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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 血液剪切力應(yīng)答蛋白R(shí)ECS1結(jié)構(gòu)與功能的研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 生命科學(xué)
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 血液剪切力在血管重塑中起重要作用。血液剪切力的屬性對(duì)血管結(jié)構(gòu)與功能的穩(wěn)定具有重要意義。血液層流產(chǎn)生的強(qiáng)剪切力通過(guò)調(diào)控血管內(nèi)皮細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及其功能而能防止動(dòng)脈粥樣硬化，而血液湍流產(chǎn)生的弱剪切力能誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞的某些基因表達(dá)，促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化。RECS1作為一個(gè)血液剪切力應(yīng)答蛋白，研究其結(jié)構(gòu)功能及相關(guān)做有機(jī)制對(duì)于預(yù)防和治療動(dòng)脈粥樣硬化等相關(guān)疾病有著重要作用。
- 詳細(xì)介紹：
- RECS1是一血液剪切力應(yīng)答蛋白.RECS1基因敲除的小鼠年老時(shí)易患主動(dòng)脈囊性中層壞死并表現(xiàn)有大動(dòng)脈擴(kuò)張癥，暗示RECS1可能參與調(diào)控血管的發(fā)育重塑。免疫組化分析發(fā)現(xiàn)RECS1基因敲除的小鼠主動(dòng)脈基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP-9）的表達(dá)水平明顯提高，但RECS1的結(jié)構(gòu)與功能及相關(guān)作用機(jī)理仍不清楚。我們的研究發(fā)現(xiàn)RECS1是腫瘤壞死因子受體2（TNFR2）的結(jié)合蛋白質(zhì)。報(bào)告基因檢測(cè)實(shí)驗(yàn)表明RECS1能特異地抑制TNFR2拮抗性抗體或過(guò)量表達(dá)TNFR2誘導(dǎo)的核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NF-κB）活化。NPLY結(jié)構(gòu)域缺失突變的RECS1不能結(jié)合TNFR2，并喪失對(duì)TNFR2介導(dǎo)NF-κB活化的抑制能力。穩(wěn)定表達(dá)RECS1的MEFS細(xì)胞中，TNFR2拮抗性抗體誘導(dǎo)的IκB降解和NF-κB靶基因白介素-6（IL-6）的表達(dá)均受到明顯抑制。因此，我們的研究揭示了RECS1通過(guò)與TNFR2的相互作用，負(fù)調(diào)控TNFR2介導(dǎo)的腫瘤壞死因子信號(hào)傳遞的新功能及RECS1參與血管發(fā)育重塑調(diào)控的可能機(jī)制。
作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 本小組圍繞RECS1的結(jié)構(gòu)與功能及相關(guān)作用機(jī)理展開(kāi)研究。我們構(gòu)建了相關(guān)作用表達(dá)質(zhì)粒，并分別與Flag-TNFR2表達(dá)質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染293T細(xì)胞和MEFS細(xì)胞，然后通過(guò)免疫共沉淀和Western印跡雜交來(lái)檢測(cè)RECS1與TNFR2的相互作用，并通過(guò)NF-κB-熒光素酶報(bào)告基因來(lái)研究NF-κB活化情況，以此研究RECS1對(duì)TNFR2信號(hào)的調(diào)控作用。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本課題應(yīng)用分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和生物信息學(xué)等多種技術(shù)手段，研究了RECS1的結(jié)構(gòu)與功能及作用機(jī)理，初步揭示了RECS1調(diào)控腫瘤壞死因子受體2（TNFR2）信號(hào)的作用，為深入研究RECS1參與調(diào)控血管發(fā)育重塑的機(jī)制提供了新的思路。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本小組的研究發(fā)現(xiàn)RECS1與腫瘤壞死因子受體2（TNFR2）有著相互作用，抑制TNFR2介導(dǎo)的核因子NF-κB的活化，負(fù)調(diào)控NF-κB靶基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，提示RECS1通過(guò)調(diào)控腫瘤壞死因子介導(dǎo)的細(xì)胞抗凋亡/生存，而參與血管重塑過(guò)程。因此，研究成果將為動(dòng)脈粥樣硬化和動(dòng)脈瘤等疾病的防治提供新的思路和潛在靶點(diǎn)，為新藥研發(fā)奠定了實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 摘要1：RECS1是一血液剪切力應(yīng)答蛋白.RECS1基因敲除的小鼠年老時(shí)易患主動(dòng)脈囊性中層壞死并表現(xiàn)有大動(dòng)脈擴(kuò)張癥，暗示RECS1可能參與調(diào)控血管的發(fā)育重塑。免疫組化分析發(fā)現(xiàn)RECS1基因敲除的小鼠主動(dòng)脈基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP-9）的表達(dá)水平明顯提高，但RECS1的結(jié)構(gòu)與功能及相關(guān)作用機(jī)理仍不清楚。我們的研究發(fā)現(xiàn)RECS1是腫瘤壞死因子受體2（TNFR2）的結(jié)合蛋白質(zhì)。報(bào)告基因檢測(cè)實(shí)驗(yàn)表明RECS1能特異地抑制TNFR2拮抗性抗體或過(guò)量表達(dá)TNFR2誘導(dǎo)的核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NF-κB）活化。NPLY結(jié)構(gòu)域缺失突變的RECS1不能結(jié)合TNFR2，并喪失對(duì)TNFR2介導(dǎo)NF-κB活化的抑制能力。穩(wěn)定表達(dá)RECS1的MEFS細(xì)胞中，TNFR2拮抗性抗體誘導(dǎo)的IκB降解和NF-κB靶基因白介素-6（IL-6）的表達(dá)均受到明顯抑制。因此，我們的研究揭示了RECS1通過(guò)與TNFR2的相互作用，負(fù)調(diào)控TNFR2介導(dǎo)的腫瘤壞死因子信號(hào)傳遞的新功能及RECS1參與血管發(fā)育重塑調(diào)控的可能機(jī)制。
獲獎(jiǎng)情況
- 本作品部分結(jié)果于2010年1月發(fā)表在《中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào)》第二十六卷第一期。 本作品受浙江省新苗計(jì)劃項(xiàng)目資助，部分結(jié)果在浙江省第二屆大學(xué)生生命科學(xué)競(jìng)賽中得三等獎(jiǎng)。
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- [1] Davies PF. Hemodynamic shear stress and the endothelium in cardiovascular pathophysiology [J]. Nat Clin Pract Cardiovasc Med, 2009, 6(1):16-26 [2] Zhao HJ, Ito A, Sakai N, et al. RECS1 is a negative regulator of matrix metalloproteinase-9 production and aged RECS1 knockout mice are prone to aortic dilation [J]. Circ J, 2006, 70(5):615-624 [3] Zhao H, Ito A, Kimura HS, et al. RECS1 deficiency in mice induces susceptibility to cystic medial degeneration [J]. Genes Genet Syst, 2006, 81(1):41-50 [4] Shukla S, Fujita K, Xiao Q, Liao Z, Garfield S, Srinivasula SM. A shear stress responsive gene product PP1201 protects against Fas-mediated apoptosis by reducing Fas expression on the cell surface. [J]. Apoptosis. 2011 Feb;16(2):162-73.
同類(lèi)課題研究水平概述
- RECS1是一血液剪切力應(yīng)答蛋白。Hiroshi Nojima等人最早報(bào)道血液剪切力誘導(dǎo)RECS1的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，并克隆得到RECS1 的cDNA和氨基酸序列。研究發(fā)現(xiàn)RECS1基因被敲除（RECS1 KO）的小鼠在年老時(shí)基本上都有患有嚴(yán)重的主動(dòng)脈囊性?xún)?nèi)側(cè)變性和主動(dòng)脈擴(kuò)張癥，伴隨著主動(dòng)脈血管中基質(zhì)金屬蛋白酶9（MMP-9）表達(dá)水平的明顯提高，而正常小鼠的整個(gè)主動(dòng)脈血管壁都有RECS1的表達(dá)，且血管壁內(nèi)膜和內(nèi)側(cè)區(qū)的RECS1表達(dá)水平最高。這提示RECS1 KO小鼠主動(dòng)脈囊性?xún)?nèi)側(cè)變性和主動(dòng)脈擴(kuò)張癥可能是高表達(dá)的MMP-9介導(dǎo)結(jié)締組織被破壞的結(jié)果，且RECS1可能參與機(jī)械應(yīng)力等因素誘導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)而調(diào)控相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，從而防止主動(dòng)脈內(nèi)側(cè)遭破壞或粘液沉積以達(dá)到調(diào)節(jié)血管重塑。在大規(guī)模篩選表現(xiàn)有與癌癥相關(guān)的單核苷酸多態(tài)性基因研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)RECS1是重要的候選基因。另有研究報(bào)道RECS1基因與食道癌變相關(guān)。雖然，人們通過(guò)生物信息學(xué)方法分析將RECS1歸屬為抗凋亡蛋白Bax 抑制子-1（BI-1）家族的新成員，C端有7次跨膜結(jié)構(gòu)域及共同的未知功能的UPF0005模體，但因其N(xiāo)端的序列與BI-1家族的其它成員差異性很大，可能決定著RECS1生物功能的特異性及相關(guān)的作用機(jī)理。因此，目前無(wú)法從BI-1家族其它成員已有的相關(guān)研究報(bào)道中獲得有關(guān)RECS1結(jié)構(gòu)與功能或其它更多的生物功能及作用機(jī)理的信息。因此，RECS1 KO小鼠出現(xiàn)主動(dòng)脈囊性?xún)?nèi)側(cè)變性和主動(dòng)脈擴(kuò)張癥以及與相關(guān)癌癥發(fā)生的分子機(jī)制不清楚。
