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粟酒裂殖酵母SPAC27E2.11c基因缺失对有丝分裂期微管动力学的影响

厦门大学学报（自然科学版） 2023年第5期62卷 848-857页

作者：白鑫丁祥蒲帝宏李慧杨彤陈茜侯怡铃西华师范大学生命科学学院西南野生动植物资源保护教育部重点实验室四川南充637009 西华师范大学环境科学与工程学院四川南充637009

SPAC27E2.11c基因编码的是一种尚未被正式命名的粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)特异性蛋白,该蛋白定位于线粒体质膜外侧.采用活细胞成像技术,研究粟酒裂殖酵母SPAC27E2.11c基因缺失后有丝分裂不同时期微管动力学的变化情况.... 详细信息

SPAC27E2.11c基因编码的是一种尚未被正式命名的粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)特异性蛋白,该蛋白定位于线粒体质膜外侧.采用活细胞成像技术,研究粟酒裂殖酵母SPAC27E2.11c基因缺失后有丝分裂不同时期微管动力学的变化情况.结果表明:SPAC27E2.11c基因缺失导致间期含5根微管束的细胞比例增加,含3根微管束的细胞比例减少,并出现含2根微管束的细胞;间期微管束长度增加,收缩速率降低,且微管束在细胞壁停留时间延长;前期“棒状”纺锤体形成减少并出现单极纺锤体;中期纺锤体伸长速率降低,伸长时间延长,提示纺锤体组装检查点被激活;后期纺锤体“拱型”断裂减少,“直线型”断裂增加,“S型”断裂消失.SPAC27E2.11c基因缺失还导致染色体不完全分离向细胞两极及染色体分离后细胞不分裂的异常情况.以上结果表明SPAC27E2.11c基因缺失导致间期微管动力学失衡,分裂期纺锤体形成和断裂缺陷及染色体分离缺陷.

关键词：粟酒裂殖酵母 SPAC27E2.11c基因有丝分裂微管动力学

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微管动力学改变与胎盘多肽类激素在人类胎盘滋养层细胞合体化中的作用

微管动力学改变与胎盘多肽类激素在人类胎盘滋养层细胞合体化中的...

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作者：于偌萱中国科学院大学

学位级别：博士

人类胎盘作为妊娠期形成的临时器官，是联系母体和胎儿的纽带，对胎儿发育和母胎健康至关重要。人类胎盘主要由滋养层细胞和基质细胞组成。滋养层细胞主要包括:细胞滋养层细胞(cytotrophoblast，CTB)、绒毛外滋养层细胞(extravillous tr... 详细信息

人类胎盘作为妊娠期形成的临时器官，是联系母体和胎儿的纽带，对胎儿发育和母胎健康至关重要。人类胎盘主要由滋养层细胞和基质细胞组成。滋养层细胞主要包括:细胞滋养层细胞(cytotrophoblast，CTB)、绒毛外滋养层细胞(extravillous trophoblast，EVT)以及合体滋养层(syncytiotrophoblast，STB)。STB覆盖于胎盘绒毛表面，与母血直接接触，发挥营养交换、废物排泄、激素分泌、防御等功能。在妊娠过程中，单核CTBs不断融合形成多核STB（合体化）。目前除认为关键融合原Syncytins参与滋养层细胞合体化之外，对调控滋养层细胞合体化分子机制的研究还不甚明了。　　前期通过活细胞工作站观察BeWo细胞融合发现，细胞前端微管形成刺状突起，并积极参与到BeWo细胞融合中。为深入探究滋养层细胞合体化中微管动态变化，对本实验室已发表的BeWo细胞转录组测序数据分析后发现，BeWo细胞融合后，负调控去酪氨酸化α-微管蛋白（detyrosinatedα-tubulin，detyr-α-tub）的微管蛋白酪氨酸连接酶(tubulin tyrosine ligase，TTL)表达水平下调。进一步研究表明，TTL在妊娠早期滋养层细胞中有相对较高的表达，但与融合标志分子不共定位。值得注意的是，子痫前期患者胎盘细胞滋养层细胞自发融合能力受损，但可以通过下调TTL表达水平部分挽救。从机制上讲，滋养层细胞中TTL表达水平下调导致detyr-α-tub表达水平显著升高。而detyr-α-tub表达的恢复促进融合原蛋白Syncytin-2和间隙连接蛋白Connexin43(Cx43)在细胞膜上富集，进而促进滋养层细胞合体化。本研究发现detyr-α-tub上调有助于融合蛋白在细胞膜上的聚集，从而促进滋养层细胞合体化。Detyr-α-tub不足引起合体化缺陷，并可能导致子痫前期。　　近年来越来越多的证据表明，胎盘是非常强大的内分泌器官。前期本实验室对8周和24周人类胎盘单细胞转录组测序分析发现，胎盘不同亚群细胞共分泌102种多肽类激素。为了进一步研究多肽类激素在胎盘滋养层细胞分化中的作用，对该数据中鉴定出的17种胎盘多肽类激素进行了精确分群以及表达功能研究。发现子痫前期原代滋养层细胞自发融合过程中，KISS1表达显著上调，而INSL4表达下调，敲低KISS1促进BeWo细胞融合。这些结果提示，子痫前期滋养层细胞异常与滋养层细胞中的KISS1与INSL4表达水平失调可能具有相关性。此外，将妊娠8周绒毛来源的CTBs体外培养并成功建立人类滋养层干细胞(hTSCs)系，该细胞系为研究滋养层细胞合体化以及侵润迁移等过程提供了有效体外模型。　　综上所述，本文研究微管动力学改变与多肽类激素对滋养层细胞合体化的影响，为深入了解胎盘滋养层细胞合体化机制提供理论基础，为研究微管翻译后修饰和多肽类激素在胎盘发生以及母胎对话中的作用研究提供新思路和新方向，为妊娠相关疾病的诊治提供新候选靶标分子。

关键词：人类胎盘滋养层细胞合体化微管动力学多肽类激素

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微管动力学的生化基础

微管动力学的生化基础

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中国生物化学与分子生物学会第十二届全国会员代表大会暨2018年全国学术会议

作者：梁鑫清华大学

微管动力学是微管结构和功能的生化基础,在多种细胞生物学过程中发挥了重要的作用。我将在此次会议上报告我们应用光学显微成像和数字图像处理进行的单微管生化动力学分析,主要内容包括微管头部动态行为的分析及对其分子和结构基础解析。

关键词：微管动力学

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驱动蛋白MCAK的微管解聚机制研究进展

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生命科学 2022年第6期34卷 613-623页

作者：彭川耿轶钊河北工业大学理学院生物物理研究所

有丝分裂着丝粒相关驱动蛋白(MCAK)是驱动蛋白-13家族的代表性成员，在细胞分裂的多个过程中起作用。与传统的驱动蛋白不同，MCAK蛋白的生物学功能不是通过沿微管轨道的连续行走实现物质输运，而是从微管末端解聚微管蛋白，从而实现对... 详细信息

有丝分裂着丝粒相关驱动蛋白(MCAK)是驱动蛋白-13家族的代表性成员，在细胞分裂的多个过程中起作用。与传统的驱动蛋白不同，MCAK蛋白的生物学功能不是通过沿微管轨道的连续行走实现物质输运，而是从微管末端解聚微管蛋白，从而实现对微管动力学的调控。因此，MCAK蛋白是一种微管解聚蛋白，其沿微管轨道的运动过程以及解聚微管蛋白时的力学-化学循环过程都与其他驱动蛋白家族有很大的差异。该文对MCAK蛋白微管解聚过程的研究进展进行综述，尤其对高分辨率分子结构展现的MCAK蛋白在解聚微管末端蛋白时的1:2复合物模型进行了详细讨论。

关键词：有丝分裂着丝粒相关驱动蛋白驱动蛋白微管有丝分裂微管动力学

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五种对映-贝壳杉烷二萜促微管稳定效应的研究

五种对映-贝壳杉烷二萜促微管稳定效应的研究

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作者：宁秀梅西北师范大学

学位级别：硕士

肿瘤细胞具有快速增殖的能力,通过干扰纺锤体的形成阻断有丝分裂进程,可抑制肿瘤细胞的增殖。由于微管是构成纺锤体的主要组分,一直以来被认为是抗癌药物研究中最具有吸引力的靶点。目前已经发现了很多以微管为靶点的抗癌药物,但它们在... 详细信息

肿瘤细胞具有快速增殖的能力,通过干扰纺锤体的形成阻断有丝分裂进程,可抑制肿瘤细胞的增殖。由于微管是构成纺锤体的主要组分,一直以来被认为是抗癌药物研究中最具有吸引力的靶点。目前已经发现了很多以微管为靶点的抗癌药物,但它们在临床治疗中出现的耐药性给其进一步的应用带来了困扰。weisiensin B是从维西香茶菜中分离得到的,而rabdosin B、rabdosinate、epinodosin和epinodosinol是从甘肃产毛叶香茶菜中提取到的对映-贝壳杉烷二萜,它们分属于三种结构类型的对映-贝壳杉烷型二萜。weisiensin B为C-20未氧化型,rabdosin B和rabdosinate为螺环内酯型,epinodosin和epinodosinol为延命素型。我们之前的研究发现,C-20未氧化型的对映-贝壳杉烷型二萜wangzaozin A等具有与紫衫醇相似的促进微管聚合的能力,显示了其作为研发抗癌药物的潜能,但螺环内酯型和延命素型的对映-贝壳杉烷二萜对微管的稳定或促聚合作用的研究还未见相关报道。本研究以上述五种化合物为受试物,选用人乳腺癌细胞MCF-7和卵巢癌细胞SK-OV-3细胞为受试细胞株,用MTT检测法、AO/EB双染法、流式细胞术、间接免疫荧光技术研究了药物对细胞内微管的影响,以及对体外条件下纯化微管蛋白组装以及结合微管蛋白紫杉醇位点的影响,主要实验结果如下:***法检测weisiensin B、rabdosin B、rabdosinate、epinodosin、epinodosinol对MCF-7、SK-OV-3、H1299细胞增殖的影响。结果显示,在一定的浓度范围内,weisiensin B可以显著抑制上述细胞的增殖,5种化合物中其细胞毒性最强;rabdosin B的细胞毒性强于rabdosinate,而epinodosin的细胞毒性强于epinodosinol。阳性对照紫杉醇（paclitaxel）及莱利霉素（laulimalides）在20nmol/L浓度处理下细胞的抑制率分别为80%,约与2μmol/L的weisiensin B或12μmol/L rabdosin B或epinodosin毒性相当。***/EB双染法检测了5种二萜对MCF-7和SK-OV-3细胞凋亡的影响,结果显示,2-6μmol/L的weisiensin B处理细胞24 h后,细胞凋亡率不高于5.6%;6μmol/L和9μmol/L的rabdosin B或rabdosinate处理细胞24 h后其细胞凋亡率与对照组相比没有显著性差异,同样,6μmol/L和9μmol/L的epinodosin和epinodosinol处理细胞24 h后其细胞凋亡率与对照组相比也不具显著性差异。这些结果表明在上述浓度范围内,对于微管骨架的免疫荧光观察将不受细胞凋亡所导致的细胞骨架解聚的影响。3.利用流式细胞术检测了5种二萜对MCF-7和SK-OV-3细胞的周期的影响,结果显示,3μmol/L和6μmol/L的weisiensin B处理细胞24 h后,细胞发生了G2/M期阻滞,其中6μmol/L的weisiensin B处理组的G2/M期细胞的比率提高了13.3%（MCF-7）或15%（SK-OV-3）;9μmol/L的rabdosin B或rabdosinate处理细胞24 h后,rabdosin B处理组的G2/M期细胞比率升高了10.7%（MCF-7）和10.3%（SK-OV-3）,但rabdosinate在MCF-7和SK-OV-3细胞中并没有发现明显的G2/M期阻滞;9μmol/L的epinodosin和epinodosinol处理细胞24 h后,epinodosin处理组的G2/M期细胞比率提高了6.7%（MCF-7）和6.3%（SK-OV-3）,显示了较低的G2/M期阻滞作用,而epinodosinol处理组的G2/M期阻滞作用不明显。4.使用相差显微镜观察了5种二萜对MCF-7细胞和SK-OV-3细胞形态的影响,3μmol/L的weisiensin B处理两种细胞后,2种细胞均引起细胞形态的变化,2种细胞均出现伪足缩短和细胞胞体变圆的现象;6μmol/L rabdosin B也可以引起相似的细胞形态变化,但是6μmol/L rabdosinate处理下细胞却没有发生明显的形态变化;同样,6μmol/L epinodosin也可使细胞出现伪足变短、细胞宽度变长的现象,而9μmol/L epinodosinol处理下细胞没有发生明显的形态变化。5 nmol/L的阳性对照紫杉醇处理细胞后,其细胞出现了长长的伪足,三角型细胞增多;5nmol/L莱利霉素处理细胞的形态变化与紫杉醇不一致,细胞形态趋于变圆。weisiensin B、rabdos

关键词：对映贝壳杉烷二萜微管促聚作用微管动力学抗肿瘤

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细胞命运可塑性受生物大分子凝聚态调控 007

细胞命运可塑性受生物大分子凝聚态调控

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科技日报

作者：吴长锋

细胞分裂是指活细胞增殖及其数量由一个细胞分裂为两个细胞的过程，分裂前的原始细胞是母细胞，分裂后形成的新细胞是子细胞。对于单细胞生物来说，细胞分裂代表着其个体的繁殖。而对于包括哺乳动物在内的多细胞生物来说，细胞分裂是个... 详细信息

细胞分裂是指活细胞增殖及其数量由一个细胞分裂为两个细胞的过程，分裂前的原始细胞是母细胞，分裂后形成的新细胞是子细胞。对于单细胞生物来说，细胞分裂代表着其个体的繁殖。而对于包括哺乳动物在内的多细胞生物来说，细胞分裂是个体生长、发育和繁殖的基础。长期以来，对?

关键词：细胞命运相分离中国科学技术大学细胞动力学凝聚态生物大分子微管动力学

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Sirtuin家族参与帕金森病发病的研究进展

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生理科学进展 2020年第1期51卷 51-56页

作者：闫建国张培田波桂林医学院基础医学院生理学教研室桂林541004 华中科技大学同济医学院基础医学院神经生物学教研室武汉430030

Sirtuin是一种从细菌到人类都高度保守的去乙酰化酶类,可通过去乙酰化多种底物参与调控细胞周期、细胞应激反应、代谢、衰老和凋亡等过程。众多研究发现Sirtuin家族及其药物激活剂或抑制剂具有神经保护作用。在过去的十年中,大量的有关S... 详细信息

Sirtuin是一种从细菌到人类都高度保守的去乙酰化酶类,可通过去乙酰化多种底物参与调控细胞周期、细胞应激反应、代谢、衰老和凋亡等过程。众多研究发现Sirtuin家族及其药物激活剂或抑制剂具有神经保护作用。在过去的十年中,大量的有关Sirtuin家族成员与帕金森病(Parkinson’s disease,PD)发病的研究工作被报道。本文将对Sirtuin家族调节PD发病的证据和Sirtuin家族成员对PD发病机理及疾病进程的影响做一回顾。

关键词： Sirtuin家族帕金森病自噬线粒体稳态微管动力学

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纳米二氧化钛对雄性生殖细胞系的影响及其机制研究

纳米二氧化钛对雄性生殖细胞系的影响及其机制研究

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作者：冒志磊南京医科大学

学位级别：硕士

随着纳米科技的飞速发展,纳米材料被大量制造并广泛应用于食品、化妆品、现代化学和生物医药等领域。由于其具有良好的疲劳强度、耐腐蚀、生物相容性、增白效应、光敏效应,纳米二氧化钛成为应用最为广泛的纳米材料之一,它们被广泛用于... 详细信息

随着纳米科技的飞速发展,纳米材料被大量制造并广泛应用于食品、化妆品、现代化学和生物医药等领域。由于其具有良好的疲劳强度、耐腐蚀、生物相容性、增白效应、光敏效应,纳米二氧化钛成为应用最为广泛的纳米材料之一,它们被广泛用于航空航天材料、植入材料、油漆、纸张、防晒霜和食品添加剂中。纳米二氧化钛的大量使用,使得人群存在广泛的暴露,目前由于技术和方法的限制,人们虽无法对人体中纳米二氧化钛的暴露水平进行定性、定量评价,但在体外进行纳米二氧化钛的安全性评价不可或缺。已有研究表明,纳米二氧化钛染毒成年雄性小鼠会导致其出现生精异常;孕鼠暴露于纳米二氧化钛后,其雄性后代甚至出现生精异常,但是其中的机制却尚未明确。本研究拟采用多个细胞模型:小鼠精母细胞系（GC-2）和小鼠支持细胞（TM4）,以对细胞骨架的影响作为全新切入点,深入探讨纳米二氧化钛对雄性生殖细胞系的影响,并提示潜在的雄性生殖毒性及其相关机制。结果显示,21nm的二氧化钛在高达100μg/ml的浓度下,作用24h仍不影响两种细胞的活力,但在该浓度下明显诱导两种细胞的凋亡。纳米二氧化钛进入细胞后,明显扰乱了GC-2细胞的微管骨架排列和微管动力学,但是对TM4细胞的微管骨架却没有明显影响。在纳米二氧化钛处理后,TM4细胞微丝骨架的排列明显紊乱,应力纤维错乱或消失,其相应的吞噬能力也明显受到抑制。尽管GC-2细胞的微丝骨架未见明显改变,但是其迁移能力明显下降。综上所述,本研究提示,纳米二氧化钛可能通过诱导生殖相关细胞的凋亡,扰乱精母细胞的微管骨架排列、微管动力学和迁移能力,干扰支持细胞的微丝排列,破坏其吞噬功能并干扰其协助精母细胞的迁移,由此引起生精异常。

关键词：纳米二氧化钛微管动力学微丝细胞迁移吞噬能力

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核仁磷酸蛋白B23在调控微管动力学的功能

核仁磷酸蛋白B23在调控微管动力学的功能

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作者：高翔中国科学技术大学

学位级别：硕士

核仁磷酸蛋白(B23)是一种多功能的磷酸蛋白，它主要定位于细胞核内，并且快速的穿梭于细胞核和细胞质之间。目前对于B23的研究主要集中在细胞核内它对细胞周期和增值调控，关于B23在胞质内对微管的调控研究还知之甚少。\n 微管是由... 详细信息

核仁磷酸蛋白(B23)是一种多功能的磷酸蛋白，它主要定位于细胞核内，并且快速的穿梭于细胞核和细胞质之间。目前对于B23的研究主要集中在细胞核内它对细胞周期和增值调控，关于B23在胞质内对微管的调控研究还知之甚少。\n 微管是由微管蛋白的异二聚体构成的管状空间网架结构，它是维持细胞结构和细胞行使各种生理功能的基础结构。细胞对微管的效调控极其精细和复杂生物学过程，微管动力学主要分为两种状态：一种是增长，另一种是解聚，这两种状态的互换是快速并且随机的。微管由长聚合态解聚成短的解聚态的过程叫做catastrophe；由解聚态聚合成长聚合态的过程叫做rescue。这两种过程(增长/解聚)受到各种因子的调控，促进细胞解聚的因子叫做解聚因子，行使相反作用的因子是聚合因子。\n 本文主要研究核仁磷酸蛋白(B23)调控微管的动力学过程。我们发现作为一种微管稳定因子，B23可以调控微管的动力学过程，并且通过抑制其下游解聚因子的从而保护微管解聚。\n 通过解聚态/聚合态微管分离实验，我们发现B23的敲除使细胞内的聚合态微管量下降，并且这种解聚不受微管聚合药物紫杉醇的恢复。我们发现，通过同时敲除B23下游微管解聚因子Eg5可以恢复由B23敲除引起的微管解聚，这就说明B23调控微管是依赖于Eg5的解聚功能的。我们通过体内免疫共沉淀发现B23可以和Eg5结合，并且这种结合是直接的蛋白质相互作用。我们进一步通过体外偶联-酶活实验证明B23可以直接通过抑制Eg5的水解酶活抑制微管解聚。\n 通过以上实验结果，我们证明了B23也是一个重要的微管调控因子，并且这种对微管的调控依赖于下游微管解聚因子Eg5。

关键词：微管动力学核仁磷酸蛋白微管解聚因子细胞核细胞结构

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Statumin 1 在难治性癫痫患者和大鼠模型脑组织中的表达及意义

Statumin 1 在难治性癫痫患者和大鼠模型脑组织中的表达及意义

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作者：赵凤华重庆医科大学

学位级别：硕士

目的微管动力学已被证明有助于神经突起生长，分枝和导向。Stathmin1(STMN1)作为一个强有力的微管不稳定因子，参与调节微管动力学，在神经突起延伸和突触可塑性中起着至关重要的作用。本实验通过研究STMN1在难治性颞叶癫痫患者和氯化锂... 详细信息

目的微管动力学已被证明有助于神经突起生长，分枝和导向。Stathmin1(STMN1)作为一个强有力的微管不稳定因子，参与调节微管动力学，在神经突起延伸和突触可塑性中起着至关重要的作用。本实验通过研究STMN1在难治性颞叶癫痫患者和氯化锂-匹罗卡品点燃的癫痫大鼠模型中脑组织表达水平的变化，探讨STMN1在难治性的颞叶癫痫发病机制中可能发挥的作用。方法从我院神经内科已经建立起的难治性颞叶癫痫患者的术后脑组织样本库中随机性抽取32例患者的术后颞叶新皮质样本作为实验组和12例作为对照的颞叶皮质组织样本。随机将48只健康成年的雄性SD大鼠分成6组，包括一个正常对照组和五个氯化锂-匹罗卡品诱导的癫痫组。分别于成功点燃大鼠模型后的第1天，7天，14天，30天和60天提取海马和颞叶组织作为实验组，并与对照组相比较。采用免疫组织化学，免疫荧光双标记和Western blotting方法检测STMN1在难治性颞叶癫痫患者和大鼠模型脑组织表达演变的规律。结果STMN1在人类对照组颞叶皮质中主要集中分布在神经元的细胞浆和细胞膜，而在人类难治性癫痫实验组中STMN1表达水平与对照组相比显著升高。在大鼠的正常对照组和癫痫组脑组织发现STMN1同样也在神经元中表达。在实验组颞叶癫痫大鼠痫性发作后的第1天至第14天STMN1表达水平与正常对照大鼠相比有明显的降低，而在第30天和60天其表达则显著增高。此外，在颞叶癫痫患者和慢性期癫痫大鼠脑组织中还观察到许多STMN1免疫反应阳性细胞伸出较长的神经元突起。结论 STMN1作为一个微管动力学关键的调节因子，其异常表达可能干扰微管动力学平衡状态引起神经元突起伸长，导致异常兴奋性突触网络形成，从而有可能参与到难治性癫痫发病机制当中。

关键词：颞叶癫痫 Stathmin1 微管动力学神经突延伸

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