【doc】甲状腺激素的作用及其分子机制

【doc】甲状腺激素的作用及其分子机制 甲状腺激素的作用及其分子机制 《黑龙江畜牧兽医))2oo8年第3期23 少情况,反映药物对抗病毒的最根本机制,采用 Real—timePCR方法对药物进行抗病毒效果的评价, 其结果较为准确.并且其结果是可读的(readoutsys— tem),与其他传统方法相比,减少了人为因素对结果 的影响,从而增加了可靠性,对不产生细胞病变的毒 株同样适用.基于这些优点,Real—timePCR法已被 用于多种病毒对药物敏感性的测定上. (2)在体内抗病毒药效评价中的应用.Real— timePCR可准确定量用药后体内病毒载量的变化, 从而在评价药物体内抗病毒效果中十分有用.Zink MC等采用RTReal—timePCR方法研究发现,感 染猿免疫缺陷病病毒后,应用二甲胺四环素进行治疗 可明显降低病毒载量,从而明二甲胺四环素可作为 一 种安全,便宜的抗生素用于抗HIV的治疗. 参考文献: [1]MASSIMOC.Quantitativemolecularanalysisofvirusexpression andreplication[J].JClinMierobiol,2OOO,38(6):2030—2036. [2]DUSSAULTAA,POULIOTM.Rapidandsimplecomparisonof messengerRNAlevelsusingreal—timePCR[J].BiolProcedOn— line,2006,8(1):1—10. [3]ZINKMC,UHRLAUBJ,DeWITFJ,eta1.Neuroproteetiveand anti—humanimmunodefleiencyvirusactivityofminocycline[J]. Jama,2005,293(16):2003—2011.(011) 甲状腺激素的作用及其分子机制 刘朝明,吴彩霞,曹化斌,唐兆新 (华南农业大学兽医学院,广东广州510642) 中图分类号:$852.21文献标识码:A文章编号:1004—7034(2008)03—0023—03 甲状腺激素(ThyroidHormone,TH)不仅是一种 重要的生理激素,也是一种重要的药物,它对人体的 各种代谢及维持人体细胞的生命活动有着至关重要 的作用.TH是人体正常生长及骨骼发育所必需的激 素之一.TH对神经系统也有着非常重要的作用,神 经细胞的正常发育与成熟都有赖于TH的作用.TH 还可以直接作用于心血管系统,正常的TH水平还可 维护正常的造血功能.另外,TH对中枢神经系统的 发育极其重要.TH几乎作用于机体内所有的器官和 组织,主要通过与受体结合,调节基因的转录或蛋白 的表达而实现.文章对TH的作用及其分子机制综 述如下. 1TH的生理作用 1.1对新陈代谢的调节 1.1.1氧化产热作用TH能使绝大多数组织,特别 是心脏,肝脏,肾脏,骨骼和肌肉等组织的耗氧量和产 热量增大,细胞内氧化速度加快,基础代谢率提高. TH可使组织中Na—K—ATP酶活性明显升高,并促 进脂肪酸氧化产生大量的热能.对恒温动物,TH有 调节体温的作用;对变温动物,TH在调节代谢活动中 起重要作用,但在产热方面作用很小. 1.1.2对糖代谢的影响TH能促进小肠对单糖的 吸收,促进糖原分解,抑制糖原合成.并有提高肾上 收稿日期:2007—02—02 作者简介:刘朝明(1982一),男,硕士研究生. 通讯作者:唐兆新(1962一),男,教授,博士,博士生导师 腺素,胰高血糖素,皮质醇和生长激素的升糖作 用….同叫'和T4还有加速脂肪,肌肉等外周组织 对葡萄糖的摄取和利用能力,因此也有降低血糖作 用.但在甲状腺机能亢进时,血糖常常升高,有时出 现糖尿. 1.1.3对脂肪代谢的影响TH能促进脂肪酸氧化, 增强儿茶酚胺与胰高血糖素对脂肪的分解作用.L 和T4既可促进胆固醇的合成,又可通过肝脏加速胆 固醇的分解,且分解作用大于合成作用,因此甲状腺 机能亢进者血液中胆固醇含量低于正常水平. 1.1.4对蛋白质代谢的影响在生理状态下,L和 T4作用于核受体,激活DNA转录过程,促进mRNA 合成,加速蛋白质及酶的生成….肌肉,肝脏与肾脏 的蛋白质合成明显增加,细胞数量增加,体积增大,脲 氮减少,表现为正氮平衡.和T4不足时,蛋白质 合成减少,肌肉无力;T3和T4分泌过多时,则有促进 蛋白质分解,特别是骨骼肌和骨中蛋白质的分解. 1.1.5对水,盐转运的影响TH参与毛细血管通透 性的维持和促进细胞内液的更新.甲状腺功能低下 时,组织间黏蛋白增加,可结合大量正离子和水分子, 发生黏液性水肿.TH还可加速骨的溶解,使尿中钙, 磷排出增加,并促进钾从细胞内释放和排出. 1.2调节生长和发育 1.2.1促生长作用TH是促进组织分化,生长和成 熟的重要激素,这种效应可能激发其对GH的作用. 1.2.2促变态反应TH可促进两栖类和鱼类的变 态反应,如破坏蝌蚪甲状腺原基,蝌蚪发育停止,不能 24 HeilongjiangAnimalScience andVeterinaryMedicineNo32008 变成蛙,而补充TH又可恢复发育变成蛙. 1.2.3对性腺发育和其他器官的影响幼畜缺乏 TH时,可表现性腺发育停止,副性器官退化,副性征 不表现;成年动物TH不足时,将影响公畜精子成熟, 以及母畜发情,排卵和受孕;乳牛甲状腺机能不足时, 产乳量和乳汁率下降,喂以甲状腺制剂或TH可恢复 产乳量和乳汁率. 1.3对免疫系统的影响 1.3.1对淋巴细胞的影响TH在维持B淋巴细胞 的生长及功能方面起着重要作用.不仅如此,TH还 能刺激骨髓内B淋巴细胞的生长,至于哪一阶段的B 淋巴细胞对TH更为敏感尚有较大争议. 1.3.2对胸腺的影响胸腺上皮细胞表达TH受 体,它能直接调节胸腺细胞对糖的摄取,但胸腺细胞 的增殖可能并不在L的直接调控之下,TH的这种作 用可能是间接的,TH可以通过多种途径影响胸腺的 形态与功能. 1.3.3对其他免疫活性细胞的影响Milivol等人报 道,甲亢及应用TH治疗的患者,由于长期高浓度TH 的作用,使NK细胞的活性受到抑制,其分泌IL一2 的能力受损,此类细胞对IL一2的应答能力也降低. 此外,TH还可抑制巨噬细胞的迁移及其吞噬功能,这 是通过调节吞噬细胞的代谢状态来实现的. 1.4对神经系统的作用 1.4.1对脑发育中神经细胞的影响TH通过促进 细胞的增殖;合成微管结合蛋白和微管蛋白;增加微 ,树突生长,树 管组装;促进细胞迁移,分化;促进轴突 突的分枝;促进突触的发生和髓鞘的形成;促进神经 网络的构建和功能化等多个途径刺激神经系统的发 育.TH减少时,脑发育的全过程均减慢. 1.4.2促进哺乳动物小脑的正常发育TH可促进 小脑的发育成熟.具体表现在促进颗粒细胞的增生 和迁移,减少颗粒细胞的凋亡,促进浦肯野细胞的分 化及颗粒细胞和浦肯野细胞间突触的正常形成. 2分子机制 2.1对心血管系统的作用机制 甲状腺疾病时,循环系统改变的机理可能有以下 3点:?TH尤其是L可通过核受体影响心肌一些蛋 白质的表达;?TH对细胞膜的直接作用,主要是影响 一 些离子及葡萄糖的通透性;?心肌对肾上腺激素的 敏感性增加及心肌的迷走神经张力下降. 2.2对UCPs表达的调节机制 解耦联蛋白(Uncouplingproteins,UCPs)是线粒 体内膜上的一种具有调节质子跨膜转运作用的转运 蛋白.UCPs在适应性产热,体重调节和新陈代谢中 发挥重要作用.多种因素对UCPs的表达具有调节 作用,如过氧化物,游离脂肪酸,cAMP.TH可能通过 两条途径诱导UCPs的表达,一是提高转录的起始效 率,二是延长UCPsmRNA的半衰期,其具体机制尚 待进一步研究. 2.3调节小脑发育的机制 2.3.1促进小脑颗粒细胞的迁移颗粒细胞迁移是 小脑发育中极为重要的步骤,现已确知这一过程受 TH的调控.研究显示,TH对小脑颗粒细胞迁移的 影响主要是通过调节特定靶基因的转录而实现的,但 非基因组机制也发挥了重要作用. 2.3.2抗颗粒细胞的凋亡TH通过调控某些参与 细胞凋亡基因的转录而控制小脑神经元的凋亡.其 中,抗凋亡蛋白Bc122和Bcl2xL发挥着重要的作用. 有研究表明,TH可调节Bc122,Bcl2xL,Bax(促凋亡蛋 白)等基因的表达,TH缺乏可引起小脑内Bc122和 Bcl2xL表达水平下调,而Bax却高水平表达,从而使 促凋亡基因和抗凋亡基因的比例失衡,结果导致早期 分化的颗粒细胞发生凋亡. 2.3.3调节浦肯野细胞的发育TH可控制浦肯野 细胞的分化,对浦肯野细胞树突的形成有重要作用. 研究认为,TH的作用机制可能是直接作用于浦肯野 细胞,调节Pcp22等基因的表达;也可能是通过与中 间神经元和星形细胞等相互作用而间接实现的. 2.4调节大脑发育的分子机制 TH主要是在细胞核水平发挥作用的.在细胞核 内它与TR结合,后者与另外一种核受体(一维甲酸x 受体)形成异源二聚体,这个异源二聚体作用于靶基 因启动子的TH反应元件(TREs),通过与共抑制因 子,共激活因子等复合物的相互作用,在转录水平上 调节靶基因的表达. 2.4.1TH的受体TR在TH存在或缺乏时都可与 TREs结合.共抑制因子复合物的脱乙酰化酶 (HDAC)活性使染色体的组蛋白去乙酰化,染色体结 构变得紧凑,从而转录受抑制;TH存在时,受体与共 激活因子复合物相互作用,共激活因子复合物的乙酰 化酶活性使组蛋白乙酰化,染色体结构变得疏松,有 利于转录的进行. 2.4.2TH调节脑发育的靶分子髓鞘形成的相关 基因与蛋白质:?髓鞘碱性蛋白(MBP)及其基因. MBP基因特异地在少突胶质细胞中表达,它调节神 经元形成髓鞘的过程.TH降低时,MBP的mRNA降 低80%.?髓鞘相关糖蛋白(MAG)及其基因. MAG也是髓鞘质的成分之一,正常动物的MAG的 mRNA从出生后第7天开始在大脑中增多,到出生后 第20天达到最高水平.而在TH降低时,MAR的 mRNA的表达要延迟好几天.但最终会达到正常值. ?,3一环腺苷酸一3一磷酸二酯酶(CNPase)和蛋白 脂质蛋白(PLP).CNPase是参与髓鞘质合成的一种 酶,PLP是髓鞘质的成分之一.在TH低时.编码这 两种蛋白质的mRNA水平分别降低60%和67%. 《黑龙江畜牧兽医)2008年第3期25 细胞分化与迁移相关基因:?神经营养物质 (neurotro—phin,NT)及其受体基因.?神经细胞黏 附分子(NCAM)基因.细胞迁移是建立神经元之间 连接和构成脑神经网络的重要过程,神经细胞黏附分 子水平的变化可能导致神经元迁移速率的改变. 树突结构和突触形成相关基因:?编码RC3/ neurogranin的基因.蛋白RC3可能与钙调蛋白结 合,并且是蛋白激酶c的底物.由于它在特异的皮层 神经元的棘突中聚集,提示可能在此处调节钙调蛋白 的浓度,因此推测它与突触的结构和功能密切相关. @Srg一1(Synaptotagmin—relatedgene1)基因.用原 位杂交法发现,Srg一1基因在小脑,海马,皮层和纹状 体高度表达.Srg一1蛋白特异地分布于神经元的轴 突或树突,提示可能参与了突触的形成. 转录因子基因:?编码Krox一24的基因.TH通 过Krox一24基因上游的TRE调节它的表达.?编 码钙调蛋白依赖性蛋白激素?(CaMKIV)的基因. 除了磷酸化突触素I(SynapsinI)之外,CaMKIV的 底物还有Ras—relatedGTP—bindingprotein(Rap一 1b),CREB,SRF和Ets转录因子家族的成员.对 CaMKIV在核内定位的研究表明,该酶可以钙依赖性 的方式调节这些转录因子的功能. 参考文献: [1]王秋芳.动物生理学[M].北京:高等教育出版社,2002. [2]郝如松,侯明,孙刚.甲状腺激素调节脑发育的分子机制[J].中 华内分泌杂志,2003,19(2):155—157.(011) 蛋白质提纯的研究进展 蒋梅,杨仕标,王秀琼.,赵俊4,张念祖 (1.云南农业大学动物科学技术学院,云南昆明650201;2.国家外来动物疫病诊断实 验室, 云南昆明650224;3.云南省第一人民医院,云南昆明650012;4.云南省禽病科技中心, 云南昆明650216) 中图分类号:$852.23文献标识码:A文章编号:1004—7034(2008)03—0025—02 随着分子克隆与表达技术的成熟,各种成套试剂 盒已被研制成功,这使基因克隆与表达变得越来越容 易.分子克隆与表达的关键是要得到高纯度的具有 生物学活性的目的蛋白,以便进一步研究其生物学作 用,或者大量生产出可用于疾病治疗的生物制品.文 章综述了蛋白质提取,纯化的基本原则和技术,以期 为今后开展蛋白质的制备及应用提供一定依据. 1蛋白质样品的提取 1.1蛋白质样品的提取原理 提取蛋白质的基本原理主要有两方面:一是利用 混合物中几个组分分配率的差别,把它们分配到可用 机械方法分离的两个或几个物相中,如盐析,有机溶 剂提取,层析和结晶等;二是将混合物置于单一物相 中,通过物理力场的作用使各组分分配于不同区域而 达到分离目的,如电泳,超速离心,超滤等?J. 1.2蛋白质样品的提取方法 1.2.1水溶液提取法稀盐和缓冲系统的水溶液 是提取蛋白质最常用的溶剂.通常用量是原材料体 积的1—5倍,提取时需要均匀地搅拌,以利于蛋白质 的溶解.提取的温度要视有效成分性质而定,一般在 低温(5?以下)下操作HJ.另外,蛋白质和酶是两 收稿日期:2007—03—29;修回日期:2007—04—20 作者简介:蒋梅(1982一),女,硕士研究生. 性电解质,提取液的pH值应选择在偏离等电点两侧 的pH值范围内.一般来说,在避免极端pH值的前 提下,碱性蛋白质用偏酸性的提取液提取,而酸性蛋 白质用偏碱性的提取液提取?J.此外,稀浓度可促 进蛋白质盐溶,并且盐离子与蛋白质部分结合,能够 保护蛋白质不易变性.因此可在提取液中加少量 NaC1等中性盐,一般以0.15mol/L浓度为宜. 1.2.2有机溶剂提取法一些和脂质结合牢固或分 子中非极性侧链较多的蛋白质和酶都不溶于水,稀盐 溶液,稀酸或碱,可溶于乙醇,丙酮和丁醇等有机溶 剂,具有一定的亲水性和较强的亲脂性,并且不会残 留在产品中,容易蒸发除去,密度低,与沉淀物质的密 度差大,便于离心分离?.但不足的是用有机溶剂 来提取蛋白质比用盐析法更容易引起蛋白质变性. 在有机溶剂提取法中,冷乙醇分离法是WHO规 程和中国生物制品规程推荐用的方法J,具有分离 物质多,可同时分离多种血浆成分,分辨力高,提纯效 果好,抑菌及清除,灭活病毒等作用,但需要在低温下 操作.对提取一些与脂质结合紧密的蛋白质和酶则 多采用丁醇提取法. 1.2.3双水相萃取法双水相萃取法是依据物质在 两相间的选择性分配,当物质进入双水相体系后,由 于表面性质,电荷作用,各种力(疏水键,氢键和离子 键等)的存在和环境因素的影响,使其在上,下相中