羽杉气孔密度和气孔指数差异不显著。这3种植物的气孔指数的变异系数均小于气孔密度的变异系数,用气孔指数指示大气CO2浓度比用气孔密度可靠。     

蔷薇科原始属植物叶表皮解剖及其系统学意义

本文研究了蔷薇科原始的六个属的代表种的表皮结构。发现在Lyonothamus，Exochorda，     Lindleya和Vauquelinia属中气孔分布于下表面；在最原始的Kagneckia属和与之最接近     的Quillaja属中，除个别种外，气孔在叶表两面分布。它们的气孔类型分化较复杂，有5种类     型，即无规则型(Anomocytic)、辐射型(Actinocytic)、轮列型(Cyclocytic)、平列型(Paracytic)     和四细胞型(Staurocytic)。同时还发现在Kagneckia，Quillaja，Lindleya和Exochorda 4个     属中气孔组成有多型现象，即在叶表皮中同时存在有2-3种气孔类型；在Vauquelinia属和     Lyonothamus属中主要为一种类型气孔组成；尤其是在Lyonothamus属中，气孔集生成块，其     间没有任何表皮细胞间隔，保卫细胞下陷，副卫细胞在表面联合加厚，成为坛状气孔，这在蔷薇     科中十分独特。  表皮的形态结构研究证据支持了得自细胞学上的证据(Goldblatt 1976)，    由Hutchinson(1964)定义的蔷薇科原始的Trib. Quillajeae族，是一个不自然的类群。     

MAPK信号通路与细胞凋亡的关系

丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinases,MAPK)是广泛表达的丝氨酸/酪氨酸激酶,包含3个主要家族:ERKs,JNKs和p38MAPKs,MAPK信号转导通路在将细胞外刺激信号转导致细胞及其核内,并引起细胞生物学反应(如细胞增殖、分化、转化及凋亡等)的过程中具有至关重要的作用。     

藏药日官孜玛提取物对H2O2诱导GES-1细胞损伤的保护作用及潜在机制研究

日官孜玛是治疗胃溃疡的常用道地藏药材，但其物质基础和作用机制尚不清楚。本研究通过网络药理学和H₂O₂诱导的体外胃粘膜损伤模型，研究日官孜玛总提取物及其4个单体化合物Al ocryptopine(A)、Bicucul ine(B)、Cheilanthifoline(C)、Protopine(D)对过氧化氢(H₂O₂)诱导的人胃粘膜上皮细胞(GES-1)炎症的保护作用，以揭示其抗炎作用的物质基础和主要作用机制。通过网络药理学方法共收集日官孜玛活性成分17个、潜在靶点525个、与胃溃疡相关疾病靶点4 232个，活性成分靶点与疾病靶点交集后获得263个核心靶点。GO富集分析结果显示这些基因主要影响细胞信号转导、核受体的活性、蛋白质结合等生物过程。KEGG富集分析显示PI3K-AKT信号通路和一些癌症相关通路的基因富集较多。体外实验结果显示AKT1、HASP90AA1、MAPK1、PIK3CA是其重要靶点。MTT结果显示，与正常组相比，200μg/m L日官孜玛总提物表现出显著的细胞毒性；单体化合物B在25～...     

“细胞增殖与分化调控机理研究”基金委创新研究群体

北京大学“细胞生物学”学科建立于1978年,经翟中和院士等老一辈教师的不懈努力,成为国家首批重点学科。培养了丁明孝、陈建国、张传茂、苏都莫日根、张博和陈丹英等一批优秀人才。1999年丁明孝教授主持“973”项目《细胞重大生命活动的基础与应用研究》,加上邓宏魁、舒红兵等教授陆续回国工作,整体的科研和教学水平明显提高,形成一支以细胞增殖、细胞分化、细胞凋亡和细胞信号转导为主要研究内容的实力较强的研究队伍。2004年以张传茂教授领导的基金委“创新研究群体”,就是在此基础上形成的。目前,该创新研究群体有教授9人,副教授7人,其中…     

TGF-β1/Smads信号通路在肝纤维化中的调控作用概述

与肝纤维化密切相关的转化生长因子(transforming growth factor beta1,TGF-β1)及其下游信号因子Smads家族蛋白既可促进肝星状细胞活化,又可调节细胞外基质合成与降解,从而控制肝纤维化的发生发展。而TGF-β1/Smads信号通路是TGF-β1促进肝纤维化的关键转导途径。文章就TGF-β1/Smads信号通路在肝纤维化中的调控作用综述,为肝纤维化的治疗提供参考。     

植物细胞的工程师——记兰州大学生命科学学院副院长侯岁稳教授

出生在甘肃农村的侯岁稳,有着西北汉子的憨厚和质朴.有人说甘肃人认死理,在科研道路上跋涉近20年的他,衷情植物细胞生物学. 分布在植物表皮的气孔和扁平细胞,是研究细胞发育和功能的绝好模式体系,侯岁稳从事的植物细胞分子发育生物学、细胞工程研究,就是以拟南芥、水稻等为材料,利用突变体对其发育图式和形态建成现象、内在调控基因和信号转导机制进行研究,并将有用的功能基因应用在生产中.     

植物细胞的工程师——记兰州大学生命科学学院副院长侯岁稳教授

<正>出生在甘肃农村的侯岁稳,有着西北汉子的憨厚和质朴。有人说甘肃人认死理,在科研道路上跋涉近20年的他,衷情植物细胞生物学。分布在植物表皮的气孔和扁平细胞,是研究细胞发育和功能的绝好模式体系,侯岁稳从事的植物细胞分子发育生物学、细胞工程研究,就是以拟南芥、水稻等为材料,利用突变体对其发育图式和形态建成现象、内在调控基因和信号转导机制进行研究,并将有用的功能基因应用在生产中。     

桦木科植物叶表皮的研究

本文利用光学显微镜及扫描电镜观察了桦木科6属、38种植物的叶表皮。发现该科植物成熟叶片的气孔器有四种类型：即无规型、轮列型、不典型辐射型和短平列型，叶表皮性状及性状状态对于桦木科植物属的确定和族的划分具有重要的分类学价值。在确定叶表皮性状的演化趋势时，综合了其他方面的研究成果(如Abbe，1935，1974；Brunner和Fairbrothers，1979；Hall，1952；Kikuzava，1982；Kuprianova，1963)，并且发现叶表皮形态对于揭示桦木科植物的属间演化有较大的参考价值。作者认为：叶表皮特征支持将桦木科分成两个族；气孔器无规则型、气孔器外拱盖单层、气孔器在保卫细胞极区无”T”型加厚以及下表皮细胞垂周壁平直为原始的叶表面性状；下表皮细胞垂周壁具波纹和气孔器为不典型辐射型等特征仅发现于榛属、虎榛子属，铁木属和鹅耳枥属，从而将榛族与桦木族分开；桦木族包括桦木属和桤木属，由于具有较多的原始性状而比榛族原始，在榛族中，鹅耳枥属最为特化(见图1)。