基本信息
- 项目名称：
- 血液剪切力应答蛋白RECS1结构与功能的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 血液剪切力在血管重塑中起重要作用。血液剪切力的属性对血管结构与功能的稳定具有重要意义。血液层流产生的强剪切力通过调控血管内皮细胞的信号转导及其功能而能防止动脉粥样硬化，而血液湍流产生的弱剪切力能诱导血管内皮细胞的某些基因表达，促进动脉粥样硬化。RECS1作为一个血液剪切力应答蛋白，研究其结构功能及相关做有机制对于预防和治疗动脉粥样硬化等相关疾病有着重要作用。
- 详细介绍：
- RECS1是一血液剪切力应答蛋白.RECS1基因敲除的小鼠年老时易患主动脉囊性中层坏死并表现有大动脉扩张症，暗示RECS1可能参与调控血管的发育重塑。免疫组化分析发现RECS1基因敲除的小鼠主动脉基质金属蛋白酶（MMP-9）的表达水平明显提高，但RECS1的结构与功能及相关作用机理仍不清楚。我们的研究发现RECS1是肿瘤坏死因子受体2（TNFR2）的结合蛋白质。报告基因检测实验表明RECS1能特异地抑制TNFR2拮抗性抗体或过量表达TNFR2诱导的核转录因子-κB（NF-κB）活化。NPLY结构域缺失突变的RECS1不能结合TNFR2，并丧失对TNFR2介导NF-κB活化的抑制能力。稳定表达RECS1的MEFS细胞中，TNFR2拮抗性抗体诱导的IκB降解和NF-κB靶基因白介素-6（IL-6）的表达均受到明显抑制。因此，我们的研究揭示了RECS1通过与TNFR2的相互作用，负调控TNFR2介导的肿瘤坏死因子信号传递的新功能及RECS1参与血管发育重塑调控的可能机制。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本小组围绕RECS1的结构与功能及相关作用机理展开研究。我们构建了相关作用表达质粒，并分别与Flag-TNFR2表达质粒共转染293T细胞和MEFS细胞，然后通过免疫共沉淀和Western印迹杂交来检测RECS1与TNFR2的相互作用，并通过NF-κB-荧光素酶报告基因来研究NF-κB活化情况，以此研究RECS1对TNFR2信号的调控作用。
科学性、先进性及独特之处
- 本课题应用分子生物学、细胞生物学和生物信息学等多种技术手段，研究了RECS1的结构与功能及作用机理，初步揭示了RECS1调控肿瘤坏死因子受体2（TNFR2）信号的作用，为深入研究RECS1参与调控血管发育重塑的机制提供了新的思路。
应用价值和现实意义
- 本小组的研究发现RECS1与肿瘤坏死因子受体2（TNFR2）有着相互作用，抑制TNFR2介导的核因子NF-κB的活化，负调控NF-κB靶基因的转录表达，提示RECS1通过调控肿瘤坏死因子介导的细胞抗凋亡/生存，而参与血管重塑过程。因此，研究成果将为动脉粥样硬化和动脉瘤等疾病的防治提供新的思路和潜在靶点，为新药研发奠定了实验理论基础。
学术论文摘要
- 摘要1：RECS1是一血液剪切力应答蛋白.RECS1基因敲除的小鼠年老时易患主动脉囊性中层坏死并表现有大动脉扩张症，暗示RECS1可能参与调控血管的发育重塑。免疫组化分析发现RECS1基因敲除的小鼠主动脉基质金属蛋白酶（MMP-9）的表达水平明显提高，但RECS1的结构与功能及相关作用机理仍不清楚。我们的研究发现RECS1是肿瘤坏死因子受体2（TNFR2）的结合蛋白质。报告基因检测实验表明RECS1能特异地抑制TNFR2拮抗性抗体或过量表达TNFR2诱导的核转录因子-κB（NF-κB）活化。NPLY结构域缺失突变的RECS1不能结合TNFR2，并丧失对TNFR2介导NF-κB活化的抑制能力。稳定表达RECS1的MEFS细胞中，TNFR2拮抗性抗体诱导的IκB降解和NF-κB靶基因白介素-6（IL-6）的表达均受到明显抑制。因此，我们的研究揭示了RECS1通过与TNFR2的相互作用，负调控TNFR2介导的肿瘤坏死因子信号传递的新功能及RECS1参与血管发育重塑调控的可能机制。
获奖情况
- 本作品部分结果于2010年1月发表在《中国生物化学与分子生物学报》第二十六卷第一期。 本作品受浙江省新苗计划项目资助，部分结果在浙江省第二届大学生生命科学竞赛中得三等奖。
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] Davies PF. Hemodynamic shear stress and the endothelium in cardiovascular pathophysiology [J]. Nat Clin Pract Cardiovasc Med, 2009, 6(1):16-26 [2] Zhao HJ, Ito A, Sakai N, et al. RECS1 is a negative regulator of matrix metalloproteinase-9 production and aged RECS1 knockout mice are prone to aortic dilation [J]. Circ J, 2006, 70(5):615-624 [3] Zhao H, Ito A, Kimura HS, et al. RECS1 deficiency in mice induces susceptibility to cystic medial degeneration [J]. Genes Genet Syst, 2006, 81(1):41-50 [4] Shukla S, Fujita K, Xiao Q, Liao Z, Garfield S, Srinivasula SM. A shear stress responsive gene product PP1201 protects against Fas-mediated apoptosis by reducing Fas expression on the cell surface. [J]. Apoptosis. 2011 Feb;16(2):162-73.
同类课题研究水平概述
- RECS1是一血液剪切力应答蛋白。Hiroshi Nojima等人最早报道血液剪切力诱导RECS1的转录表达，并克隆得到RECS1 的cDNA和氨基酸序列。研究发现RECS1基因被敲除（RECS1 KO）的小鼠在年老时基本上都有患有严重的主动脉囊性内侧变性和主动脉扩张症，伴随着主动脉血管中基质金属蛋白酶9（MMP-9）表达水平的明显提高，而正常小鼠的整个主动脉血管壁都有RECS1的表达，且血管壁内膜和内侧区的RECS1表达水平最高。这提示RECS1 KO小鼠主动脉囊性内侧变性和主动脉扩张症可能是高表达的MMP-9介导结缔组织被破坏的结果，且RECS1可能参与机械应力等因素诱导的信号传导而调控相关基因的转录表达，从而防止主动脉内侧遭破坏或粘液沉积以达到调节血管重塑。在大规模筛选表现有与癌症相关的单核苷酸多态性基因研究中，研究人员发现RECS1是重要的候选基因。另有研究报道RECS1基因与食道癌变相关。虽然，人们通过生物信息学方法分析将RECS1归属为抗凋亡蛋白Bax 抑制子-1（BI-1）家族的新成员，C端有7次跨膜结构域及共同的未知功能的UPF0005模体，但因其N端的序列与BI-1家族的其它成员差异性很大，可能决定着RECS1生物功能的特异性及相关的作用机理。因此，目前无法从BI-1家族其它成员已有的相关研究报道中获得有关RECS1结构与功能或其它更多的生物功能及作用机理的信息。因此，RECS1 KO小鼠出现主动脉囊性内侧变性和主动脉扩张症以及与相关癌症发生的分子机制不清楚。
