基本信息
- 項目名稱：
- MRP14誘導THP-1細胞干擾素誘導蛋白10表達的信號機制研究
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 髓樣相關蛋白14（myeloid-related protein-14，MRP14），又名S100A9，屬于鈣結合蛋白S100家族成員之一。其生物學功能豐富，在多種疾病中都有高表達，是近年來科學家關注的熱點。IP-10是體內介導炎癥和免疫反應重要的趨化因子，通過細胞膜表面特異性受體CXCR3發(fā)揮重要的生物學功能。前期研究發(fā)現(xiàn)，MRP14與IP-10在多種炎癥免疫相關的疾病中都有高水平的表達，包括膿毒癥、慢性糖尿病、腫瘤、風濕性關節(jié)炎等。此外，有文獻報道MRP14所在S100鈣結合蛋白家族中的S100b蛋白在糖尿病慢性炎癥狀態(tài)下促進IP-10的表達水平上調，從而為糖尿病狀態(tài)下IP-10表達上調提出了新的調控機制。這些研究提示MRP14與IP-10的表達可能存在密切關系。 我們的研究首次發(fā)現(xiàn)MRP14蛋白能夠有效誘導THP-1細胞干擾素誘導蛋白-10（interferon-- inducible protein，IP-10）的表達，并采用高通量的LiquiChip液相芯片系統(tǒng)、反轉錄聚合酶鏈反應（RT-PCR）、Western blot等技術對其具體的信號分子機制進行了探討。研究結果表明：MRP14通過IFN-γ非依賴性途徑以時間和濃度依賴性方式誘導THP-1細胞IP-10的表達；MRP14通過與細胞膜表面RAGE受體結合，激活c-Jun 氨基末端激酶（JNK）、JAK3和NF-κB三條信號轉導通路，從而共同調控IP-10的表達。本研究為有效控制MRP14誘導的炎癥反應提供了新的思路，同時對于各種炎癥反應性疾病的臨床治療及治療靶點的選用提供了新的方向。
- 詳細介紹：
- MRP14作為鈣離子結合蛋白S100家族成員，其生物學功能豐富，在多種疾病中都有高表達，其潛在應用價值已逐漸顯現(xiàn)出來，成為近年來科學家關注的熱點。研究者們陸續(xù)鑒定出MRP14的一些細胞表面受體，包括晚期糖基化終末產物受體（receptor for advanced glycation end products, RAGE）、toll樣受體（toll-like receptor, TLR）家族成員等。IP-10是體內介導炎癥和免疫反應重要的趨化因子，通過細胞膜表面特異性受體CXCR3發(fā)揮重要的生物學功能。前期研究發(fā)現(xiàn)，MRP14與IP-10在多種炎癥免疫相關的疾病中都有高水平的表達，包括膿毒癥、慢性糖尿病、腫瘤、風濕性關節(jié)炎等。此外，有文獻報道MRP14所在S100鈣結合蛋白家族中的S100b蛋白在糖尿病慢性炎癥狀態(tài)下促進IP-10的表達水平上調，從而為糖尿病狀態(tài)下IP-10表達上調提出了新的調控機制。這些研究提示MRP14與IP-10的表達可能存在密切關系。 本研究使用液相蛋白芯片系統(tǒng)( LiquiChip assay system)，檢測了MRP14 刺激后的THP-1細胞培養(yǎng)上清中IP-10的含量，結果發(fā)現(xiàn)MRP14能夠以濃度和時間依賴性方式誘導THP-1細胞IP-10的高水平表達。IP-10是體內一種重要的趨化因子，最早是作為IFN-誘導產生的炎癥因子而被鑒定出來。在炎癥反應或病毒入侵激發(fā)的免疫反應中，IP-10表達的上調大部分是由IFN-介導的，但我們的研究結果發(fā)現(xiàn)：MRP14刺激THP-1細胞后，IFN-表達水平并未出現(xiàn)明顯提高而IP-10表達量增加，這說明MRP-14介導的IP-10上調與IFN-無關，是以IFN-非依賴性的機制而完成的。有文獻報道MRP14所在S100鈣結合蛋白家族中的S100b蛋白在糖尿病慢性炎癥狀態(tài)下可通過RAGE受體促進IP-10的表達上調。MRP14也是RAGE的特異性配體，所以我們推測MRP14可能是通過其作為RAGE的特異性配體激活RAGE介導IP-10表達上調，實驗結果表明可溶性晚期糖基化終產物受體(sRAGE)明顯抑制了MRP14誘導的IP-10表達上調，這一現(xiàn)象表明IP-10表達的上調可能是由RAGE受體所介導的。迄今已知的MRP14受體還包括CD36和TLR-4，在MRP14刺激下，它們也可能被激活參與IP-10表達調控，因此，這條通路中細胞外信號受體的鑒定有待進一步研究。 蛋白質晶體結構分析表明，MRP14蛋白存在兩個鈣離子結合基序，即EF hand-1和EF hand-2，這樣的結構說明其在發(fā)揮早期炎癥因子功能時，可能與鈣離子有關，而鈣離子作為一種細胞內、外廣泛存在的信息物質在炎癥反應的調控中起到不可替代的作用。用重組的MRP14各段基序對細胞進行刺激，發(fā)現(xiàn)兩個鈣離子結合基序均能顯著提高IP-10的表達量，這一現(xiàn)象表明MRP14對IP-10表達的調控作用可能是鈣離子依賴性的。 揭示MRP14調控IP-10表達的信號轉導通路對于認識IP-10表達的分子機制有著重要的意義。文獻報道MRP14 能夠激活p38 MAPK（mitogen-activated kinase）通路，但本研究發(fā)現(xiàn)p38 MAPK通路抑制劑SB203580并不能顯著抑制IP-10的表達。因此，我們又采用了多種信號通路抑制劑觀察其對IP-10表達的影響，結果發(fā)現(xiàn)JNK、JAK3和NF-κB抑制劑均能顯著抑制MRP-14誘導的IP-10的表達，說明JNK、JAK-STAT和NF-κB信號轉導通路均參與了IP-10的誘導表達。這些結果使我們對參與MRP14介導IP-10表達上調的信號轉導通路有了初步的認識，然而，JNK、JAK3以及NF-κB通路如何共同作用，調控MRP14誘導的IP-10基因表達尚有待進一步研究。 本研究提出MRP14誘導IP-10表達的信號通路調控模型：MRP14與細胞膜表面RAGE受體結合，通過細胞內IFN-γ非依賴性途徑激活JNK、JAK3和NF-κB三條信號轉導通路，從而共同參與IP-10的表達調控。對于MRP14活化的信號通路的研究已有很多，但對其認識還不足，研究手段也很有限。本研究揭示了MRP14誘導THP-1細胞釋放IP-10的信號機制，為有效控制MRP14誘導的炎癥反應提供了新的思路。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- MRP14的生物學功能涉及蛋白質磷酸化、調節(jié)鈣離子穩(wěn)態(tài)，以及參與炎癥反應等。IP-10是CXC類重要的趨化因子家族成員，在機體發(fā)揮著重要的生物學功能。我室前期研究工作發(fā)現(xiàn)，MRP14蛋白能夠有效誘導IP-10的高水平表達?；谝陨险J識，本研究采用高通量的LiquiChip液相芯片系統(tǒng)、RT-PCR、Western blot等技術，探討MRP14蛋白誘導THP-1細胞表達IP-10的相關信號機制。
科學性、先進性及獨特之處
- 我們的研究首次發(fā)現(xiàn)MRP14蛋白能夠以濃度和時間依賴性方式有效誘導THP-1細胞IP-10的表達，并對其具體的信號分子機制進行了探討，MRP14通過IFN-γ非依賴性途徑以時間和濃度依賴性方式誘導THP-1細胞IP-10的表達；MRP14通過與細胞膜表面RAGE受體結合，激活JNK、JAK3和NF-κB三條信號轉導通路，從而共同調控IP-10的表達。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 本研究揭示了MRP14誘導THP-1細胞釋放IP-10的信號機制，為有效控制MRP14誘導的炎癥反應提供了新的思路。同時對于各種炎癥反應性疾病的臨床治療及治療靶點的選用提供了新的方向。
學術論文摘要
- 目的: 探討MRP14誘導THP-1細胞表達IP-10的信號機制。方法: THP-1細胞預先用不同刺激處理后，LiquiChip液相蛋白芯片系統(tǒng)檢測IP-10蛋白表達水平；RT-PCR方法檢測IP-10 mRNA水平變化；Western blot方法檢測激酶磷酸化水平。結論：MRP14通過IFN-非依賴性途徑以時間和濃度依賴性方式誘導THP-1細胞IP-10的表達；MRP14通過與細胞膜表面RAGE受體結合，激活JNK、JAK3和NF-κB三條信號轉導通路，從而共同調控IP-10的表達。本研究首次鑒定了MRP14誘導THP-1細胞IP-10表達的相關的信號通路，為有效控制MRP14誘導的炎癥反應提供了新的思路和新的藥物作用靶位。
獲獎情況
- 本作品曾在第十屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學生課外學術 科技作品競賽中獲得特等獎。
鑒定結果
參考文獻
- 基因克隆、蛋白純化、LiquiChip液相芯片系統(tǒng)、RT-PCR、免疫印跡
同類課題研究水平概述
- MRP14生物學功能豐富，涉及蛋白質磷酸化、細胞骨架建立、鈣離子穩(wěn)態(tài)調節(jié)、細胞生長分化，以及炎癥反應等，在多種疾病中都有高表達，其潛在應用價值已逐漸顯現(xiàn)出來，成為近年來科學家關注的熱點。研究者們陸續(xù)鑒定出MRP14的一些細胞表面受體，包括晚期糖基化終末產物受體（receptor for advanced glycation end products, RAGE）、toll樣受體（toll-like receptor, TLR）家族成員等。IP-10是體內介導炎癥和免疫反應重要的趨化因子，通過細胞膜表面特異性受體CXCR3發(fā)揮重要的生物學功能，殺滅微生物、抗病毒、抗腫瘤、介導Th1型免疫反應等。前期研究發(fā)現(xiàn)，MRP14與IP-10在多種炎癥免疫相關的疾病中都有高水平的表達，包括膿毒癥、慢性糖尿病、腫瘤、風濕性關節(jié)炎等。此外，有文獻報道MRP14所在S100鈣結合蛋白家族中的S100b蛋白在糖尿病慢性炎癥狀態(tài)下促進IP-10的表達水平上調，從而為糖尿病狀態(tài)下IP-10表達上調提出了新的調控機制。這些研究提示MRP14與IP-10的表達可能存在密切關系。 我們的研究首次發(fā)現(xiàn)MRP14能夠以濃度和時間依賴性方式誘導THP-1細胞IP-10的高水平表達，并且提出了MRP14誘導IP-10表達的信號通路調控模型：MRP14與細胞膜表面RAGE受體結合，通過細胞內IFN-γ非依賴性途徑激活JNK、JAK3和NF-κB三條信號轉導通路，從而共同參與IP-10的表達調控，這一研究結果為有效控制MRP14誘導的炎癥反應提供了新的思路。
