细胞化学元素
细胞化学元素范文第1篇
【关键词】 铁; 铝; 铅; 胶质瘤细胞; 维生素C; MTT
维生素C（Vitmin C， Vit C）是一种水溶性物质， 具有可逆的氧化还原作用。Vit C是自然界广泛存在的一种抗氧化剂， Vit C联合其他抗癌药物治疗恶性肿瘤方法具有潜能， 体外及动物实验证实它对多种肿瘤有明显的抑制作用。但高浓度Vit C可致细胞毒性， 适量Vit C对体外中脑神经的生长发育有一定的促生长分化作用。研究发现Vit C通过影响细胞周期增强三氧化二砷诱导宫颈癌HeLa细胞凋亡[1]和诱导肝癌细胞凋亡[2]。铁是细胞生长增殖及机能活动所必需微量元素之一， 在细胞生长周期中铁的调控起重要的作用， Vit C联合Fe2+对细胞生长状态的影响存在一定的剂量反应关系， 不同剂量作用可引起细胞生长状态的不同变化， 适量Vit C/Fe2+可诱导细胞凋亡[3]。铝、 铅元素属于低毒性金属元素， 铝元素可导致神经行为损害、 记忆力减退、 早老性痴呆等某些中枢神经功能障碍。铝可对原代培养皮层神经细胞产生细胞毒性， 可引起细胞结构改变， 抑制皮层神经细胞生长， 并可诱导细胞凋亡[4]。铅元素对心血管系统、 神经系统、 泌尿系统、 生殖系统都有毒性效应， 铅对神经系统有很强毒性高浓度的铅可导致儿童严重的智力低下和不可逆的大脑损伤， 铅接触引起海马神经元细胞凋亡可能是铅损害学习记忆的重要机制之一[5]。研究铁、 铝、 铅元素细胞毒性及Vit C对铁、 铝、 铅元素诱导肿瘤细胞凋亡作用的影响， 为临床提供依据。
1 材料和方法
1.1 材料 RPMI1640培养液、 胎牛血清购自Gibco公司; Vit C纯品（配制浓度250 μmol/L的Vit C）、 胰蛋白酶购自Sigma公司; 脑胶质瘤细胞株为宁夏医学科学研究所提供; 三氯化铝、 醋酸铅、 硫酸亚铁、 二甲亚砜为国产分析纯。
1.2 方法
1.2.1 细胞培养 脑胶质瘤细胞在含有100 mL/L胎牛血清的RPMI1640培养液中， 置于37℃、 50 mL/L CO2培养箱常规培养。用2.5 g/L胰酶（PBS配）消化传代， 传代密度一般为5×108/L， 传至3代后细胞用于实验， 实验选用对数生长期的细胞， 用2.5 g/L胰酶和0.2 g/L EDTA混合消化液消化， 用培养液稀释成单细胞悬液， 以4000个/孔接种于96孔板中， 待细胞贴壁后吸出原液， 设立对照组与实验组， 每组均设4个平行孔。
1.2.2 MTT比色法测定及其联合Vit C对脑胶质瘤细胞增殖的影响 细胞准备方法同1.2.1， 按以下分组加药， 单独用药6个实验组: 40 μmol/L和400 μmol/L浓度三氯化铝、 硫酸亚铁、 醋酸铅3种药物。联合Vit C3个实验组: 250 μmol/L Vit C分别加40 μmol/L浓度三氯化铝、 硫酸亚铁、 醛酸铅3种药物。1组空白对照组: 每孔加含血清的培养液。移入恒温箱内继续培养， 分别于24、 72 h时间段在倒置显微镜下摄像。每孔加入20 μL MTT（质量浓度为5 g/L， 用0.01 mol/L的PBS配制）在同样条件下培养4 h， 弃去孔内液体， 每孔加入150 μL DMSO， 振荡10 min， 酶标仪测定A490值， 分别计算24、 72 h9组药物对细胞抑制率。抑制率=（空白对照组A490值－实验对照组A490值）/空白对照组A490值×100%。
1.2.3 统计学分析 计量资料x±s描述， 多组平均数的比较用单因素方差分析， 检验水准以P
药物作用下细胞数量的变化: （1）同一浓度不同药物的实验组比较: 联合组、 单一药物组有相同的变化规律， 72 h变化规律与24 h相同， 24 h细胞数量明显为硫酸亚铁+Vit C>醋酸铅+Vit C>三氯化铝+Vit C。40 μmol/L浓度3种药物作用下细胞数量明显为硫酸亚铁>醋酸铅>三氯化铝， 统计学分析有统计学意义（P
3 讨论
MTT（又叫噻唑蓝）是一种四唑盐显色剂， 它能被活细胞线粒体琥珀酸脱氢酶还原成难溶的蓝黑色结晶并沉积在细胞中， 而死亡细胞则无上述反应。二甲基亚砜（DMSO）能溶解细胞中紫色结晶， 用酶联免疫检测仪在波长为490 nm处， 测定其吸光值， 可间接反映活细胞的数量及活力[5]。由此还可以推算细胞抑制率， 判断药效的强弱。Vit C近年来常作为辅助药被研究到与其他抗癌药物的协同作用， 如在低浓度Vit C/Fe2+作用可刺激细胞增殖， 并随Vit C剂量增加而凋亡细胞增强[3]。本实验结果Vit C能增强铁、 铝、 铅元素诱导胶质瘤细胞凋亡， 其中Vit C对铝离子的作用大于铅离子和铁离子， 三氯化铝和醋酸铅联合Vit C实验组细胞数量明显低于40 μmol/L浓度、 400 μmol/L实验组和40 μmol/L硫酸亚铁实验组。铁是机体必需元素之一， 去除铁可通过活化细胞内部基因来启动凋亡程序; 另一方面， 铁参与机体活性氧介质的生成， 可通过氧化应激的途径诱导细胞凋亡， 高浓度的铁离子对细胞产生毒性作用， 研究发现脑脊液中高浓度铁离子能促进神经元细胞的凋亡[6]。本实验400 μmol/L浓度硫酸亚铁组与对照组相比表现为明显的抑制作用。实验资料表明， 铅处理后各剂量组大脑皮层、 海马和小脑细胞凋亡率均明显高于对照组， 提示铅接触与细胞凋亡率之间有密切关系。细胞凋亡率与染铅量之间具有良好的剂量-反应关系， 说明铅接触浓度越高， 则细胞凋亡率越高。这与我们此次实验72 h高浓度醋酸铅细胞生长抑制率高于其他实验组结果一致。AlCl3对皮层神经元生长有明显的抑制作用， 与对照组相比具有明显时间剂量反应关系（P
参考文献
[1] 曹 娟， 郑 洁， 吕秀宁， 等. 维生素C增强As2O3诱导宫颈癌细胞凋亡的研究[J]. 东南大学学报（医学版）， 2005， 25(5): 294-295.
[2] 李 媛， 李晶晶， 胡本容， 等. 三氯化二砷和Vit C联合诱导肝癌细胞凋亡的作用研究[J]. 医药导报， 2006， 25(1): 1-4.
[3] 杨瑞华， 李瑞珍， 海春旭， 等. Vit C/Fe2+对细胞生长状态的影响[J]. 第四军医大学学报， 1999， 20（9）: S54-55.
[4] 李百祥， 任 锐， 扬德文. 铝可对原代培养皮层神经细胞的细胞毒性[J]. 中华劳动职业病杂志， 2006， 24(3): 180-181.
细胞化学元素范文第2篇
一、生命过程
化学反应是元素原子和分子递换传输过程，凡化学反应中元素原子递换（置换）传输过程能递换出氢元素的化学物质为酸，或者与酸根递传过程生成酸性盐并放出氢为酸。凡化学反应中元素原子递换（置换）传输过程吸收氢元素的化学物质为碱。有机化学反应通常包含水解等分解和合成过程，实际上是水分子中氢和氢氧根与其它分子递换传输过程。生命体所吸收食物是经过化学反应，分解和合成过程或递传过程所形成的无机分子和有机分子在身体器官或细胞中递换和传输过程，被吸收部份及其分子称为同化过程，被排除部份及其分子称为异化过程。生命整体上形成身体、器官、细胞的不断物质更新和传输过程，称为新陈代谢过程，实际上是一系列递传和递补链接过程，称为递补链过程。
以生命过程而言，基本上是元素原子和无机分子、有机分子的递换和传输过程，是一系列化学反应过程，是同化、异化过程和新陈代谢生命过程的本质。化学反应通常需在一定条件下才能实现，如水溶液溶解下分子间易接触并产生递换，即易实现化学反应或元素原子的递换传输。又如适当加热，分子内交换松懈与碰撞接触机会增多而产生递换，即易实现化学反应。再如某些催化剂是易跟某些物质元素原子或分子产生递换，即分解后再排除出去，而催化剂本身恢复原状，只起加速某些元素原子或分子的递换传输的作用。生命体中酶蛋白就是主要的催化剂，不同的酶就起不同催化或递传作用，帮助不同的某些元素原子、分子、分子团颗粒的递换传输的加速作用。
《细胞遗传和繁殖递传论》一文指出：有性生殖细胞通常由较小细胞穿入较大的卵细胞膜进入内部，构成种子细胞。在适当的外部条件下，如合适的温度、压力、水分及其它营养料的条件下，内DNA等生命分子及酶、蛋白质开始活动并吸收卵细胞分子系统，转化为核的分子并复制新分子，新分子的排列组合与递传顺序延伸外，还受到卵分子条件限制，使得新分子除继承父本外，还受到母本卵的分子排列组合与递传顺序吸收，并在交换递传中调整协调。种子的胚芽细胞就是吸收卵分子后生成的分子链和分子系统。这些分子系统在适当条件下生长繁殖成众多细胞的细胞系统，各个分子链都可在吸收养料后生长成细胞或从细胞中分离并构成细胞链，整个分子系统就在吸收养料后生长成细胞系统，即胚芽、胚胎各个器官细胞的细胞系统，然后在外部环境中交换递传生长成生命体。
二、基本原理
生命基本单元是细胞。细胞，尤其种细胞是生命分子有机系统，细胞模（壁）、细胞质、细胞核、染色体等是生命分子的子系统，基因是子系统中的分子链，不同物种就有不同的生命分子排列组合结构和不同的递换传输方式的分子系统，分子链内分子或分子团基本成份、组合结构、递传方式可以用编码表示，这样可简化分子系统的结构复杂性。生命分子内的氨基酸类型和排列组合不同，就具有不同解旋和紧旋，即不同的同化和异化，或不同的一系列化学反应，即不同周期演变的交换递传过程。这些不同的有机分子类型和排列组合可以采取编码表示，而这些编码没有被认识之前称为密码，一旦被认识了可称为解码。因此所谓生命或基因密码信息通常应指这类尚未被认识的生命分子类型和排列组合，即编码方式。具有咬全面信息编码的分子系统，对认识生命过程很有帮助。这种情况下分子有机系统又可称全息分子系统，因此细胞，尤其种细胞是一定分子排列组合与递传方式的有机联系的分子系统，即全息的分子系统的原理。
生命分子主要是DNA和RNA等在紧旋与解旋周期运动中不断地从水、糖、脂、氨基酸、蛋白质等有机分子和无机分子在生命分子之间递换传输。DNA和RNA解旋时众多的酸、碱交换的键、链解开，具有吸收酸、碱性分子的特性，并递换出不需要的元素原子或分子。紧旋时吸收的分子转化或同化为生命分子，排除出不需要的元素原子或分子，使其生命分子生长。排除出来的元素原子或分子可能成为另一类型生命分子所吸收，可以构成生命分子间的交换递传，在整体上生长。但是任何事物或生命分子都不可能无限生长，随着生长相应交换递传或递补链环节增多，脱节的机会也相应增多，一个环节的脱节而又不能修复时，就要解体成大量有机、无机分子或者整体上衰亡。
《细胞遗传和繁殖递传论》一文不仅提出种细胞是分子有机系统原理，还提出生命生长与衰亡的递换传输原理。这条原理指出，不同生命体具有不同的种细胞，具有不同的分子系统及其子系统和基因分子链，以及不同的交换递传和递补链过程。使其具有不同的递换传输方式，即生长和衰亡方式，形成不同物种的不同生命形态和生命过程。生命体内元素原子、分子、分子集团的递换传输过程是其同化异化和新陈代谢过程本质，它同时使生命生长，随着生长的生命环节相应增多，脱节机会增多，有时是外部条件（如细菌侵犯）引起的，即构成疾病或衰亡机会也增多，脱节能修复则疾病治好，否则就衰亡，称为生命递传生长和衰亡过程原理。
外部环境或人工对物种变异影响较大的是在受精种细胞在精卵递换传输形成生命幼体过程改变其结构或递传成份和方式，甚至更早在基因分子链改变其结构或递传成份和方式。生命愈早期愈可能变异，可以说差以毫厘，失之千里。实际上生物的物种进化变异和适者生存都是在外部环境变化，甚至突变时，生物精卵递传中变异能够适应下来，生存下来并产生某些物种变异，甚至形成新的物种，可见自然选择和适者生存仍是自然环境条件下对生命体早期影响较强，并引起变异。自然选择与适者生存是生物进化较表面现象的描述。实际上人工物种变异也可以通过种细胞早期基因变异，改造物种．其结果会更有效，称为自然或人工物种变异原理。
三、细胞原理应用
1、受精卵培育
俗语“种瓜得瓜，种豆得豆”，即什么种类的种子或受精卵只能产生相应种类的植物或动物的基础上，选择该种类的优良品种，是农业增产最简便的办法，只有优良品种才有可能生长出优良的或丰产的产品。农业技术上很重要而普遍的一步是选种、育种与改造品种。优良的种子或受精卵才有健全的全息分子系统，才有竞争力的递换传输的分子系统。它们通常是上代亲缘关系不能太近，也不能太远（指不同物种间）。上代亲缘关系太近，分子系统吸收卵分子成胚过程毫不费力同化，缺少对称趋势竞争力，使其某些部位生长减弱，甚至发育不健全。上代亲缘关系太远或不同物种间，分子系统根本吸收不了异种卵分子，无法同化而不能成胚，即出现种间隔离现象。
现代细胞学观念仍缺少分子结构元素壳粒分布对称趋势与核壳平衡趋势矛盾而引起壳粒交换递传，缺少化学反应元素原子交换递传观念，因而对细胞现象只停留在表面解释。实际上细胞是有机联系的分子系统，一旦外部条件具备，分子系统核心子系统细胞核染色体开始活动，并开始分子之间不同元素原子交换递传，递换传输出的另类元素原子又为后面分子所吸收，再递换出新元素原子再传输到后面分子，这样一环扣一环递换传输，使分子系统生长成细胞系统。这样与其说细胞分裂，不如说细胞繁殖。细胞分化与发育实际上是不同分子了系统生长繁殖的结果。从分子递换传输角度解释细胞分裂、分化、发育等现象更为本质，且要深刻得多。
所谓入卵，染色体恢复二倍体，卵细胞的休眠状态重新被激活受精卵细胞开始分裂、分化、发育过程，实际上是精卵细胞的分子系统中，带有父系全部遗传信息即一定分子排列组合DNA、RNA和递传方式的分子系统与带有母系遗传信息的分子系统结合过程，实际上是分子系统吸收卵分子实现递换传输过程，DNA周期解旋与紧旋中酸、碱两极吸收元素原子，而复制分子，并排除多余元素原子，并传递到下一个生命分子，以至整个细胞分子系统。这样DNA元素递换传输中复制、生长，使精卵细胞分子系统逐渐生长成细胞系统，并逐渐生成胚胎。细胞内外的原子、分子递换传输实际上也是禽蛋孵化过程的本质反映。
1993年3月海外星云报导“牛只性别可由人类决定了”中述：英国科学家发明了一种科技，能决定新生小牛的性别。这种分别受精卵子的方法，已成功地决定了六头小牛性别。原来，带着雄性Y染色体的与带着雌性X染色体之间，有微细分别。利用动物胚胎体外受精技术，将牛的卵子配以两类靖子，制造他们心目中牛仔牛女的理想比例。研究小组负责人表示，此方法的准确程度高达90％。这个事实证明了《细胞遗传与繁殖递传论》一文与上述基本观念，即男女、雌雄决定于，并在分子系统交换递传中吸收卵子分子系统生成胚芽、胚胎或破蛋而出的幼禽细胞系统观念。胚胎还要在母体中继续吸收养料，受母体影响，直到出生
2、克隆技术问题
不同细胞是由一系列不同的分子链、分子子系统构成的分子系统，不同基因是不同的分子链，一系列基因（数量可高达百万）构成一定的染色体子系统。细胞膜、细胞质、细胞核、染色体等子系统在元素交换递传中被吸收并转化为其分子链及子系统的一部分，使其生长，排除另一部分不需要的元素，传递到下一个子系统。这样一环扣一环交换递传，在整体上生长。即细胞膜从外界有选择地吸收某些分子及其元素原子，交换传递到细胞质，吸收有用元素原子，排除无用元素原子到细胞核或细胞膜，细胞核再吸收生长，排除出不用元素原子或分子，使整个细胞在交换递传中生长。随着生长分子交换递传环节相应增加，脱节断裂机会也增多，细胞核的不同部位断裂，具有不同的细胞分裂与分化的效果。
仍保持全息的分子系统细胞为主干细胞，不能保持全息的分子系统细胞为体细胞。通常随细胞分裂繁殖次数增多，非全息体细胞相应增多，是细胞分化根源，构成胚胎复杂的细胞系统。胚胎器官体细胞只能在交换递传中分裂繁殖相应器官的细胞，从而胚胎细胞系统生长发育成生命体器官系统。所谓细胞分化实际上是细胞核愈靠外部的不同部位断裂并继续交换递传分子及其元素的结果，但在生命体中生成总是保存一些全息分子系统的主干细胞。这就是从某些体细胞核可以克隆出相应生命体的基础。克隆技术实际上就是在生命体中寻找类似的全息分子系统的细胞，并实现类似受卵生长发育成相应的胚胎与生命体。
《科学》中文版1999年3期《克隆技术对医学的影响》一文中提到，1995年夏天在英国苏格兰诞生了不是来源于和卵子的结合，而来源于一个26天的胚胎中分离出的细胞和成羊的培养细胞进行克隆，成羊的细胞产生了多莉，这是第一个从成年个体克隆而成的哺乳动物，1997年2月宣布多莉诞生。利用源自易于获取组织的培养细胞生产克隆体的实现会给畜牧业和医学带来大量实际利益，同时也能解答许多重要的生物学问题。克隆的基础是核移植，核移植需要用两个细胞，受者细胞通常取自刚刚排卵动物的未受精卵，供体细胞就是要被复制的细胞（相当于），迫使其融合在一起，并移植入替代母体的子宫内成胚。
这说明具有细胞分子系统的全息子系统染色体或基因不仅产生于雄性生殖器官中，还存在于某些体细胞核中，因此这些体细胞融入卵跟一样，在分子、原子交换递传中逐步吸收卵分子、原子而逐渐形成胚胎，其过程与没有什么本质不同。《细胞遗传和繁殖递传论》一文指出，这类体细胞克隆出来的生物体，不会比正常的受精卵发育的生物体更一致、更健康。通常会出现某些缺陷，如胚胎身体过大，寿命较短等问题。但多数器官体细胞核不具有全息子系统，只有局部信息，即只能繁殖相应的器官细胞。
到目前为止各种克隆实验报道，只有1~2%的胚胎存活下来产生活的后代，即使某些活到出生后的克隆体出生后不久就死亡。这说明体细胞毕竟不完全等同于的分子系统，基因不过是分子链，是染色体子系统的一个小段，信息或分子排列组合结构与递传方式往往不够完整。这就使生物克隆体在交换递传中发育过程，随生长环节增多而容易脱节，且脱节不易修复而死亡。这样克隆技术是否没有多大意义呢？从医学角度来说，更有意义的工作是局部器官的克隆技术，如从胚胎中提取移植某类细胞，使其在生命体的交换递传中繁殖发育，实现器官的切除再生。所谓干细胞是指能够分裂繁殖与进一步分化能力的细胞，包括主干细胞。
3、基因技术问题
一个真核生物单倍体基因组含有十的四次方到十一次方对的DNA、RNA及其核苷酸等重复或不重复分子总量。基因不同在于不同的DNA、RNA及其核苷酸排列组合与交换递传方式不同，为了简化起见，可采取编码方式或信息编码表达。不同物种具有不同基因组合与递传方式，即具有不同的递传方式或遗传信息的编码，可以说基因存贮了丰富的遗传信息码的分子链。在DNA等分子解旋、紧旋周期运动中实现元素交换递传，并复制、生成、扩充相应分子，随着生长扩充环节增多，断裂机会相应增加，繁殖出新的DNA分子。整个基因分子链就是在元素交换递传中生长，并繁殖出新基因分子链。
细胞化学元素范文第3篇
近年研究表明,雌激素是神经系统中一种重要的信号分子,在促进神经生长发育、可塑性、神经递质的合成乃至神经元的存活、髓鞘和轴突再生过程中起着重要作用。特别是雌激素在中风、老年性痴呆、帕金森病等中枢神经系统退行性疾病以及脊髓、坐骨神经损伤、急性脑出血、脑缺血、神经外伤等方面备受关注。但是关于雌激素在神经干细胞移植术、视神经损伤疾病中作用的报道还很少。我们就雌激素对神经的保护作用做一综述。
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【关键词】 雌激素；雌二醇；神经保护
Abstract?The study of recent years showed that estrogen is an important signaling molecule in the nervous system. It plays an important role in the process of promoting nerve growth and development, plasticity, neurotransmitter synthesis and even the survival of neurons, myelin and axon regeneration. It causes for concern particularly that how estrogen plays in the stroke, senile dementia, Parkinson's disease and other degenerative diseases of central nervous system and spinal cord, sciatic nerve injury, acute cerebral hemorrhage, cerebral ischemia, neural trauma, etc. However, it is rarely reported about the role of estrogen in neural stem cells transplantation and optic nerve disease. This article made a brief summary on the effect of estrogen on the protective effects of nerve.
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KEYWORDS: estrogen; estradiol; neuroprotection
0 引言
雌激素(estrogen，E) 主要由卵巢产生,它与孕激素共同维持女性的生殖周期及生理特征,目前临床上主要用于治疗某些妇产科疾病。然而近年的研究表明,雌激素的作用已远远超出生殖功能的范畴,它不仅可在神经系统中合成分泌,并且能影响神经系统的结构和功能,是神经系统中一种重要的信号分子。近来大量研究表明17β雌二醇(17?βestradiol,17βE2)具有保护神经细胞、防止神经退化的作用。我们就雌激素对神经的保护作用做一综述。
1 雌激素受体在外周及中枢神经系统的分布
雌激素主要通过雌激素受体( estrogen receptor,ER) 的介导发挥生物学效应。雌二醇作用的靶组织分为经典和非经典2大类，ER 包括α 和β 两种亚型。经典的靶组织有子宫、乳腺、胎盘、肝脏、中枢神经系统、心血管系统、骨骼，它们含有大量的ERα。非经典的靶组织包括前列腺、睾丸、卵巢、松果体、甲状腺、甲状旁腺、肾上腺、胰腺、胆囊、皮肤、泌尿道、淋巴细胞和红细胞。ERα在这些组织细胞中低表达或不表达，而ERβ在非经典组织中高表达 [1]。大量的研究发现雌激素受体在基底前脑、间脑、中脑、海马、杏仁体、大脑皮质、小脑皮质等均有广泛分布,且具有性别差异。其可能参与了雌激素对认知、情绪、内分泌、神经营养、生殖、肿瘤发生等多种神经功能的调节[2]。现已经证明性激素受体也存在于泪腺、睑板腺、结膜、角膜、虹膜、小梁组织、睫状体、晶状体和视网膜等许多眼组织中[3 ,4]。除神经元外,神经胶质细胞也存在雌激素的受体。在ERs 的亚细胞定位方面, ERβ主要位于细胞核，而ERα蛋白的表达主要位于胞质和突起[5]。
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2 雌激素对神经细胞的作用
雌激素及其受体主要通过3个途径发挥作用：（1）经典的雌激素核受体途径(基因组作用机制)；（2）膜表面的受体作用机制(非基因组作用机制)；（3）抗氧化作用机制。近年来研究发现雌激素在神经系统的种种生物学效应是以胶质细胞为中介的,并已确立了胶质细胞介导雌激素作用的途径[6]。
2.1 雌激素在神经生长发育中的作用
雌激素对神经细胞的作用是多方面的。雌激素可能是作为一种神经营养因子对神经元发挥营养神经的作用,还可能是通过神经营养因子间相互对话和信号转导途径,激活神经信号转导通路,抑制了神经元凋亡。生长发育：张吉强等[7]研究发现,出生后大鼠脑能表达雌激素合成酶即芳香化酶和雌激素β受体,提示雌激素通过其受体对早期神经发生可能具有调节作用。Brannvall 等[8]发现经雌激素处理能促进胚胎神经干细胞而非成年神经干细胞的增生;雌二醇还能诱导胚胎神经干细胞向神经元方向分化,但对成年神经干细胞无作用,强烈提示雌激素对胚胎发育过程中的神经发生有重要作用[5]。神经元的存活：神经元需要多种神经存活因子的支持,存活因子经过各自的受体激活神经元存活信号转导通路,使神经元存活。神经元存活信号转导通路主要包括PI3K和Ras通路,PI3K?AKT?BAD?14?3?3?CREB 途径是神经细胞存活的主要信息转导途径, PI3K途径中AKT/ PKB 和CREB 磷酸化是使神经元存活的必要条件。在去卵巢大鼠模型中，雌激素缺乏引起海马和皮层神经细胞凋亡相关蛋白改变和出现凋亡细胞[9]。有资料表明,雌激素可阻止大脑皮质的成神经细胞DNA 的断裂,进而抑制细胞凋亡，雌激素也诱导成神经细胞的增生和分化[10]。
2.2 雌激素的神经保护作用
神经细胞的生长和分化受许多因素影响：（1）神经营养因子是一类对神经有特异性的蛋白质,脑内神经生长因子(NGF)及脑源性神经营养因子 (BDNF)就是其典型代表。随着对其深入研究,人们发现它们具有明确的促进和维持神经细胞分化、生长和存活作用,在改善认知功能方面也有重要作用。 Solum等[11]研究结果提示大鼠在发育期雌激素通过ERα和BDNF 影响海马神经细胞的生长、分化和生理功能。在血管性痴呆和缺血再灌注大鼠模型中，17β?雌二醇可上调大鼠脑内BDNF含量从而使脑组织免于损伤 [12]。（2）胰岛素样生长因子?1（IGF?1 ）促进发育期特殊神经的分化和存活，作为神经调质影响成熟神经的突触可塑性,参与神经组织对损伤的反应,保护神经免受神经变性刺激。脑内某些神经元可共同表达ERα、ERβ 和IGF?1 受体, 而且这些神经元上的ERα、ERβ信号通路和IGF?1 受体信号通路直接相互作用,活化蛋白激酶、3?磷酸肌醇激酶和诱导下丘脑神经元抗凋亡分子Bcl?2 的表达[13]。（3）热休克蛋白常温条件下作为分子伴侣,参与细胞的生长、发育和分化过程。当机体受到各种有害刺激如缺血、高温等热休克蛋白的产生增加。Marin等研究发现,热应激反应引起的ERα增加与热休克蛋白90 有关。（4）蛋白激酶B 和雌激素对培养的海马神经元有保护作用。β?淀粉肽31～35 通过降低蛋白激酶B 和微管蛋白?2 阳性细胞的数目产生神经毒作用。用雌激素预处理可逆转此现象。ER 拮抗剂tamoxifen 抑制雌激素增加蛋白激酶B 和微管相关蛋白?2 阳性细胞数的作用,提示雌激素的神经保护作用至少部分是通过ER 介导的蛋白激酶B 活化过程[14]。（5）Bcl?2是许多组织中维持细胞存活的原癌基因，在许多非神经组织中雌激素能通过Bcl?2促进细胞存活,实验证明雌激素能上调卵巢摘除大鼠心内神经节细胞蛋白表达，抑制细胞凋亡[15]。已证实Bcl?2 在脑缺血再灌注过程中通过抑制Ca2+释放、阻止凋亡基因信号传递、抑制自由基及抗过氧化作用而抑制细胞凋亡的发生。caspase?3是细胞凋亡过程中最重要的效应性蛋白水解酶，它的激活是细胞发生凋亡的关键。阻止caspase?3活化可抑制细胞凋亡，减轻继发性损伤，利于神经功能恢复。
在体及离体脑损伤模型皆显示,雌激素在神经元受损时起积极有效的保护作用。雌二醇不仅可以直接作用于神经元发挥保护作用,还可以通过经典的受体依赖机制和非受体依赖机制作用于血管内皮细胞、星形胶质细胞、小胶质细胞间接发挥神经保护作用。雌激素可直接促进脑内神经细胞轴突及树突的生长,有建立和维持突触功能的作用[16]；还可通过促进星形胶质细胞的发育来支持神经元的功能。体外培养新生大鼠大脑皮层星形胶质细胞能合成并分泌雌激素,分泌的雌激素可能参与了胶质细胞调节神经元突触形成的过程,而胶质源性的雌激素可能通过雌激素受体发挥促突触形成的作用。迄今为止,在培养的海马、下丘脑、脊髓及干细胞来源的神经元上也得到同样的结果,而且发现外周神经系统施万细胞也参与神经肌肉连接处突触的形成和维持。但星形胶质细胞是通过何种机制影响突触形成和可塑性的至今尚不清楚[17]。有报道雌激素通过载脂蛋白E 和神经胶质纤维酸性蛋白(GFAP)对神经有保护和修补作用。GFAP是正常和病理情况下应用最为广泛的星形胶质细胞标记物,参与复杂的细胞活动如细胞骨架的重建、髓鞘维持、细胞黏附和信号转导途径等。实验证明GFAP 缺如条件下小鼠对脑缺血损伤具有更高的敏感性,提示GFAP 在缺血性损伤发展过程中具有重要作用。此外，成体神经干细胞的增殖与BRCA?1基因表达蛋白量成正相关，而BRCA?1基因的表达受到雌激素的正向调控[18]。在病理状态如神经损伤后增加的自由基则易损害神经元膜, 诱发脂质过氧化反应。低浓度增加的自由基可影响细胞信号传导, 激发相关的调控基因导致细胞凋亡, 而高浓度增加的自由基则可通过脂质过氧化反应改变细胞膜的通透性, 影响细胞内环境的稳定导致细胞坏死, 从而使损伤神经的功能恢复变得困难。雌激素提高血清一氧化氮及一氧化氮合酶浓度是神经保护作用的可能机制之一[19]。适量的雌激素能够通过提高脑组织中 SOD的含量清除自由基作用及上调Bcl?2蛋白的表达来保护神经细胞。
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3 雌激素在外周神经再生中的作用
近年来研究表明雌激素可有效促进周围神经的损伤修复。雌激素能促进大鼠的坐骨神经功能恢复, 通过对抗坐骨神经损伤后引发的脊髓脂质过氧化反应对神经元发挥保护作用[20]。孕酮还可以通过促进外周神经髓鞘生成而起到神经保护作用。已经证实在大鼠脊髓损伤模型中，17β? 雌二醇可能通过下调caspase?3、上调Bcl?2 的表达从而抑制神经细胞凋亡, 对脊髓组织起神经保护作用。雌激素还可能通过抑制炎症反应、改善损伤后脊髓血供、抑制脂质过氧化、减少Ca2+内流等对大鼠脊髓损伤起到治疗作用。 17β? 雌二醇可作为自由基清除剂, 抑制脂质过氧化物形成, 从而减轻脊髓神经细胞损害程度[21]。
4 雌激素在中枢神经疾病中的作用
4.1 雌激素与帕金森病的关系
帕金森病的病理特征表现为多巴胺能（DA）神经元损伤,尤其是黑质致密带的DA 能神经元的退化。在青年组男性发病率明显高于女性,其原因是女性DA释放明显高于男性。适量应用雌激素可改善帕金森病早期的运动障碍。雌激素对DA的调节表现为对其释放及行为的影响。中脑多巴胺能神经元上ERα和ERβ的存在表明雌激素也作用于成人黑质纹状体系统。雌激素对DA的作用机制除通过基因组机制促进DA 的合成和释放和非基因组调节机制改变神经膜效应外,还可通过突触前膜D2受体调控DA的合成和释放;增加突触后膜D1，D2 受体的密度提高受体的敏感性，通过影响DA转运物质减少对神经毒性物质的重吸收,保护DA 能神经元免受凋亡[22]。
4.2 雌激素与阿尔茨海默病的关系
阿尔茨海默病(AD)的病理特征之一是老年斑。老年斑与β淀粉样蛋白(Aβ)沉积有关。Aβ的神经毒作用主要表现是诱导神经元的死亡、胞内钙超载、自由基产生、活化小胶质细胞释放细胞因子和抑制胆碱能神经的功能等。在绝经后妇女雌激素减少加速Aβ的沉积诱发和加重AD 的危险, 雌激素替代疗法使AD 得以改善。研究表明雌激素有抑制Aβ的沉积作用[23]。
4.3 雌激素在急性中枢神经系统损伤中的作用
4.3.1 雌激素对急性神经外伤的作用
国内外实验已证实雌激素通过减少细胞的凋亡、抑制炎症反应等促进实验性脊髓损伤(SCI)中大鼠神经功能的恢复[24]。在重型颅脑外伤研究中，Roof等[25]发现给予雌激素的动物组生存率明显高于对照组和雄性组 [25]。Garcia?Estrada等[26]在脑外伤研究过程中发现雌激素可下调刺激胶质细胞激活方面的因子，减少胶质细胞的增生，从而促进脑功能的康复。
4.3.2 雌激素对急性脑缺血的作用
国外研究报道内皮型一氧化氮合成酶(eNOs ) 能增加缺血区半暗带的血流量,保护缺血区残留的神经元[27]。Dubal等[28]在急性脑缺血的实验中报道,雌激素可通过其α受体发挥减少梗塞体积、保护受损侧皮层和纹状体(不包括海马区) 的神经元等作用,而且这些作用并非是通过增加受损侧脑血流量来实现的。这提示雌激素能增加脑血流量改善脑卒中预后的作用有区域选择性[29]。最近的研究表明雌激素的神经保护作用与增加脑内中性粒细胞的神经源性一氧化氮合酶（nNOs）有关。17β?雌二醇可减少中性粒细胞表面CD18 抗原表达,抑制中性粒细胞黏附而发挥神经保护作用。绝经妇女经雌激素治疗后其中性粒细胞nNOs 的表达显著增高,体外培养的男性中性粒细胞加17β?雌二醇孵育后,也测得nNOs 的表达增高, 使用雌激素受体拮抗剂他莫西芬和ICI182780 可以抑制nNOs 表达[30，31]。急性脑缺血发作后进行溶栓或介入治疗后适当给予雌激素有一定的临床意义。
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4.3.3 雌激素对急性脑出血的作用
Nakamura等[32，33]在大鼠急性基底节区血肿的颅内血肿( ICH) 模型中研究雌激素的作用时提出，雌激素通过其脑细胞上的受体发挥作用，给予雌激素的动物组血肿的吸收、脑组织的水肿和神经功能恢复的时间明显优于其它组别，且对雄性动物组也具有脑保护作用。Auriat等[34]在其ICH实验中提出给予外源性雌激素后能够促进神经功能康复,但与剂量有关。 Noppens等[35]发现雌激素在神经细胞生存方面具有重要的量剂效应，生理水平的雌激素对心脏骤停/心肺复苏后具有神经保护作用，并且及时给予即可起到脑保护的作用。
4.4 雌激素在神经干细胞移植术中的应用
神经干细胞的发现为神经损伤修复的研究提供了一条新思路。目前研究发现，在雌二醇的作用下胚胎干细胞可发育为神经元, 而且比成体干细胞更能转化为胶质细胞[8]，胚胎干细胞发育为神经元时触突长度变短而分枝数目增加[36]；胚胎干细胞在一定的条件下定向诱导分化为5 ? 羟色胺神经元并且同时表达雌激素受体的两个亚型[37]；雌激素可诱导人干细胞分化为多巴胺能神经元,为神经干细胞移植治疗帕金森病提供了理论基础 [38]。17β?雌二醇作为一种辅助因子可以促进神经干细胞的增殖，其作用与浓度有关。BRCA?1基因能够调控成体神经干细胞的增殖，与BRCA?1 基因表达蛋白量成正相关，而BRCA?1基因的表达受到雌激素的正向调控[18]。随着研究进一步加深，神经干细胞将会广泛应用于神经系统功能缺失的修复、中枢神经系统疾病的治疗等方面。
4.5 雌激素在视网膜疾病中的研究
在视网膜退行性病变的发生中氧化应激起着一定的作用。雌激素可通过抗氧化作用使视网膜节细胞得到保护。视网膜血管位于神经、胶质等多种细胞形成的复杂微环境中。在发育及血管新生过程中,雌激素水平改变可以通过血管内皮生长因子影响视网膜血管内皮细胞的状态及功能。近来发现,作用于神经系统的信号分子同样也可作用于血管内皮细胞。内皮细胞表面除了血管内皮细胞生长因子的受体外,还可表达神经生长因子类及类固醇类多种受体,提示内皮细胞还可能以自分泌或旁分泌神经生长因子的方式来调节自身的功能[39]。最近的研究中发现, 17β? 雌二醇能阻断过氧化氢（H2O2 ）对培养的视网膜神经细胞的毒性作用,提高细胞的生存率,对视网膜神经细胞起保护作用。17β? 雌二醇能显著增强视网膜神经细胞中PI3K的活性[40]。17β? 雌二醇可能是通过某种途径间接地激活了细胞中存在的PI3K的活性，具体途径有待进一步研究。 近来的研究发现,一些神经营养因子可通过PI3K的介导发挥其对神经细胞的保护作用。
5 展望
雌激素在体外的各个方面的研究证实其神经保护作用是确切的,然而在临床上却发现雌激素替代治疗增加了脑卒中的发生率,不能阻止轻度认知功能障碍的发生,临床应用上受到一定限制。国内外许多研究提示雌激素类似物对于治疗神经退行性变的疾病起到一定的积极作用。关于雌激素在体内促进神经干细胞的增殖及其是否为雌激素神经系统保护机制之一需要进一步的实验证明。神经干细胞能够发育成熟、定向诱导分化、移植后存活和正常迁徙以及合理增殖等都是我们面临的重大研究难题。视神经是中枢神经的重要组成部分，雌激素及其类似物对于治疗神经退行性变的作用及其对视神经的影响有待更多的实验研究。
【参考文献】
1 Gustafsson JA. Estrogen receptor beta?a new dimension in estrogrn mechanism of action. J Endocrinol 1999;163(3):379?383
职称网
2 涂丽莉，徐胜春.雌激素受体?β在中枢神经系统的分布及作用的研究进展.解剖学研究 2004;26(3):222?225
3 Sandra BO, Steven DS, Clyde KY, et al. Estrogen receptor in the human eye:influence of gender and age on gene expression. Invest Ophthalmol Vis
Sci 1999;40(9):1906?1911
4 郝风芹,姜发纲,张明昌.性激素受体在牛眼小梁细胞中的表达.眼视光学杂志 2005;7(2)：118?120
5 马路,张吉强,姚青.雌激素合成酶与雌激素受体在神经干细胞及其分化后细胞内的表达.重庆医学 2005;34（4）：560?562
6 Lu YP, Zeng M, Hu XY. Estrogen receptor a?immunoreactive astrocytes are increased in the hippocampus in Alzheimer’s disease. Exp Neurology 2003;183(2):482?488
7 张吉强,蔡文琴.雌激素Beta受体在成年雄性大鼠脑内的免疫组化定位研究.第三军医大学学报 2001;23(8):895?897
8 Brannvall K, Korhonen L, Llindholm D. Estrogen?receptor ?dependent regulation of neural stem cell proliferation and differentiation. Mol Cell
Neurosci 2002;21(3):512?520
9 谭宁,姬志娟,艾厚喜,等.App17肽防治去卵巢大鼠海马神经细胞的凋亡.中国病理生理杂志2004;20(8) :1364?1367
10 许耘,刘胜洪,王小丽,等.雌激素受体在发育不同时期大鼠大脑的表达.解剖学报 2006;37(1):106?109
11 Solum DT, Handa RJ. Estrogen regulates the development of brain?derived neurotrophic factor mRNA and protein in the rat hippocampus. J
细胞化学元素范文第4篇
【关键词】 ngal基因 食管癌细胞 基因表达调控 tpa反应元件
0 引言
ngal（neutrophil gelatinase?associated lipocalin）基因是lipocalin家族的一个新成员，全长5 869bp，包括7个外显子，位于染色体9q34区域，单拷贝，蛋白编码区长度591bp，编码197个氨基酸。近年有研究证明，ngal基因的蛋白产物具有保护调节基质金属蛋白酶?9（matrix metalloproteinase?9，mmp?9）的活性，以及作为小分子铁化合物结合蛋白参与机体铁代谢和天然免疫反应等功能[1?3]。我们以往研究发现，在tpa（12?o?tetradecanoylphorbol?13?acetate）诱导永生化食管上皮细胞癌变过程中ngal基因过表达[4]。这提示在食管癌细胞ngal基因转录调控区可能存在着某种tpa反应元件，但具置尚不清楚。为此，本文通过双荧光素酶报告基因检测系统对ngal基因5′侧翼?416～+84区片段的tpa反应性进行研究，主要目的是检测ngal基因启动子区及其附近是否存在tpa反应元件。这将有助于深入到分子水平揭示食管上皮细胞癌变过程中ngal基因过表达机制。现将有关实验方法与结果报告如下。
1 材料与方法
1.1 细胞与细胞培养 食管癌细胞系ec109由中国医学科学院肿瘤研究所林晨研究员惠赠。使用199培养基（invitrogen），在常规条件下传代培养。
1.2 细菌菌株、质粒及主要试剂 jm109细菌菌株、萤火虫荧光素酶报告基因表达载体pgl3?basic(pglb)和pgl3?enhancer（pgle）、海肾荧光素酶报告基因表达载体prl?tk（内参照质粒）、双荧光素酶报告基因分析系统均购自美国promega公司；转染试剂fugene 6 reagent购自德国roch公司。质粒提取试剂盒购自德国qiagen公司。实验质粒pglb?416和pgle?416，采用pcr法从食管癌细胞sheec(在tpa作用下,由永生化食管上皮细胞恶变而来[5])中克隆出ngal基因5′侧翼区?416～+84片段，分别插入到质粒pglb和pgle的xhoⅰ和bglⅱ 双酶切位点，测序鉴定。
1.3 瞬时转染与tpa诱导实验 采用qiagen公司质粒提取试剂盒分别提取实验质粒pglb?416和pgle?416、对照质粒pglb和pgle以及内参照质粒prl?tk，并测定各质粒含量。质粒转染步骤参照文献[6]进行。转染后24h，加入终浓度为5ng/ml的tpa（sigma公司）进行诱导。继续培养24h后，收获细胞。每组实验样品3个实验孔，并至少进行3次重复实验。
1.4 双荧光素酶活性检测 双荧光素酶活性（dlr）检测按照双荧光素酶报告基因分析系统（promega公司）操作手册及文献[6]所述方法，在td?20/20照度计（turner designs 公司）上进行。
1.5 统计学分析 根据td?20/20型照度计配置的软件包计算出各组相对荧光强度（萤火虫荧光素酶/海肾荧光素酶），以此代表荧光素酶活力。各组实验数据均计算平均值及标准差。应用spss 10.0对各组实验数据之间是否有显著性差别进行t检验。
1.6 生物信息学分析 应用转录因子数据库（ 2 结果
2.1 pglb?416或pgle?416的表达活性及tpa反应性
2.1.1 pglb?416的表达活性及tpa反应性
有关实验结果见图1-a。从中可见: (1）在没有tpa作用下，与转染空载体pglb相比，转染pglb?416的食管癌细胞ec109的相对荧光素酶活力极显著升高 (t检验， p<0.01)，约升高6.42倍。(2） 在5ng/ml tpa作用下，与转染空载体pglb相比，转染pglb?416的食管癌细胞ec109的相对荧光素酶活力升高更显著 (t检验， p<0.01)，约升高46.82倍。(3）转染pglb?416的食管癌细胞ec109，tpa作用（5ng/ml）与没有tpa作用相比，前者的相对荧光素酶活力极显著升高(t检验， p<0.01)，约升高5.17倍。上述实验结果提示，ngal基因5′侧翼?416～+84区段是启动子所在部位，启动基因表达的基础水平很高，而且具有明显的tpa反应性，说明在ngal基因5′侧翼?416～+84区段存在较强的tpa反应元件。
2.1.2 pgle?416的表达活性及tpa反应性
有关实验结果见图1-b。从中可见: (1）在没有tpa作用下，与转染空载体pgle相比，转染pgle?416的食管癌细胞ec109的相对荧光素酶活力极显著升高 (t检验， p<0.01)，约升高32.25倍。(2）在5ng/ml tpa作用下，与转染空载体pgle相比，转染pgle?416的食管癌细胞ec109的相对荧光素酶活力升高更显著(t检验， p<0.01)，约升高46.41倍。(3）转染pgle?416的食管癌细胞ec109，tpa作用（5ng/ml）与没有tpa作用相比，前者的相对荧光素酶活力极显著升高(t检验， p<0.01)，约升高7.37倍。上述实验结果表明，ngal基因启动子元件接受增强子作用，与之协调的能力是很强的，而且表现出明显的tpa诱导特性。
2.2 pglb?416与pgle?416 tpa反应性的比较
有关实验结果见图2。从中可见: (1）无论是否有tpa作用，与转染pglb?416相比，转染pgle?416的食管癌细胞ec109的相对荧光素酶活力均极显著升高（t检验， p<0.01），约分别升高5.77（没有tpa作用）和7.17（有tpa作用）倍。(2）转染pgle?416的食管癌细胞ec109的相对荧光素酶活力，有tpa作用与没有tpa作用之间的差值为48.35(55.85～7.50)；相对而言，转染pglb?416的则为6.69 (7.79～1.30)，不足前者的1/7。这表明在tpa作用下，与转染pglb?416相比，转染pgle?416的食管癌细胞ec109的相对荧光素酶活力升高的幅度要大得多。这些实验结果提示，在体现应答tpa刺激时ngal基因启动子的作用在增强子协助下会显著增强。
无论是否有tpa作用，与转染pglb?416相比，转染pgle?416的食管癌细胞ec109的相对荧光素酶活力均极显著升高（t检验， p<0.01）。上述相对荧光素酶活力检测实验方法同图1。
2.3 生物信息学分析结果
应用转录因子数据库（ 3 讨论
我们以往研究发现，ngal基因在人食管上皮细胞癌变中显著过表达[4]，具有促进癌细胞侵袭的功能[7]，同时可能还在癌细胞的不良分化中发挥作用[8]。这些研究结果提示，ngal基因可能是人类的一个重要的新癌基因，但在食管癌等肿瘤细胞中过表达调控的机制不明。
近年，cowland等[9]研究发现，在ⅱ型肺泡上皮细胞a549培养液中加入细胞因子il?1β可诱导ngal基因表达上调10倍以上。而gombart等[10] 则研究发现，c/ebpε因子(增强子元件ccaat特异性结合蛋白因子)缺陷鼠中性粒细胞ngal基因的转录减弱。这些实验结果提示，il?1β和c/ebpε等因子的作用分别与ⅱ型肺泡上皮细胞和中性粒细胞中ngal基因的表达相关。然而，我们最近的研究结果表明，在食管癌细胞中，ngal基因的转录与il?1β和c/ebpε等因子的作用均没有关系（另文发表）。这提示在食管癌等肿瘤细胞中可能存在着另外一种机制控制着ngal基因的转录。以往我们曾研究证明ngal基因的启动子位于其5′侧翼-152～＋84区段[11]，而通过本文的实验结果来看，在ngal启动子及其附近区域（-416～＋84）存在着tpa反应元件。这说明tpa是导致食管癌细胞ngal基因过表达的一种调节因素。推测tpa可能是通过细胞内信号传递途径激活了某种tpa反应元件结合蛋白，导致ngal基因过表达。
pglb和pgle是两种不同性质的萤火虫荧光素酶报告基因表达载体。pglb空白载体上无任何的启动子或增强子等基因转录调控元件。把ngal基因5′侧翼-416～＋84区段dna插入pglb，主要目的就是要考查ngal基因的这一区段dna启动基因表达的基础水平。pgle空白载体上插有一个强增强子，即sv40大t抗原基因的增强子。把ngal基因5′侧翼-416～＋84区段dna插入pgle，主要目的就是要考查ngal基因启动子区dna接受增强子作用的能力，评价ngal基因表达的诱导特性。综合本文研究所获得的各项实验结果来看，ngal基因5′侧翼区-416～+84这一区段dna，启动基因表达的基础水平很高，接受增强子作用的能力很强，且表现出非常明显的tpa诱导特性。
关于tpa反应元件，较早就有研究报道，但效应细胞种类不同，tpa反应元件的序列会有很大变化。迄今被研究报道的tpa反应元件主要有如下三种类型：①ap?1复合因子结合型[12]，元件典型序列为tga(c/g)tca， ② gata家族蛋白结合型[13]，元件典型序列为gata box，③ sp1样家族蛋白结合型[14]，元件典型序列为 ggggcggggc。生物信息学分析发现，在ngal基因-416～+84区段存在4个sp1型tpa反应元件，但究竟是哪一个或几个在实际中发挥作用，以及是否存在新的tpa反应元件，均需进一步实验鉴定。最近，我们联合运用定点突变、双荧光素酶报告基因检测系统和凝胶滞留等实验技术手段研究证明，ngal基因的tpa反应元件位于其5′侧翼-95/-94左右，并且很可能是一种新结构类型形式，而ec109食管癌细胞核内也的确存在着某种白因子能够与ngal基因这一区域的相应片段（-107～-82）相结合（另文发表）。
总之，在ngal基因-416～+84区段发现存在tpa反应元件是十分有意义的。这既有助于深入到分子水平揭示为什么食管上皮细胞癌变中ngal基因过表达，同时也有助于进一步认识tpa细胞信号传递途径网络在肿瘤发生发展中的作用机制。
【参考文献】
［1］ tschesche h, zolzer v,triebel s, et al. the human neutrophil lipocalin supports the allosteric activation of matrix metalloproteinases\[j\]. eur j biochem, 2001, 268(7): 1918?1928.
［2］ yang j, goetz d, li jy, et al. an iron delivery pathway mediated by a lipocalin\[j\]. mol cell, 2002,10(5): 1045?1056.
［3］ flo th, smith kd, sato s, et al. lipocalin 2 mediates an innate immune response to bacterial infection by sequestrating iron\[j\]. nature, 2004,432 (7019): 917?921.
［4］ 许丽艳, 李恩民, 熊华淇, 等. ngal基因在永生化食管上皮细胞恶性转化中过表达的研究\[j\]. 生物化学与生物物理进展, 2001,28(6):839?843.
［5］ shen z, cen s, shen j, et al. study of immortalization and malignant transformation of human embryonic esophageal epithelial cells induced by hpv18e6e7\[j\]. j cancer res clin oncol, 2000,126 (10): 589?594.
［6］ 许丽艳，李恩民，蔡唯佳，等. ngal 基因5′侧翼区转录调控元件的分段定位鉴定\[j\].肿瘤防治杂志,2004,11(5)：449?453.
［7］ 李恩民，许丽艳, 蔡唯佳, 等. sheec食管癌细胞中ngal基因的功能\[j\]. 生物化学与生物物理学报,2003,35(3):247?254.
［8］ 林珏龙，许丽艳，李恩民，等. 封闭ngal基因表达对sheec食管癌细胞微丝骨架的影响\[j\]. 生物化学与生物物理进展, 2004,31(5):409?415.
［9］ cowland jb, sorensen oe, sehested m, et al. neutrophil gelatinase?associated lipocalin is up?regulated in human epithelial cells by il?1beta, but not by tnf?alpha\[j\]. j immunol, 2003,171(12): 6630?6639.
［10］gombart af, kwok sh, anderson kl, et al. regulation of neutrophil and eosinophil secondary granule gene expression by transcription factors c/ebp{epsilon} and pu.1\[j\]. blood, 2003,101(8): 3265?3273.
［11］黄瑞燕，许丽艳, 许晓玲, 等. ngal 基因5′侧翼区启动子的克隆与鉴定\[j\].肿瘤防治研究, 2005,32(6):325?328.
细胞化学元素范文第5篇
二型RIPs为异源二聚体酸性蛋白，分为A、B两条肽链，通过二硫键相连，并具有强烈的疏水作用，相对分子质量为60×103左右。A链与一型RIPs相似，具有RNAN－糖苷酶活性；B链对半乳糖结构具有特定的凝集素活性，能与细胞表面的糖基相互作用，从而帮助A链进入细胞发挥毒。还有一些二型RIPs由4条多肽链组成，实际上是由两个相同的双链RIPs分子通过次级键结合在一起的二聚体，其性质与双链RIPs相同，但毒性相差甚远。最新研究发现，B链除了诱导凋亡或坏死的作用外，还具有诱导破骨细胞分化的功能。这项研究成果，为破骨细胞分化的调节和骨骼免疫学的研究提供了新的方向。
三型RIPs比较少见，也是一类单链蛋白，包括一个与一型RIPs相似的N端区域和一个未知功能的C端区域。其先通过合成无活性的前体，然后在涉及形成活性位点的氨基酸之间进行酶解加工才形成成熟RIPs。三型RIPs合成时以无活性的蛋白前体形式存在，当活性位点氨基酸中间的二硫键以及C末端和N末端的扩展序列被水解之后，三型核糖体才具有活性。
RIPs的应用
1抗孕
一型RIPs中的中药天花粉蛋白（TCS），是传统中医认可的堕胎药。研究发现，TCS是通过杀死绒毛滋养层细胞使胎儿致死。绒毛滋养层细胞对TCS非常敏感，实验发现绒毛滋养层细胞摄入大量的TCS分子后，导致绒毛广泛变性坏死，纤维素沉着，绒毛间隙闭塞及血循环受到阻断，血循环的阻断又加速绒毛的变性坏死，促使前列腺素释放而流产。
2抗肿瘤
早在1970年，Lin等就已研究发现蓖麻毒素ricin和相思子毒素abrin对小鼠腹水瘤、Yoshida肉瘤、实验性白血病、B16黑色素瘤有治疗作用。通过临床观察及实验室证明，TCS可直接作用于绒毛滋养叶细胞，使之变性坏死并可提高机体的免疫功能，从而提出TCS可作为治疗恶性滋养叶肿瘤的选用药物之一。有研究结果表明，TCS对T淋巴细胞和巨噬细胞衍生的细胞株的杀伤作用主要是通过诱导细胞凋亡实现的，提示TCS的抗肿瘤细胞作用与细胞类型相关的，并且针对不同类型的细胞有其不同的机制。最近有研究显示，分离纯化的蓖麻种子毒蛋白，是具有杀死食管癌细胞的一类RIPs，是稳定剂型的蛋白质药物。但由于RIPs具有很强的免疫原性，可诱导产生破坏性抗体IgG和IgE，产生一些如过敏反应、神经和肾脏毒性等不良反应，限制了临床应用。后来，免疫毒素的成功研制，为其在临床的应用开辟了新的领域，也成为现在医学界的研究热点。免疫毒素是抗体与毒素的偶联物，能更好地提高毒素作用的靶向性，从而更有效地发挥毒素的杀伤效应。其对肿瘤细胞的活性比游离毒素强，一般具有更高的疗效和更低的毒性。
3神经科学方面的研究成果及应用
1982年，首先报道于远端迷走神经和舌下神经内注射蓖麻毒素，该毒素沿神经向神经元细胞传输，使核糖体失活，不可逆地抑制蛋白质合成，导致神经元死亡。这种毒素逆向轴浆运输的作用，造成神经系统的选择性损伤，称为“自杀性传输”。它们还可以结合单克隆抗体，治成免疫毒素，对特异性的神经元有选择性的杀伤作用，并被命名为“分子神经外科”。随后发现多种RIPs都具有类似神经毒性，如相思豆毒素、蒴莲根毒素等。一个细胞里大约有10％的核糖体失活，就可以杀死这个细胞。自杀性运输这种方法多用于实验用途，如决定神经介质的细胞定位、研究在严格限制范围内神经元丢失后感觉传到通路和运动系统的可塑性变化、评估初级感觉神经元在自噬行为中的作用等。由于二型RIPs如蓖麻毒素具有凝集素B链，其毒性大，对细胞的选择性小。而一型RIPs为单链活性链，其细胞毒性就受到了很大的限制。
Sha等对两个结构相似的单链RIPs中药天花粉蛋白TCS和蓖麻毒素A链RTA的神经毒性进行研究后提出，这两种单链RIPs对小鼠视网膜神经细胞都具有毒性，引起小鼠视网膜明显改变。不同的是，TCS通过凋亡杀死特定部位的视网膜细胞（主要在外核层和内核层），而RTA引起视网膜发炎，导致细胞坏死。同时发现RTA的作用机制和二型RIPs中RCA的作用机制相同，说明二型RIPs的B链在神经毒性方面可能并不是很必要的。通过这个研究结果提示RIPs可以应用于视网膜模型的创立，TCS可能可以用于视网膜母细胞瘤的化疗。
香港中文大学的研究人员还进行了对TCS周围性神经毒性的实验研究，发现TCS通过周围神经轴突逆向运输，在相应节段的脊髓前角运动神经元几乎全部死亡而相应节段的背根神经节的感觉神经元仅部分死亡，显示出TCS对感觉神经元具有选择性神经毒性。因此，TCS可以用来诱导神经损害，可能可以用于治疗慢性痉挛、痛觉过敏和疼痛等的治疗。2010年，Sha等进一步研究了TCS引起的视网膜神经毒性在细胞通路、神经胶质细胞反应等方面的机制。研究显示TCS主要通过线粒体退化路径来诱发凋亡，TCS可以选择性地进入视网膜的穆勒胶质细胞和色素细胞，可以引起神经胶质细胞类型和数量的变化，随后导致光感细胞死亡。相反的，RTA可以进入血管内皮细胞并破坏血管内皮，导致视网膜炎症和坏死，更进一步地揭示了TCS对神经系统的毒性机制，提示笔者可以利用RIPs特异性地杀死某些神经，从而减轻这些神经带来的伤害，如顽固性头痛，从而为临床上难治性神经系统疾病的治疗提供了新的思路。
核糖体失活蛋白的检测
与一型RIPs相比，二型RIPs由于B链的凝集素活性，便于进入细胞，产生较强的细胞毒性，在人们的日常生活中，应提高对RIPs作为毒物的认识。如蓖麻毒素毒性极强，为有机磷神经毒素的380倍，氰化物的6000倍。基于其潜在的威胁，如今已根据RIPs的理化性质和免疫学特性研制出多种快速、灵敏、准确的检测方法，主要包括免疫荧光技术、夹心免疫PCR技术、免疫胶体金标记技术、蛋白芯片技术和生物传感器技术等，用于检测RIPs。有研究表明，纳米颗粒探针也能够用于蓖麻毒素等RIPs的检测，为人们的生命、生活及食品卫生安全提供多方面的保障。
