细胞内吞的研究进展

细胞外基质的各种分子经细胞膜进入真核细胞是一个复杂的过程。细胞内吞是通过细胞质膜的变形运动将细胞外物质转运入细胞内的过程。不同的细胞内吞途径需要不同的蛋白质分子参与,引起不同的信号转导通路。目前认为细胞内吞和膜转运是细胞对其信号转导过程的一种精密的组织安排,细胞内吞在细胞信号转导,维持机体动态平衡方面起着重要作用。细胞内吞途径通常可以分为网格蛋白依赖的内吞和非网格蛋白依赖的内吞,其中后者包括陷窝蛋白依赖和非陷窝蛋白依赖的内吞,以及巨胞饮介导的内吞。本文将就这几种主要细胞内吞途径及与细胞信号转导通路关系的研究进展予以介绍。     

吞蛋白A2在非网格蛋白内吞中的作用研究进展

内吞作用是细胞从细胞外空间和内化横跨膜的细胞表面蛋白转运物质到细胞内的过程.吞蛋白(endophilin)一直被认为参与了网格蛋白介导的细胞内吞作用,2015年《自然》(Nature)发表的两篇研究论文报道了一种由endophilin A标记和控制的独立于网格蛋白的有被囊泡内吞作用.本文主要综述近年来endophilin A2的研究,着重介绍endophilin A2在非网格蛋白介导的内吞作用中的功能和机制.     

D-甘露糖修饰聚合物胶束的制备及其在靶向药物输送中的应用

聚合物胶束作为药物载体具有良好的稳定性和生物相容性,提高疏水性药物溶解性等优势,是一类很有应用潜力的药物传输系统。本研究以合成的共价键连D-甘露糖的双亲性聚合物分子(PGMA-Mannose)为药物载体,包载抗癌药物阿霉素(DOX)制备具有甘露糖受体靶向性和pH敏感药物释放特性的新型载药聚合物胶束。利用激光共聚焦显微镜和MTT细胞毒性评价方法对载药胶束的细胞内吞摄取和毒性进行评价。实验结果表明,载药胶束能特异性识别人乳腺癌细胞MDA-MB-231表面过度表达的甘露糖受体,被癌细胞大量摄取并在细胞溶酶体酸性环境内释放药物,而载药胶束在表面甘露糖受体低表达的HEK293细胞中只有少量摄取。与原药DOX相比,该载药胶束对癌细胞的毒性显著提高,而对正常细胞的毒性较低。因此,该PGMA-Mannose聚合物胶束有望成为一种新型的靶向药物输送系统应用于癌症的治疗。     

DC-SIGN受体及其信号通路在病原体感染中的作用

树突细胞特异性细胞间黏附分子-3-结合非整合素分子(DC-SIGN)首先是在DC表面发现的II型跨膜凝集素受体,能够与细胞间黏附因子2(ICAM-2)和ICAM-3结合,并能识别结合富含甘露糖的碳水化合物和含岩藻糖的多糖结构(如Lex,Ley,Lea及Leb)等病原相关分子模式,一方面可以通过受体介导的内吞、摄取、处理、提呈可溶性抗原,诱发机体对病原体的免疫应答;另一方面DC-SIGN诱发的信号通路能下调宿主免疫应答,导致病原体扩散、传播、免疫抑制和持续性感染。近年来,人们通过对许多病原体的免疫逃逸现象进行的大量研究工作,发现DC-SIGN与病毒的糖蛋白、细菌和真菌的荚膜多糖(CPS)等结合,使病原体藏匿于DC细胞而逃避溶酶体的降解,促进病原体传播实现免疫逃逸。     

有效呈递系统——免疫增强重建流感病毒体

免疫增强重建流感病毒体(IRIV)是重建的流感病毒囊膜,保持由病毒囊膜糖蛋白血凝素介导的细胞结合和膜融合特性,但缺乏病毒遗传物质.在IRIV重建的过程中,外源大分子包括蛋白质抗原、DNA/RNA和多糖能包被入IRIV.因此,一旦由细胞通过受体介导的内吞作用摄取,IRIV就能将其内含物递送入胞质溶胶.重点综述IRIV作为呈递系统在疫苗和基因治疗中的应用.     

沙蚕蛋白酶的荧光标记及细胞摄取机制研究

该文利用FITC对沙蚕蛋白酶(NAP)进行荧光标记,并通过薄层色谱法、红外光谱法、紫外光谱法及荧光光谱法对标记物进行表征,紫外分光光度法计算标记度。通过测定NAP与FITCNAP的酶促反应动力学参数来比较NAP在标记前后的活性,同时应用MTT法考察NAP标记前后对NCI-H1299细胞毒性的影响。流式细胞术研究NCI-H1299细胞摄取FITC-NAP的机制,荧光显微镜定性观察NCI-H1299细胞对FITC-NAP的摄取。结果表明,每分子标记物约含1.78分子FITC,其最佳荧光激发波长为490 nm、发射波长为515 nm;荧光标记后NAP的活性未受到显著影响; NCI-H1299细胞对FITC-NAP的摄取与药物浓度、作用时间呈正相关;氧化苯砷组的荧光强度低于FITC-NAP组且有极显著差异(P0.01),因此NAP的摄取机制为内吞。进一步研究发现, NCI-H1299细胞摄取NAP受到网格蛋白依赖性内吞和小窝/脂筏蛋白介导的内吞共同作用。荧光显微镜观察发现,随着时间的增加,更多的细胞摄入FITC-NAP,且主要分布在细胞膜及细胞质中,细胞核中未见分布。     

氯化铬和吡啶羧酸铬在Caco-2细胞中的摄取和转运

采用一种体外培养的人小肠上皮细胞模型Caco-2研究了时间、浓度、温度对氯化铬和吡啶羧酸铬细胞摄取和跨细胞转运的影响。旨在探讨氯化铬和吡啶羧酸铬在小肠上皮细胞中的摄取和转运特点。结果表明:Caco-2细胞对氯化铬和吡啶羧酸铬的摄取和转运随浓度、时间而成线性增加,当温育温度从37℃降到4℃时,摄取和转运有下降趋势(P>0.05)。氯化铬和吡啶羧酸铬从肠腔侧(AP侧)到基底侧(BL侧)的表观通透系数(Papp)近似于BL侧到AP侧(分别为0.95～1.41倍和0.84～1.07倍)。氯化铬和吡啶羧酸铬的摄取率分别为(0.88±0.08)%和(4.73±0.60)%,转运率分别为(2.11±0.05)%和(9.08±0.25)%。结果提示氯化铬和吡啶羧酸铬是以被动扩散为主要方式被Caco-2细胞摄取和转运。     

杂交鹅掌楸悬浮细胞高效摄取具有良好生物相容性的超微介孔氧化硅纳米颗粒

采用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(LSCM)系统研究了超微介孔氧化硅纳米颗粒(MSNs)和杂交鹅掌楸悬浮细胞共孵育的互作特征.将MSNs通过异硫氰酸荧光素(FITC)标记后,再利用LSCM观察其被植物细胞摄取的情况.结果表明,5~15nm的MSNs可以通过内吞途径有效将FITC分子载入完整植物细胞.然而,在无MSNs作为载体的情况下,游离FITC分子则无法进入完整植物细胞.SEM观察结果进一步表明,MSNs容易聚集在完整植物细胞的表面,而且通过硅元素含量对比分析,直接证明了MSNs可以被完整植物细胞摄取到其内部.其次,利用荧光素二乙酸酯染料分析和MSNs共培养24h后的植物细胞的活性,其结果表明,这些细胞仍然保持很好的活力,而且也没有观察到明显的细胞死亡.最后发现,这些和MSNs共培养后的鹅掌楸细胞仍可以通过胚胎发育实现植株再生.综上所述,在植物生物学中,这种超微MSNs作为纳米载体可以应用到细胞的体外外源基因转染.     

清道夫受体A在机体防御系统中的作用

清道夫受体A(SR—A)是清道夫膜受体家族成员之一,主要存在于巨噬细胞,最初是作为脂蛋白受体被发现的,可以内吞修饰后的脂蛋白,促使动脉粥样硬化斑块形成。近年研究发现,SR—A还在介导巨噬细胞对内毒素内吞、清除及凋亡细胞的识别、吞噬等机体防御反应中起重要作用。     

Caveolin-1在EMCV感染宿主细胞中的作用

脑心肌炎病毒(EMCV)是一种重要的人畜共患病病原,但其致病机制目前尚不明确,小窝蛋白-1(Caveolin-1)可介导多种病毒感染宿主细胞。为了探究Caveolin-1在EMCV感染宿主细胞中的作用,该实验检测了EMCV感染不同时间段He La细胞中Caveolin-1的表达量,对He La细胞和HEK-293细胞中Caveolin-1进行瞬时过表达实验、瞬时沉默实验和Caveolin-1依赖型内吞途径抑制实验,然后观察EMCV对He La细胞和HEK-293细胞的感染情况。结果发现, HeLa细胞中Caveolin-1表达量会随病毒感染时间的增加而升高;在Caveolin-1瞬时过表达实验结果中,病毒滴度、病毒拷贝数、病毒蛋白检测结果均显示,上调Caveolin-1促进EMCV感染宿主细胞, Caveolin-1瞬时沉默实验和Caveolin-1依赖型内吞途径抑制实验的结果则显示,下调Caveolin-1或抑制Caveolin-1依赖型内吞途径可抑制EMCV感染宿主细胞。上述现象提示, EMCV可通过Caveolin-1依赖型内吞途径感染宿主细胞。     

G_(M1)介导的体外培养神经元对CT-HRP的内吞

本实验用霍乱毒素辣根过氧化物酶复合物(CT-HRP)与培养的新生大鼠小脑细胞直接结合的电镜细胞化学方法,表明神经节苷脂G_M1只分布在细胞膜的外侧面;神经细胞表面的G_M1含量比胶质细胞高。通过电镜还观察到神经细胞和少突胶质细胞对结合在膜上的CT-HRP的不同内吞过程。培养的细胞在4℃与CT-HRP孵育1小时后,CT-HRP仅结合在细胞膜的外表面,无内吞现象出现。如将标本再移入36.5℃中温育,15分钟内即出现神经细胞对结合在膜上的CT-HRP的内吞,称为受体介导的细胞内吞(RME)。RME不仅发生在神经细胞的胞体部位,在突起上也多见。神经细胞RME的特点是包含G_M1-CT-HRP的内吞小泡必先进入与膜的再循环有关的GERL区。当温育延长至3小时,细胞膜上的结合CT-HRP的数量与温育初期无明显差异,内吞小泡仍在GERL区,并可见胞体和树突内若干阳性小泡成串地沿微管排列,在细胞膜内侧的胞浆内也有较多的阳性小泡分布。少突胶质细胞在温育15分钟内吞入大部分结合在膜上的CT-HRP,形成大量内吞小泡,弥散地分布在细胞质内。随着温育时间的延长,内吞小泡彼此融合,最终与溶酶体融合。本文就这两种细胞对CT- ??HRP的不同内吞的可能原因及其生物学意义进行了讨论。     

EWI-2wint分子与丙型肝炎病毒感染

丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)的感染具有严格的种属特异性和组织特异性,其建立感染的第1步是病毒颗粒通过宿主细胞表面的分子黏多糖分子(glycosaminoglycans,GAG)及低密度脂蛋白受体(low-density lipoprotein receptor,LDLr)等黏附在细胞表面,然后依次与细胞表面的B类Ⅰ型清道夫受体(scavenger receptor B type Ⅰ,SR-B Ⅰ)、CD81、紧密连接蛋白Claudin-1等受体分子结合,再经网格蛋白、脂筏等介导的细胞内吞、融合,完成病毒的细胞入侵过程.     

天麻吸收蜜环菌营养机制的细胞学研究

天麻(Gastrodia elata BI.)地下块茎皮层内具三种染菌细胞:通道细胞、寄主细胞和消化细胞。超微结构的研究表明,通道细胞被真菌所破坏,寄主细胞与真菌保持共生关系,而消化细胞能反寄生于真菌并从真菌摄取营养。消化细胞首先释放溶酶体小泡消化真菌,然后通过内吞管和内吞泡吸收菌丝细胞质降解后渗漏的可溶性有机大分子物质,后期通过消化泡进一步吞噬和消化不溶性菌丝细胞壁物质。     

昆虫卵黄原蛋白受体的研究进展

昆虫卵黄发生的一个重要过程是卵黄蛋白的摄取,已有的研究表明脂肪体合成的卵黄原蛋白(vitellogenin,Vg)是通过受体介导的内吞作用(receptor mediated endocytosis,RME)被正在发育的卵母细胞所摄取。昆虫卵黄原蛋白受体(vitellogenin receptor,VgR)是介导昆虫卵黄原蛋白胞吞作用主要受体,它属于低密度脂蛋白家族,在结构与特性上具低密度脂蛋白家族的共性。卵黄原蛋白及其受体在昆虫生殖过程中起着重要的作用,本文综述了昆虫VgR的基本特性、分子结构及表达调控等方面的研究进展。     

NGAL蛋白诱导食管癌细胞发生自噬

以往研究证明,中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白NGAL(neutrophil gelatinase-associated lipocalin)与食管癌密切相关,改变NGAL表达能够对癌细胞的形态结构产生明显影响,但确切的作用机制不明．在酵母细胞中表达NGAL蛋白,柱层析分离纯化．筛选NGALR(NGAL receptor)高表达与弱表达的人食管癌细胞系EC1.71和EC109作为实验细胞模型．5-FAM标记NGAL蛋白,加入到细胞培养上清中,对比研究NGAL蛋白入胞情况、细胞形态学改变、细胞自噬体产生、自噬相关基因表达、细胞内铁离子与铁蛋白水平以及相关细胞信号转导激酶的活性等．结果表明,NGAL蛋白可经由内吞途径进入食管癌细胞发挥作用,致使细胞发生典型的自噬性形态结构变化,自噬体大量产生,自噬相关基因的表达发生相应变化,ERK被激活,但细胞内的铁离子与铁蛋白未受明显影响．上述结果提示,诱导细胞发生自噬是外源性NGAL蛋白经由内吞途径进入食管癌细胞发挥作用的机制之一,与NGAL蛋白跨膜转铁未见直接关联,而ERK信号转导途径可能参与了这一过程．     

网织红细胞铁摄取机制的研究进展

从细胞及分子水平重点讨论了有关网织红细胞铁代谢的两个问题. a.网织红细胞如何摄取载铁蛋白结合铁？分七个主要步骤总结了这一摄取过程的研究新进展. b.在内吞小体内,铁从载铁蛋白释放后如何穿越内吞小体膜进入细胞质？ 论述了有关的机制,包括铁通道假说,铁载体,H^＋-ATP酶介导的铁转位,自由基和过氧化物的作用. 结语部分概述了目前这一领域中需要进一步研究的一些问题.     

网格蛋白介导的内吞作用机制

受体介导的内吞作用是目前公认的生物体摄取生物大分子的途径,而网格蛋白介导的内吞又是最主要的受体介导方式.结合国内外最新报道,介绍了网格蛋白和衔接蛋白的结构、分子特性和功能;从衔接蛋白、网格蛋白的招募;包被小凹的内陷、缢缩和包被液泡的芽殖和包被液泡的脱壳等过程,阐释了网格蛋白介导的内吞作用机制.     

基质金属蛋白酶MMP-26能有效促进人绒毛膜上皮癌细胞JEG-3浸润能力

胚胎植入过程中,滋养层细胞浸润与肿瘤的迁移过程非常相似,但显著的区别在于前者是受严格调控的有节制的浸润,基质金属蛋白酶(MMPs)的许多成员在其中起重要的作用.MMP-26是近年来发现的MMPs家族的新成员,它在滋养层细胞中的作用所知甚少.利用国际常用的人滋养层细胞模型——人绒毛膜上皮癌细胞系(JEG-3)作为体外实验模型,探讨MMP-26在人滋养层细胞浸润调节中的作用.将含有MMP-26全长cDNA的pCR3.1质粒转染到JEG-3细胞中,获得过量表达MMP-26基因的稳定细胞系JEG-3/MMP-26;细胞浸润分析表明JEG/MMP-26细胞的浸润能力较母本细胞明显增强;RT-PCR和明胶酶谱分析显示JEG-3/MMP-26细胞中MMP-9的表达和分泌水平提高;双荧光免疫细胞化学进一步显示MMP-26和MMP-9蛋白在细胞中有共定位现象.上述结果表明MMP-26能有效促进人滋养层细胞浸润,其作用可能是通过与其他MMP分子(如MMP-9)的协调来实现的.     

蛙凝素修饰聚谷氨酸纳米粒的制备、表征及Calu-3细胞摄取研究

目的:考察蛙凝素(Odorranalectin,OL)修饰对聚谷氨酸苄酯-聚乙二醇纳米粒(PBLG-PEG-NPs)材料的Calu-3细胞(人肺腺癌细胞)毒性和细胞摄取作用的影响。方法:碘氧化法制备蛙凝素修饰聚合物材料;以姜黄素(curcumin,Cur)为模型药物,采用乳化溶媒蒸发法制备聚谷氨酸苄酯-聚乙二醇纳米粒(PBLG-PEG-NPs)和蛙凝素修饰聚谷氨酸苄酯-聚乙二醇纳米粒(OL-PBLG-PEG-NPs);MTT法考察三种纳米粒对Calu-3的细胞毒性;采用激光共聚焦显微镜对两种纳米粒的Calu-3细胞摄取作用进行定性观察。结果:给予高浓度(2 mg·mL-1)纳米粒培养Calu-3细胞时,细胞存活率大于75%。蛙凝素修饰纳米粒后其被细胞摄取的量从62.7%增加到了81.2%。结论:OL可用于黏膜给药载体的修饰,OL-PBLG-PEG-NPs细胞毒性低、生物相容性好,有望成为一种鼻腔粘膜给药优良载体。     

LDL受体介导的血浆低密度脂蛋白胆固醇的内吞

胆固醇是动物细胞细胞膜的重要组成成分,其做为细胞和环境之间的屏障调节细胞膜的流动性。胆固醇是体内所有的类固醇激素和胆酸合成的前体物质,参与体内代谢。同时胆固醇在神经系统的发育中也起着重要的作用。在血浆中胆固醇以低密度脂蛋白和高密度脂蛋白这两种胆固醇运载血脂蛋白的形式运输。动物细胞通过细胞表面的低密度脂蛋白受体(LDL receptor,LDLR)介导的内吞可以从血液中摄取富含胆固醇的低密度脂蛋白,当细胞表面的LDLR的功能缺陷时,可以导致高胆固醇血症,继而引起动脉粥样硬化、冠心病和中风等严重疾病。本文综述了LDL受体的概述及其通过内吞调节血液中低密度脂蛋白胆固醇水平的作用,并对LDL受体的调节进行了阐述。