糖皮质激素及其受体在细胞数量稳态调节方面的作用及机制课件.ppt

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1、糖皮质激素及其糖皮质激素及其受体在细胞数量受体在细胞数量稳态方面的调节稳态方面的调节作用及机制作用及机制v研究结果表明,糖皮质激素研究结果表明,糖皮质激素(glucocorticoids,GCglucocorticoids,GC)一方面能够抑制体)一方面能够抑制体内多种细胞的增殖,另一方面还对多种凋亡内多种细胞的增殖,另一方面还对多种凋亡诱导因子导致的细胞凋亡具有拮抗作用。诱导因子导致的细胞凋亡具有拮抗作用。v因此,认为因此,认为GCGC能通过上述作用来保持细胞数能通过上述作用来保持细胞数量的稳定,这种对细胞数量的稳态调节可能量的稳定,这种对细胞数量的稳态调节可能是是GCGC对机体稳态调节的一

2、个重要方面。对机体稳态调节的一个重要方面。v本次课主要讲授糖皮质激素本次课主要讲授糖皮质激素/受体抑制细胞增受体抑制细胞增殖和抗细胞凋亡的作用及其作用机制。这方殖和抗细胞凋亡的作用及其作用机制。这方面的研究有助于充分了解面的研究有助于充分了解GCGC的生理和药理作的生理和药理作用以及副作用产生的机制,同时对我们同学用以及副作用产生的机制,同时对我们同学做一些较深入的新药研究工作可能会有一定做一些较深入的新药研究工作可能会有一定的启发。的启发。v细胞对一些体内外刺激(缺氧、炎症、细胞对一些体内外刺激(缺氧、炎症、基因毒物质、活性氧、血液中某些神经基因毒物质、活性氧、血液中某些神经内分泌激素浓度的

3、过度增高等)的反应内分泌激素浓度的过度增高等)的反应取决于刺激的强度和细胞本身所处的状取决于刺激的强度和细胞本身所处的状态。态。v适度的刺激可以通过激活细胞内信号转适度的刺激可以通过激活细胞内信号转导途径导致细胞的增殖反应,而过强的导途径导致细胞的增殖反应,而过强的有害刺激则可诱导细胞凋亡或导致细胞有害刺激则可诱导细胞凋亡或导致细胞坏死。坏死。v因此因此,体内必然存在着维持细胞数量稳体内必然存在着维持细胞数量稳态的调控机制。态的调控机制。v该机制一方面可以防止细胞过度增殖而该机制一方面可以防止细胞过度增殖而导致的细胞数量异常增多(肿瘤发生的导致的细胞数量异常增多(肿瘤发生的基础),另一方面还可

4、以保护细胞免于基础),另一方面还可以保护细胞免于各种有害刺激所致的细胞凋亡或坏死。各种有害刺激所致的细胞凋亡或坏死。v维持细胞数量的稳态对于有机体的生长维持细胞数量的稳态对于有机体的生长发育、组织器官功能的维持以及防止肿发育、组织器官功能的维持以及防止肿瘤等疾病的发生发展具有重要意义。瘤等疾病的发生发展具有重要意义。v糖皮质激素(糖皮质激素(GCGC)是调节机体生长发育)是调节机体生长发育以及维持机体稳态的重要激素,该激素以及维持机体稳态的重要激素,该激素和其受体(和其受体(GRGR)在保持细胞数量的稳态)在保持细胞数量的稳态方面具有重要作用方面具有重要作用.一、一、GC/GRGC/GR抑制细

5、胞增殖和抗凋亡的作用抑制细胞增殖和抗凋亡的作用 vGCGC能够抑制胸腺细胞、淋巴细胞和白血病细能够抑制胸腺细胞、淋巴细胞和白血病细胞的增殖(后来证实胞的增殖(后来证实GCGC还能诱导这些细胞凋还能诱导这些细胞凋亡),因此,亡),因此,GCGC被临床广泛用于抗炎,治疗被临床广泛用于抗炎,治疗自身免疫性疾病和淋巴细胞性肿瘤。自身免疫性疾病和淋巴细胞性肿瘤。vGCGC还能抑制成纤维细胞、成骨细胞的增殖,还能抑制成纤维细胞、成骨细胞的增殖,这是临床长时间应用这是临床长时间应用GCGC后导致皮肤萎缩、伤后导致皮肤萎缩、伤口愈合障碍、骨质疏松、甚至股骨头坏死口愈合障碍、骨质疏松、甚至股骨头坏死(如在(如在

6、SARSSARS治疗中出现的情况)的重要原因。治疗中出现的情况)的重要原因。vGCGC还能抑制上皮细胞(如胃上皮细胞)及多还能抑制上皮细胞(如胃上皮细胞)及多种上皮来源的肿瘤细胞(如肺癌细胞、乳腺种上皮来源的肿瘤细胞(如肺癌细胞、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌等)的增殖,这种作癌、卵巢癌、前列腺癌等)的增殖,这种作用是通过受体介导的。用是通过受体介导的。v除了能抑制多种细胞的增殖外,除了能抑制多种细胞的增殖外,GCGC对细胞凋对细胞凋亡同样具有重要的调节作用。如亡同样具有重要的调节作用。如GCGC可诱导淋可诱导淋巴细胞、白血病细胞、多种骨髓瘤细胞凋亡巴细胞、白血病细胞、多种骨髓瘤细胞凋亡.v但对另一

7、些细胞却有抗凋亡作用。如在神经但对另一些细胞却有抗凋亡作用。如在神经细胞、心肌细胞、中性粒细胞、原代培养的细胞、心肌细胞、中性粒细胞、原代培养的肝细胞、肺上皮细胞以及卵巢卵泡细胞中,肝细胞、肺上皮细胞以及卵巢卵泡细胞中,GCGC能拮抗有害刺激如去除血清或生长因子、能拮抗有害刺激如去除血清或生长因子、缺氧、缺血缺氧、缺血/再灌、再灌、TNF-TNF-等诱导的细胞凋等诱导的细胞凋亡。亡。v有报道在乳腺癌细胞、胰腺癌细胞、肺癌细有报道在乳腺癌细胞、胰腺癌细胞、肺癌细胞、前列腺癌细胞以及神经纤维肉瘤细胞等胞、前列腺癌细胞以及神经纤维肉瘤细胞等肿瘤细胞中,由于放射线、抗癌药顺铂、卡肿瘤细胞中,由于放射线

8、、抗癌药顺铂、卡铂等诱导的细胞凋亡也能被铂等诱导的细胞凋亡也能被GCGC明显抑制。明显抑制。v人工合成的人工合成的GCGC地塞米松(地塞米松(DexDex)能抑制人卵)能抑制人卵巢癌细胞系(巢癌细胞系(HO-8910HO-8910)以及骨肉瘤)以及骨肉瘤HOS-8603HOS-8603细胞的增殖细胞的增殖 .观察观察DexDex与顺铂联用对卵巢癌与顺铂联用对卵巢癌HO-8910HO-8910细胞细胞的作用的作用:发现发现DexDex单用可以抑制细胞增殖(单用可以抑制细胞增殖(25-25-30%30%),但是与化疗药物顺铂联用时,却可以),但是与化疗药物顺铂联用时,却可以明显降低顺铂诱导该细胞凋

9、亡的作用(细胞明显降低顺铂诱导该细胞凋亡的作用(细胞凋亡从凋亡从70%70%降至降至30%30%)。由于由于GC/GRGC/GR在同一细胞中既能抑制细胞增殖,在同一细胞中既能抑制细胞增殖,又具有抗凋亡的作用,这就强烈提示又具有抗凋亡的作用,这就强烈提示DexDex对细对细胞数量的调控并非单向的。胞数量的调控并非单向的。DexDex对多种上皮来源的肿瘤细胞的数量调节可对多种上皮来源的肿瘤细胞的数量调节可能是一种稳态调节。它能使上皮来源的肿瘤能是一种稳态调节。它能使上皮来源的肿瘤细胞在多种刺激因素的作用下既不会过度增细胞在多种刺激因素的作用下既不会过度增殖,也不因出现凋亡诱导因素而导致细胞数殖,也

10、不因出现凋亡诱导因素而导致细胞数量的过度减少。量的过度减少。GC/GRGC/GR对细胞数量的稳态调节不仅与对细胞数量的稳态调节不仅与GCGC的生理的生理作用(如调节生长发育,维持內环境稳定等)作用(如调节生长发育,维持內环境稳定等)有关,还与有关,还与GCGC的药理作用及其副作用(生长的药理作用及其副作用(生长障碍、伤口愈合缓慢、骨质疏松、肌肉萎缩障碍、伤口愈合缓慢、骨质疏松、肌肉萎缩等)有关。等)有关。因此,研究因此,研究GC/GRGC/GR对细胞数量稳态的调节作用对细胞数量稳态的调节作用及其作用机制是非常必要的。及其作用机制是非常必要的。vGCGC对机体的作用广泛而复杂,除了其受体介对机体

11、的作用广泛而复杂,除了其受体介导的对基因表达的调节作用外,近年来的研导的对基因表达的调节作用外,近年来的研究已证明究已证明GCGC还有非基因组(还有非基因组(nongenomic nongenomic actionaction)作用,而)作用,而GRGR也可能有配体非依赖性也可能有配体非依赖性的作用。的作用。vGCGC可以通过多种复杂机制影响在细胞增殖和可以通过多种复杂机制影响在细胞增殖和细胞凋亡通路中起关键作用的效应分子以及细胞凋亡通路中起关键作用的效应分子以及上游的信号转导蛋白和通路,调节细胞增殖上游的信号转导蛋白和通路,调节细胞增殖和凋亡,维持细胞数量的稳态。和凋亡,维持细胞数量的稳态。

12、二、二、GC/GRGC/GR通过调节基因表达发挥抑通过调节基因表达发挥抑制细胞增殖和抗细胞凋亡作用制细胞增殖和抗细胞凋亡作用v作为转录调节因子,作为转录调节因子,GRGR主要通过调节基因表主要通过调节基因表达介导达介导GCGC的作用的作用vGRGR促进或抑制基因表达的作用可以发生在转促进或抑制基因表达的作用可以发生在转录和转录后水平录和转录后水平v目前了解比较多的是目前了解比较多的是GRGR介导的转录调节。介导的转录调节。(一)(一)GC/GRGC/GR调节基因转录的机制调节基因转录的机制 v迄今对迄今对GRGR调节基因转录的过程已有较深入的调节基因转录的过程已有较深入的研究,已证明没有与配体

13、结合时研究,已证明没有与配体结合时GRGR主要存在主要存在于胞浆,于胞浆,GCGC与与GRGR结合可以导致其激活,激活结合可以导致其激活,激活的的GRGR转入核内,通过以下方式调节基因转录:转入核内,通过以下方式调节基因转录:通过蛋白质通过蛋白质DNADNA相互作用相互作用直接直接调节靶基因转调节靶基因转录录 通过蛋白质蛋白质之间的相互作用通过蛋白质蛋白质之间的相互作用间接间接调调节靶基因转录节靶基因转录 1.1.通过蛋白质通过蛋白质DNADNA相互作用直接调节相互作用直接调节靶基因转录靶基因转录 v配体结合的配体结合的GRGR在核内与靶基因启动子在核内与靶基因启动子(promoter)(pr

14、omoter)中中具有增强子作用的糖皮质激素反应元件具有增强子作用的糖皮质激素反应元件(glucocorticoid response element,GREglucocorticoid response element,GRE)结合,)结合,在该部位募集转录辅因子(如共激活因子),对组在该部位募集转录辅因子(如共激活因子),对组蛋白进行部位特异性的修饰,使染色质从紧密的抑蛋白进行部位特异性的修饰,使染色质从紧密的抑制状态转为疏散的易于转录的激活状态。制状态转为疏散的易于转录的激活状态。v之后,核受体与之后,核受体与RNARNA聚合酶聚合酶IIII以及通用转录因子以及通用转录因子(GTFGTF

15、)相互作用,直接促进基因的转录;)相互作用,直接促进基因的转录;v或者通过与负性的或者通过与负性的GREGRE(nGREnGRE)结合,取代该部位)结合,取代该部位原有的转录因子,抑制靶基因的转录。原有的转录因子,抑制靶基因的转录。v组蛋白是真核生物染色体的基本结构蛋组蛋白是真核生物染色体的基本结构蛋白白,是一类小分子碱性蛋白质是一类小分子碱性蛋白质,有五种有五种类型:类型:H1 H1、H2A H2A、H2B H2B、H3 H3、H4H4,它,它们富含带正电荷的碱性氨基酸们富含带正电荷的碱性氨基酸,能够与能够与DNADNA中带负电荷的磷酸基团相互作用。中带负电荷的磷酸基团相互作用。v组蛋白是染

16、色质中核小体的主要结构元件。组蛋白是染色质中核小体的主要结构元件。核小体主要由四种组蛋白(核小体主要由四种组蛋白(H2A,H2B,H3H2A,H2B,H3和和H4H4)构成。这四种组蛋白和缠绕着组蛋白的构成。这四种组蛋白和缠绕着组蛋白的DNADNA共共同组成了染色质。同组成了染色质。v研究发现基因的表达并不仅仅由研究发现基因的表达并不仅仅由DNADNA决定,组决定,组蛋白的修饰(乙酰化、磷酸化和甲基化)所蛋白的修饰(乙酰化、磷酸化和甲基化)所引起的结构变化同样能影响基因的开关,并引起的结构变化同样能影响基因的开关,并且这种变化同样也调控着基因的转录,影响且这种变化同样也调控着基因的转录,影响着

17、基因的表达。着基因的表达。v组蛋白的乙酰化和去乙酰化能打开或关闭某组蛋白的乙酰化和去乙酰化能打开或关闭某些基因,增强或抑制某些基因的表达。些基因,增强或抑制某些基因的表达。v在多种疾病中,都存在组蛋白编码错误的在多种疾病中,都存在组蛋白编码错误的迹象。因此,有人将组蛋白编码称之为迹象。因此,有人将组蛋白编码称之为“第二套遗传密码第二套遗传密码”。组蛋白的乙酰化修。组蛋白的乙酰化修饰对于研究基因的表达调控至关重要。饰对于研究基因的表达调控至关重要。v蛋白的乙酰化和去乙酰化是蛋白活性调节蛋白的乙酰化和去乙酰化是蛋白活性调节的一种重要的形式,通过乙酰化或去乙酰的一种重要的形式,通过乙酰化或去乙酰化,

18、改变了染色质结构或是转录因子的活化,改变了染色质结构或是转录因子的活性,可以调节基因转录的活性。性,可以调节基因转录的活性。v染色质免疫沉淀技术染色质免疫沉淀技术(chromatin(chromatin immunoprecipitation assay,CHIP)immunoprecipitation assay,CHIP)是目前唯是目前唯一研究体内一研究体内DNADNA与蛋白质相互作用的方法与蛋白质相互作用的方法.v基本原理基本原理:在活细胞状态下固定蛋白质在活细胞状态下固定蛋白质-DNA-DNA复复合物合物,并将其随机切断为一定长度范围内的染并将其随机切断为一定长度范围内的染色质小片段色

19、质小片段,然后通过免疫学方法沉淀次复合然后通过免疫学方法沉淀次复合体体,特异性地富集目的蛋白结合的特异性地富集目的蛋白结合的DNADNA片段片段,通通过对目的片段的纯化与检测过对目的片段的纯化与检测,从而获得蛋白质从而获得蛋白质与与DNADNA相互作用的信息相互作用的信息.v该方法可以用来研究组蛋白的各种共价修饰该方法可以用来研究组蛋白的各种共价修饰与基因表达的关系与基因表达的关系.2.2.通过蛋白质蛋白质之间的相互作用通过蛋白质蛋白质之间的相互作用间接调节靶基因转录间接调节靶基因转录 vGRGR可在转录水平与其他转录因子相互作用,可在转录水平与其他转录因子相互作用,调节启动子中不含调节启动子

20、中不含GREGRE的基因表达。这种方式的基因表达。这种方式不需要不需要GRGR与与DNADNA结合。结合。v与其他转录因子相互作用的结果以抑制基因与其他转录因子相互作用的结果以抑制基因表达为主,其确切机制还不清楚,有可能与表达为主,其确切机制还不清楚,有可能与不同转录因子之间竞争数量有限的共激活因不同转录因子之间竞争数量有限的共激活因子有关。子有关。GRGR与与AP-1 AP-1、NF-NF-B B等转录因子之间的相互作等转录因子之间的相互作用是用是GC/GRGC/GR抗炎作用的重要机制之一。抗炎作用的重要机制之一。NFNFB B与自身免疫性疾病与自身免疫性疾病v目前已有证据表明核转录因子目前

21、已有证据表明核转录因子NFNFB B可可能通过信号传导通路,调控基因的表达,能通过信号传导通路,调控基因的表达,从而参与了很多自身免疫性和炎症性疾从而参与了很多自身免疫性和炎症性疾病的发生和发展。病的发生和发展。v在正常情况下,在正常情况下,NFNFB B位于细胞胞浆内,一位于细胞胞浆内,一般由两个功能亚单位,即般由两个功能亚单位,即P65P65和和P50P50,所组成,所组成,同时和其天然性的抑制因子同时和其天然性的抑制因子I IB Ba a和和I IB Bb b结合在一起,而后者阻止结合在一起,而后者阻止NFNFB B进入细胞核,进入细胞核,调控相关的靶基因。一旦细胞受到刺激(感调控相关的

22、靶基因。一旦细胞受到刺激(感染、氧化和抗原等),染、氧化和抗原等),I IB B磷酸化,相应的蛋磷酸化,相应的蛋白酶体发生降解,白酶体发生降解,NFNFB B激活,进入细胞核,激活,进入细胞核,与靶基因结合,后者可产生大量的炎症介质与靶基因结合,后者可产生大量的炎症介质(如白介素(如白介素1b1b和肿瘤坏死因子和肿瘤坏死因子a a),引起炎症),引起炎症反应的发生,同时基因的产物会进一步激活反应的发生,同时基因的产物会进一步激活NFNFB B,从而扩大局部的异常炎症反应。,从而扩大局部的异常炎症反应。v糖皮质激素可以抑制某些转录因子和相应基糖皮质激素可以抑制某些转录因子和相应基因的表达,如因的

23、表达,如APAP1 1和和NFNFB B,从而抑制炎症,从而抑制炎症反应。有证据显示,糖皮质激素可能是目前反应。有证据显示,糖皮质激素可能是目前最强的最强的NFNFB B抑制因子。糖皮质激素可通过抑制因子。糖皮质激素可通过结合糖皮质激素受体,抑制活化的结合糖皮质激素受体,抑制活化的NFNFB B(细胞胞浆内和细胞核核内),同时能抑制(细胞胞浆内和细胞核核内),同时能抑制NFNFB B与靶基因结合,起到抑制异常炎症反与靶基因结合,起到抑制异常炎症反应的作用。最新研究显示,糖皮质激素还能应的作用。最新研究显示,糖皮质激素还能增加增加NFNFB B的抑制因子的抑制因子I IB B的转录和表达。的转录

24、和表达。v由此可以推测:由此可以推测:GCGC通过抑制通过抑制NFNFB B而抑制肿而抑制肿瘤细胞的增殖的机制可能与其上述抗炎机制瘤细胞的增殖的机制可能与其上述抗炎机制是类似的。是类似的。GRGR与转录因子与转录因子AP-1AP-1、NF-NF-B B、p53p53、STAT5STAT5等等的相互作用在的相互作用在GC/GRGC/GR对细胞增殖和凋亡调控中对细胞增殖和凋亡调控中亦具有重要作用。亦具有重要作用。已证明核转录因子已证明核转录因子NF-NF-B B的靶基因的靶基因IL-6IL-6对激素对激素非依赖性的前列腺癌(非依赖性的前列腺癌(AIPCAIPC)细胞具有明显)细胞具有明显增殖促进作

25、用,增殖促进作用,DexDex能抑制能抑制AIPCAIPC细胞的增殖。细胞的增殖。国内外研究结果均表明,国内外研究结果均表明,GC/GRGC/GR抑制抑制NF-NF-B B的的转录活性和转录活性和IL-6IL-6的表达是的表达是GCGC抑制抑制AIPCAIPC细胞增细胞增殖的重要机制之一。殖的重要机制之一。(二)介导二)介导GC/GRGC/GR对细胞增殖和凋亡对细胞增殖和凋亡调控作用的靶基因调控作用的靶基因v已证实已证实GC/GRGC/GR的增殖抑制作用是通过对细的增殖抑制作用是通过对细胞周期(如胞周期(如G1G1期)的阻滞实现的期)的阻滞实现的.v并发现并发现GCGC抑制细胞增殖的作用与其调

26、节细抑制细胞增殖的作用与其调节细胞周期的调节性蛋白的表达有关。胞周期的调节性蛋白的表达有关。vGC/GRGC/GR也可以通过调节凋亡相关蛋白的也可以通过调节凋亡相关蛋白的表达发挥抗凋亡作用,如有报道表达发挥抗凋亡作用,如有报道GCGC可以可以抑制凋亡诱导因子抑制凋亡诱导因子FasFas或或Bcl-2Bcl-2蛋白家族蛋白家族中促凋亡成员表达,上调中促凋亡成员表达,上调Bcl-2Bcl-2蛋白家蛋白家族中抗凋亡成员族中抗凋亡成员Bcl-2Bcl-2或凋亡抑制因子或凋亡抑制因子(Inhibitors of apoptosis,IAPsInhibitors of apoptosis,IAPs)的表达

27、产生抗凋亡作用。的表达产生抗凋亡作用。vGC/GRGC/GR抑制增殖和抗凋亡的作用还与它们在多抑制增殖和抗凋亡的作用还与它们在多种细胞中诱导下列蛋白表达有关,如与种细胞中诱导下列蛋白表达有关,如与AKT/PKBAKT/PKB有高度同源性的血清和糖皮质激素调有高度同源性的血清和糖皮质激素调节蛋白激酶节蛋白激酶1 1(serum and glucocorticoid serum and glucocorticoid regulated kinase,Sgkregulated kinase,Sgk)、)、MAPKMAPK磷酸酶磷酸酶(MAPKphosphatase-1,MKP-1MAPKphosph

28、atase-1,MKP-1)、胰岛素样生)、胰岛素样生长因子结合蛋白长因子结合蛋白1 1、细胞抑制和、细胞抑制和DNADNA损伤诱导损伤诱导的蛋白(的蛋白(growth arrest and DNA damage-growth arrest and DNA damage-inducible,GADD45inducible,GADD45)等。)等。v在以往研究在以往研究GRGR对细胞增殖和凋亡调节的基础对细胞增殖和凋亡调节的基础上,选择了一些参与细胞增殖、凋亡和变形上,选择了一些参与细胞增殖、凋亡和变形运动的重要信号转导蛋白,研究了运动的重要信号转导蛋白,研究了GCGC对它们对它们的表达的表达/

29、活性的影响,发现了以下一些表达受活性的影响,发现了以下一些表达受GCGC调节的调节的GRGR功能性靶基因。功能性靶基因。小小G G蛋白蛋白RhoB RhoB TGF1IITGF1II型受体(型受体(TRIITRII)信号调控蛋白(信号调控蛋白(SIRPSIRP)1.1.小小G G蛋白蛋白RhoBRhoB v RhoBRhoB是小是小G G蛋白蛋白RhoRho亚族成员,有报道该蛋白亚族成员,有报道该蛋白具有抑制细胞增殖的作用,并能被多种细胞具有抑制细胞增殖的作用,并能被多种细胞毒应激原,如紫外线(毒应激原,如紫外线(UVUV)和化疗药)和化疗药5-FU5-FU,顺铂等诱导。顺铂等诱导。vDexD

30、ex在人卵巢癌在人卵巢癌HO-8910HO-8910和骨肉瘤细胞中能以和骨肉瘤细胞中能以浓度和时间依赖性的方式上调浓度和时间依赖性的方式上调RhoB mRNARhoB mRNA和蛋和蛋白质表达,白质表达,GRGR的抑制剂的抑制剂RU38486RU38486能够抑制能够抑制DexDex上调上调RhoBRhoB的作用,表明这种作用通过的作用,表明这种作用通过GRGR介导。介导。v将野生型的将野生型的RhoBRhoB表达载体转入表达载体转入HO-8910HO-8910细细胞,使其过度表达,可以使胞,使其过度表达,可以使DexDex抑制该细抑制该细胞增殖的作用增强;而用胞增殖的作用增强;而用RNARN

31、A干扰技术抑干扰技术抑制制RhoBRhoB的表达,则可明显阻断的表达,则可明显阻断DexDex的上述的上述作用。作用。以上结果表明,以上结果表明,GRGR上调上调RhoBRhoB参与了参与了GCGC对对该细胞的增殖抑制作用。该细胞的增殖抑制作用。v用同样的方法也证明用同样的方法也证明RhoBRhoB的上调与的上调与DexDex诱导该细胞形态改变有关。近期的研究诱导该细胞形态改变有关。近期的研究发现发现RhoBRhoB过表达或过表达或RhoBRhoB激活能使激活能使NF-BNF-B的核转位增加,基础转录活性增强,因的核转位增加,基础转录活性增强,因此,推测过表达的此,推测过表达的RhoBRhoB

32、有可能参与了有可能参与了GCGC对该细胞顺铂诱导的抗凋亡作用。对该细胞顺铂诱导的抗凋亡作用。2.TGF1II2.TGF1II型受体(型受体(TRIITRII)v转化生长因子转化生长因子11(TGF1TGF1)对多种类型肿瘤)对多种类型肿瘤细胞具有增殖抑制作用。介导其作用的有细胞具有增殖抑制作用。介导其作用的有I I型型和和IIII型型TGFTGF受体(受体(TRITRI和和TRIITRII)。国外)。国外报道报道DexDex能够抑制雄激素非依赖性的前列腺癌能够抑制雄激素非依赖性的前列腺癌PC-3PC-3细胞的增殖,并能诱导该细胞表达细胞的增殖,并能诱导该细胞表达TGF1TGF1。vDexDex

33、在在PC-3PC-3细胞和细胞和HO-8910HO-8910细胞中能上调细胞中能上调TRIITRII表达(约为对照的表达(约为对照的2.52.5倍)。该作用通倍)。该作用通过过GRGR介导。介导。v将含有将含有TRIITRII启动子的报告基因转入启动子的报告基因转入PC-3PC-3细细胞中,证实胞中,证实DexDex能够以浓度依赖性的方式增能够以浓度依赖性的方式增强强TRIITRII报告基因的转录活性,表明报告基因的转录活性,表明DexDex上上调调TRIITRII的作用发生在转录水平。的作用发生在转录水平。v用用TRIITRII抗体阻断实验显示该抗体能明显阻抗体阻断实验显示该抗体能明显阻断断

34、DexDex对对PC-3PC-3细胞的增殖抑制效应,表明细胞的增殖抑制效应,表明DexDex能通过诱导的能通过诱导的TRIITRII表达,增强其信号转导表达,增强其信号转导介导其对介导其对PC-3PC-3细胞的增殖抑制作用。细胞的增殖抑制作用。3.3.信号调控蛋白(信号调控蛋白(SIRPSIRP)v信号调控蛋白(信号调控蛋白(Signal regulatory Signal regulatory protein,SIRPprotein,SIRP)为一跨膜糖蛋白,属于)为一跨膜糖蛋白,属于免疫球蛋白超家族和抑制性受体家族成员。免疫球蛋白超家族和抑制性受体家族成员。在单核巨噬细胞中高表达。其胞内区

35、能够和在单核巨噬细胞中高表达。其胞内区能够和多种具有酶活性的信号转导蛋白和接头蛋白多种具有酶活性的信号转导蛋白和接头蛋白结合,在多条信号转导通路发挥作用,参与结合,在多条信号转导通路发挥作用,参与多种细胞功能的调节,包括抑制细胞增殖、多种细胞功能的调节,包括抑制细胞增殖、调节细胞的粘附和运动等。调节细胞的粘附和运动等。v近来发现在小鼠巨噬细胞(近来发现在小鼠巨噬细胞(RAW264.7RAW264.7)中,)中,DexDex可以浓度和时间依赖性的方式诱导该蛋白可以浓度和时间依赖性的方式诱导该蛋白的表达。而在用的表达。而在用RNARNA干扰技术阻断了干扰技术阻断了GRGR表达的表达的稳转细胞系稳转

36、细胞系RAW-H5RAW-H5中,中,SIRPSIRP明显下调,其明显下调,其mRNAmRNA和蛋白质水平仅为对照的和蛋白质水平仅为对照的20%20%左右。将左右。将SIRPSIRP表达载体转入表达载体转入RAW-H5RAW-H5细胞,可以明显细胞,可以明显减慢细胞的增殖速率。以上表明减慢细胞的增殖速率。以上表明SIRPSIRP表达表达受受DexDex调节,后者介导了调节,后者介导了GRGR对该细胞的增殖抑对该细胞的增殖抑制作用。制作用。三、三、GC/GRGC/GR对细胞增殖、凋亡调控的对细胞增殖、凋亡调控的其他可能机制其他可能机制vGC/GRGC/GR的非核作用或非基因组作用的非核作用或非基

37、因组作用 vGRGR非配体依赖性的作用非配体依赖性的作用(一)(一)GC/GRGC/GR的非核作用或非基因组作用的非核作用或非基因组作用 vGC/GRGC/GR能通过快速的非基因组作用方式改变细能通过快速的非基因组作用方式改变细胞内胞内多种信号转导通路多种信号转导通路,如,如MAPKMAPK家族信号转家族信号转导通路、导通路、PI-3K-AKBPI-3K-AKB信号转导通路、信号转导通路、CaCa2 2信号信号转导通路等的转导通路等的活性状态活性状态,而这些通路又可以,而这些通路又可以通过影响下游的转录因子的活性,最终导致通过影响下游的转录因子的活性,最终导致细胞内基因表达的改变,参与了细胞的

38、增殖、细胞内基因表达的改变,参与了细胞的增殖、凋亡的调控。凋亡的调控。vGCGC还能抑制还能抑制CaspasesCaspases(如(如Caspase3,89Caspase3,89)的活)的活性,产生抗凋亡效应。性,产生抗凋亡效应。(二)(二)GRGR非配体依赖性的作用非配体依赖性的作用v用用RNARNA干扰技术阻断了小鼠巨噬细胞系(干扰技术阻断了小鼠巨噬细胞系(RAW264.7RAW264.7)细胞中细胞中GRGR的表达,建立了的表达,建立了GRGR表达受抑的稳转细胞系表达受抑的稳转细胞系RAW-H5RAW-H5,意外发现该细胞的增殖明显加快,传代后,意外发现该细胞的增殖明显加快,传代后第第

39、6 6天细胞的数量是对照细胞的天细胞的数量是对照细胞的3 3倍左右。表明倍左右。表明GRGR有有明显抑制该细胞增殖的作用。明显抑制该细胞增殖的作用。v用人工合成的用人工合成的DexDex处理处理RAW264.7RAW264.7,在,在DexDex浓度为浓度为1010-7-7和和1010-6-6mol/Lmol/L时细胞增殖的抑制率分别仅为时细胞增殖的抑制率分别仅为25%25%和和35%35%,这种配体作用和抑制受体表达导致的对细胞增殖影这种配体作用和抑制受体表达导致的对细胞增殖影响的差异,提示响的差异,提示GRGR抑制该细胞增殖的作用除了配体抑制该细胞增殖的作用除了配体依赖性的以外,可能还具有

40、配体非依赖性的作用。依赖性的以外,可能还具有配体非依赖性的作用。v近年来越来越多的报道显示近年来越来越多的报道显示,包括包括GRGR在内的核在内的核受体的转录激活功能并非只依赖于配体,受受体的转录激活功能并非只依赖于配体,受体的翻译后修饰,如磷酸化、硝化体的翻译后修饰,如磷酸化、硝化/亚硝基化亚硝基化(nitration/nitrosylationnitration/nitrosylation)、乙酰化等也)、乙酰化等也可以影响受体与激素结合、核转位、可以影响受体与激素结合、核转位、DNADNA结合结合和转录激活功能。如已证明多种跨膜信号转和转录激活功能。如已证明多种跨膜信号转导通路中激活的蛋

41、白激酶(如蛋白激酶导通路中激活的蛋白激酶(如蛋白激酶A A、ERKERK等)和磷酸酶能通过对核受体的可逆性磷等)和磷酸酶能通过对核受体的可逆性磷酸化修饰,导致受体构象改变并影响其转录酸化修饰,导致受体构象改变并影响其转录激活功能。激活功能。v有报道将雄激素受体(有报道将雄激素受体(ARAR)的表达载体转染)的表达载体转染没有没有ARAR表达的前列腺癌表达的前列腺癌PC-3PC-3细胞,使其表达,细胞,使其表达,可以导致该细胞的增殖和侵袭能力降低,同可以导致该细胞的增殖和侵袭能力降低,同时细胞表皮生长因子受体(时细胞表皮生长因子受体(EGFREGFR)的磷酸化)的磷酸化和和EGFREGFR引发的

42、引发的PI-3KPI-3K信号转导通路也减弱。用信号转导通路也减弱。用免疫共聚焦和免疫共沉淀方法显示免疫共聚焦和免疫共沉淀方法显示EGFREGFR和和ARAR在细胞内有共同的定位,提示在细胞内有共同的定位,提示ARAR有可能通过有可能通过直接与直接与EGFREGFR相互作用,改变其下游的信号转相互作用,改变其下游的信号转导通路活性,调节细胞的增殖、粘附和侵袭导通路活性,调节细胞的增殖、粘附和侵袭等生物学行为。等生物学行为。GRGR是否也有与是否也有与ARAR同样的作用同样的作用方式是个有兴趣的问题,值得进一步研究。方式是个有兴趣的问题,值得进一步研究。四、四、GRGR靶基因群或基因表达调控网络

43、的研究靶基因群或基因表达调控网络的研究v近年来一些实验室将高通量基因芯片技术和近年来一些实验室将高通量基因芯片技术和定量定量PCRPCR技术相结合,研究技术相结合,研究GCGC处理组与对照组处理组与对照组细胞基因表达的差异,以筛选对细胞基因表达的差异,以筛选对GCGC反应性的反应性的基因基因 优点:快速和高通量,实验获得的优点:快速和高通量,实验获得的GC/GRGC/GR靶基靶基因数量多因数量多 缺点:用这种方法发现的表达差异的基因既缺点:用这种方法发现的表达差异的基因既可以是可以是GRGR的直接靶基因(的直接靶基因(primary GR target primary GR target ge

44、negene),也可以是),也可以是GRGR间接调节的靶基因间接调节的靶基因v染色质免疫沉淀(染色质免疫沉淀(Chromatin Chromatin Imumnoprecipitation,ChIPImumnoprecipitation,ChIP)是一种用来研究蛋白质是一种用来研究蛋白质DNADNA相互作用的技术,相互作用的技术,用于检测每个候选靶基因的启动子区域是否用于检测每个候选靶基因的启动子区域是否存在能与特定转录因子结合的特定存在能与特定转录因子结合的特定DNADNA序列,序列,如与如与GRGR结合的糖皮质激素反应元件(结合的糖皮质激素反应元件(GREsGREs)。)。如果一个基因的表

45、达既受如果一个基因的表达既受GCGC的调节,其启动的调节,其启动子部位又存在子部位又存在GREGRE,则表明该基因是,则表明该基因是GRGR直接调直接调节的靶基因。节的靶基因。WangWang等用等用DexDex处理体外培养的具有肺泡处理体外培养的具有肺泡IIII型上型上皮细胞特点的人肺腺癌细胞皮细胞特点的人肺腺癌细胞A549A549后,用基因后,用基因芯片分析和定量芯片分析和定量PCRPCR方法观察了基因表达的改方法观察了基因表达的改变,并用变,并用ChIPChIP技术检测了在这些靶基因启动技术检测了在这些靶基因启动子区域可能存在的能与子区域可能存在的能与GRGR结合的调节序列。结合的调节序

46、列。该研究证实了该研究证实了5050个被个被GCGC诱导,诱导,2121个被个被GCGC抑制抑制的靶基因,根据这些靶基因的功能可以将它的靶基因,根据这些靶基因的功能可以将它们分为抑制增殖、抗凋亡、抗炎和参与肺泡们分为抑制增殖、抗凋亡、抗炎和参与肺泡表面活性物质合成四个部分。表面活性物质合成四个部分。v最新发展的染色质免疫共沉淀(最新发展的染色质免疫共沉淀(ChIPChIP)技术与高)技术与高通量的基因芯片相结合的通量的基因芯片相结合的“ChIP-on-chip”ChIP-on-chip”技术,技术,又被称为又被称为全基因组定位分析全基因组定位分析(genome-wide genome-wide

47、 location analysislocation analysis)可以高通量地筛选基因的)可以高通量地筛选基因的启动子调控序列,从而确定转录因子调节的靶基启动子调控序列,从而确定转录因子调节的靶基因群。研究者可以平行地进行特定组织细胞的两因群。研究者可以平行地进行特定组织细胞的两方面的研究方面的研究 :一是用基因芯片技术得到基因表达差异的资料一是用基因芯片技术得到基因表达差异的资料二是通过二是通过ChIP-on-chipChIP-on-chip分析,得到启动子定位分分析,得到启动子定位分析的资料,将两组资料交叉对比,就可以确定特析的资料,将两组资料交叉对比,就可以确定特定转录因子的靶基因

48、群或基因表达调控网络。定转录因子的靶基因群或基因表达调控网络。v综上所述,由于综上所述,由于GRGR分布于全身各组织器官,分布于全身各组织器官,GC/GRGC/GR的作用广泛而复杂,并具有细胞特异性,的作用广泛而复杂,并具有细胞特异性,如如GC/GRGC/GR能诱导淋巴细胞凋亡,而对多种因素能诱导淋巴细胞凋亡,而对多种因素诱发的上皮细胞等的凋亡又有抑制作用,可诱发的上皮细胞等的凋亡又有抑制作用,可以想象介导以想象介导GCGC在不同组织器官调节的靶基因在不同组织器官调节的靶基因并不完全相同,或通过影响其它信号转导通并不完全相同,或通过影响其它信号转导通路间接影响基因表达。路间接影响基因表达。v因

49、此,寻找因此,寻找GC/GRGC/GR的靶基因(包括组织特异性的靶基因(包括组织特异性的靶基因),阐明这些基因与的靶基因),阐明这些基因与GCGC功能的关系功能的关系还有很多工作要做。还有很多工作要做。v除了除了GRGR直接调节的靶基因外,直接调节的靶基因外,GRGR还能通还能通过与其他转录因子作用影响基因表达,过与其他转录因子作用影响基因表达,因而特定细胞特定时刻的基因表达状况因而特定细胞特定时刻的基因表达状况不仅受不仅受GRGR的影响,还与存在于靶基因启的影响,还与存在于靶基因启动子中的其他转录因子的状况密切相关,动子中的其他转录因子的状况密切相关,显示的是细胞内多种信号转导通路通过显示的

50、是细胞内多种信号转导通路通过各自下游的转录因子功能整合后的结果。各自下游的转录因子功能整合后的结果。v上述资料表明了研究上述资料表明了研究GC/GRGC/GR依赖性的基依赖性的基因表达群或因表达群或GC/GRGC/GR依赖性的基因调控网依赖性的基因调控网络(络(GR-dependent gene regulatory GR-dependent gene regulatory networknetwork)的必要性。)的必要性。v当然除了当然除了GRGR配体依赖性的基因组作用外,配体依赖性的基因组作用外,有关有关GRGR配体非依赖性的作用,以及配体非依赖性的作用,以及GC/GRGC/GR的非基因

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