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鹿茸再生相關(guān)蛋白研究進(jìn)展

2015-04-09 00:43:36王權(quán)威董振王桂武楊福合劉慧李春義
生物技術(shù)通報(bào) 2015年8期
關(guān)鍵詞:鹿茸骨膜生長(zhǎng)因子

王權(quán)威 董振 王桂武 楊福合 劉慧 李春義

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所 特種動(dòng)物分子生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,長(zhǎng)春 130112)

鹿茸再生相關(guān)蛋白研究進(jìn)展

王權(quán)威 董振 王桂武 楊福合 劉慧 李春義

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所特種動(dòng)物分子生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,長(zhǎng)春130112)

鹿茸是迄今為止發(fā)現(xiàn)的唯一能夠周期性再生的哺乳動(dòng)物器官,它的生長(zhǎng)速度極快卻沒(méi)有發(fā)生癌變。而蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的體現(xiàn)者,是生命活動(dòng)的功能執(zhí)行者,鹿茸相關(guān)蛋白的研究是揭開(kāi)鹿茸再生秘密的重要途徑。綜述了鹿茸再生相關(guān)蛋白的篩選、血管生成相關(guān)蛋白、軟骨形成相關(guān)蛋白、神經(jīng)再生相關(guān)蛋白以及其他與鹿茸再生相關(guān)蛋白的研究進(jìn)展,旨在為從蛋白質(zhì)水平上揭示鹿茸再生過(guò)程提供基礎(chǔ)資料。

鹿茸再生相關(guān)蛋白;血管生成;軟骨形成;神經(jīng)再生

鹿茸是迄今為止發(fā)現(xiàn)的唯一能夠完全再生的哺乳動(dòng)物附屬器官[1],生長(zhǎng)速度極快卻沒(méi)有癌變。組織形態(tài)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)[2,3]角柄骨膜(Pedicle periosteum,PP)是鹿茸再生必需的,鹿茸再生的生長(zhǎng)中心也是由角柄骨膜細(xì)胞分化而來(lái)。而PP是由最初的生茸區(qū)骨膜(Antlerogenic periosteum,AP)直接衍生出來(lái)的。鹿茸發(fā)生的組織基礎(chǔ)是生茸區(qū)骨膜,即AP[4,5]。AP細(xì)胞和PP細(xì)胞不僅表現(xiàn)出了胚胎干細(xì)胞的一些特性,也具有多潛能性[4-8]。因此,AP細(xì)胞和PP細(xì)胞都是鹿茸干細(xì)胞,它們分別驅(qū)動(dòng)了鹿茸發(fā)生和鹿茸再生。

研究發(fā)現(xiàn),角柄骨膜遠(yuǎn)心端1/3部分與皮膚結(jié)合緊密,受到角柄皮膚的作用而處于致敏狀態(tài),正常生理?xiàng)l件下能夠發(fā)育成完整的鹿茸組織,Li等[9]稱之為角柄骨膜致敏區(qū)(Potentiated pedicle periosteum,PPP);相應(yīng)的近心端2/3與皮膚結(jié)合疏松部分并沒(méi)有被皮膚作用而處于休眠狀態(tài),正常生理?xiàng)l件下不能再生出完整的鹿茸組織,Li等稱之為角柄骨膜休眠區(qū)(Distal pedicle periosteum,DPP)。因此,對(duì)于休眠區(qū)和致敏區(qū)的組織功能差異性研究是揭開(kāi)鹿茸再生之謎的重要途徑。

雖然鹿茸周期性再生過(guò)程的組織學(xué)研究已經(jīng)有較好的基礎(chǔ),但是鹿茸周期性再生的具體分子機(jī)制尚不清楚,激活鹿茸再生的關(guān)鍵蛋白或信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)尚未可知。因此,本文將從鹿茸再生相關(guān)蛋白篩選、血管生成相關(guān)蛋白、軟骨形成相關(guān)蛋白、神經(jīng)再生相關(guān)蛋白以及其他鹿茸再生相關(guān)蛋白等幾方面對(duì)鹿茸再生相關(guān)蛋白研究進(jìn)展作一綜述,旨在為從蛋白質(zhì)水平上揭示鹿茸再生過(guò)程提供基礎(chǔ)資料。

1 鹿茸再生相關(guān)蛋白的篩選

鹿茸再生相關(guān)蛋白的篩選是找出鹿茸再生相關(guān)蛋白從蛋白質(zhì)水平上揭示鹿茸再生分子機(jī)制的基礎(chǔ)。目前,鹿茸再生相關(guān)蛋白篩選的主要途徑是鹿茸蛋白質(zhì)組學(xué)研究。Li等[10]對(duì)鹿茸AP細(xì)胞(APC)、PP細(xì)胞(PPC)以及面部骨膜細(xì)胞(FPC)3種細(xì)胞的蛋白質(zhì)組進(jìn)行分析。結(jié)果表明在APC中鑒定得到了66種蛋白,而PPC中鑒定得到了98種蛋白。其中可能與鹿茸發(fā)生相關(guān)的蛋白有鈣結(jié)合蛋白(S100A4)、SPARC蛋白、轉(zhuǎn)移生長(zhǎng)因子-1、COL1A1、白細(xì)胞介素8(IL8)、COL6A1、凝溶膠蛋白(GSN)、絲切蛋白1(CFL1)、原肌球蛋白(TPM2)、原肌球蛋白(TPM3)、POU5F1、SOX2、NANOG蛋白等。對(duì)結(jié)果進(jìn)行生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)PI3K/Akt、ERK/MAPK、p38/MAPK等細(xì)胞信號(hào)通路在鹿茸干細(xì)胞增殖時(shí)起作用。

徐代勛等[11,12]對(duì)DPP與PPP的蛋白質(zhì)組進(jìn)行比較分析與鑒定,發(fā)現(xiàn)PP1/3中存在著大量與生長(zhǎng)和分化相關(guān)的生命活動(dòng)。其中有6個(gè)與再生相關(guān),即 PKM 2、MAPK1、PEDF、PRDX4、HSP90a和FBLN5,這些蛋白可能參與了鹿茸再生的相關(guān)分子調(diào)節(jié)與信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)。

趙東[13]和Gao等[14]也分別用不同蛋白提取方法對(duì)不同鹿茸組織進(jìn)行了蛋白質(zhì)學(xué)研究,篩選出諸多鹿茸再生相關(guān)蛋白。

鹿茸蛋白質(zhì)組學(xué)研究已經(jīng)起步,為找到鹿茸再生關(guān)鍵蛋白奠定了基礎(chǔ)。但同時(shí)可以看出,不同時(shí)期、不同部位、不同樣品制備方法和不同分離鑒定技術(shù)所篩選出的與鹿茸生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)蛋白的差異是很大的,這為尋找鹿茸再生關(guān)鍵蛋白帶來(lái)了一定的困難。而如何對(duì)篩選出的進(jìn)一步的分析、篩選并驗(yàn)證出鹿茸再生最關(guān)鍵的蛋白也是相關(guān)科研工作者必須面臨的問(wèn)題。

2 鹿茸再生相關(guān)蛋白

2.1 血管生成相關(guān)蛋白

在一頭赤鹿的生茸周期中有數(shù)百萬(wàn)角柄骨膜細(xì)胞的參與[15]。鹿茸生長(zhǎng)最快的時(shí)候,能夠在兩個(gè)月內(nèi)生長(zhǎng)發(fā)育為多種生理功能的成熟器官。這個(gè)過(guò)程中需要機(jī)體提供大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),排除代謝產(chǎn)物,這就要求鹿茸組織內(nèi)部必須含有強(qiáng)大的血管系統(tǒng)。研究已證實(shí)鹿茸中有一個(gè)完善的血管系統(tǒng)[16],其血管來(lái)自于淺層顳颥動(dòng)脈的分枝。

2.1.1 成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2 成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2(Fibroblast growth factor 2,F(xiàn)GF-2)也稱堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子,活性FGF-2可以通過(guò)肝素硫酸鹽蛋白多糖與酪氨酸激酶受體性質(zhì)的FGFR結(jié)合,激活PKC、Ras/Raf/MEK/ERK、JAK/STAT和PI3K等信號(hào)傳導(dǎo)通路,而這些信號(hào)通路之間也有相互作用,同時(shí)FGF-2對(duì)這些信號(hào)通路的激活也受到一些細(xì)胞因子的調(diào)節(jié),以上過(guò)程形成了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)機(jī)制,參與調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化、惡性轉(zhuǎn)化、損傷的修復(fù)以及血管發(fā)生等生理過(guò)程。在牛黃體溶解過(guò)程中,F(xiàn)GF-2抑制血小板反應(yīng)蛋白(THBS1)的表達(dá)[17],而血小板反應(yīng)蛋白是抑制血管生成的,因此FGF-2能夠通過(guò)抑制THBS1的表達(dá)間接促進(jìn)血管生成。Lai 等[18]研究發(fā)現(xiàn)FGF-2能夠通過(guò)誘導(dǎo)VEGF的表達(dá),刺激和維持鹿茸中的血管形成和血管新生。

2.1.2 血管生長(zhǎng)因子和多效生長(zhǎng)因子 血管內(nèi)皮生長(zhǎng) 因 子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)在機(jī)體內(nèi)分布廣泛,有6個(gè)為亞型,在正常機(jī)體、病理性和腫瘤新生血管形成過(guò)程中起重要作用。其中VEGF-D可以作為診斷惡性腫瘤轉(zhuǎn)移性胸腔積液的一種標(biāo)記物[19]。

多效生長(zhǎng)因子(Pleiotrophin,PTN)是肝素結(jié)合蛋白超家族的成員。其在正常止血、血管再生、維持髓系和淋巴組織再生的平衡過(guò)程中起重要的調(diào)控作用,在血管老化的過(guò)程中,PTN能夠誘導(dǎo)血管新生[20,21]。

鹿茸的前軟骨區(qū)和軟骨區(qū)內(nèi)均有VEGF的表達(dá),在前軟骨區(qū)的內(nèi)皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了VEGF受體,在前軟骨區(qū)和血管平滑肌細(xì)胞有PTN的表達(dá)[22]。目前研究認(rèn)為VEGF參與了鹿茸內(nèi)血管生成,而前軟骨區(qū)PTN基因的高表達(dá)表明PTN可能參與了血管生成和軟骨形成。前軟骨區(qū)均有VEGF和PTN的表達(dá),它們?cè)诼谷籽茉偕^(guò)程中是否存在協(xié)同作用有待驗(yàn)證。

2.1.3 血管生成素 血管生成素(Angiopoietin,Ang)是一個(gè)重要的促血管生成因子家族。在梅花鹿中有Ang-1和Ang-2的表達(dá),Ang-1在間充質(zhì)層和前軟骨層、真皮層和過(guò)渡層、軟骨層內(nèi)的表達(dá)量逐次遞減,而Ang-2在真皮層和間充質(zhì)層內(nèi)表達(dá)量很高。因此,血管生成素可能在鹿茸的快速生長(zhǎng)、鹿茸內(nèi)血管的快速形成、鹿茸軟骨的發(fā)育成熟等方面起重要調(diào)節(jié)作用。Li 等[23]研究發(fā)現(xiàn)剪應(yīng)力可以通過(guò)wnt信號(hào)通路激活血管內(nèi)皮細(xì)胞中的Ang-2,進(jìn)一步通過(guò)Wnt-Ang-2信號(hào)通路參與斑馬魚(yú)胚胎的血管發(fā)育和修復(fù)過(guò)程。VEGF和Ang在促進(jìn)血管生成的同時(shí),也會(huì)導(dǎo)致炎癥反應(yīng)。不同的炎性細(xì)胞間通過(guò)自分泌或旁分泌作用與VEGF或Ang結(jié)合,反過(guò)來(lái)又可以為血管生成和成熟提供一個(gè)適宜的微環(huán)境[24]。

此外,在鹿茸和角柄骨膜中也存在著動(dòng)物半乳糖凝集素1(Galectin-1)和色素上皮衍生因子(Pigment epithelium-derived factor,PEDF)。Galectin-1參與血管生成過(guò)程,而PEDF則被認(rèn)為能夠抑制血管生成。

2.2 軟骨形成相關(guān)蛋白

鹿茸再生過(guò)程包括鹿茸發(fā)生、生長(zhǎng)、血管生成、神經(jīng)再生及軟骨形成等過(guò)程。最初間質(zhì)細(xì)胞快速增殖,發(fā)育到一定程度以后間質(zhì)細(xì)胞開(kāi)始分化為前軟骨細(xì)胞,前軟骨細(xì)胞再分化為軟骨細(xì)胞,至軟骨形成。

2.2.1 甲狀旁腺素相關(guān)肽 甲狀旁腺素相關(guān)肽(Parathyroid hormone-related protein,PTHrP)是一種堿性單鏈多肽。Kronenberg等[25]研究發(fā)現(xiàn),PTHrP能在發(fā)育的骨骼調(diào)控軟骨細(xì)胞的分化。研究證實(shí)PTHrP在鹿茸的軟骨膜、間充質(zhì)層、軟骨祖細(xì)胞和鹿茸軟骨的血管周圍組織細(xì)胞中均有很高水平的表達(dá),在覆蓋在骨組織上的骨膜和軟骨膜中也有表達(dá),甚至被認(rèn)為是鹿茸祖細(xì)胞的一個(gè)表型標(biāo)記分子。在鹿茸中,PTHrP 能夠抑制軟骨細(xì)胞的分化卻促進(jìn)其增殖,這就可以防止鹿茸軟骨細(xì)胞過(guò)早的肥大,保持增殖狀態(tài),這對(duì)鹿茸軟骨的生長(zhǎng)發(fā)育非常重要。在鹿茸再生過(guò)程中,PTHrP 還能夠刺激鹿茸破骨細(xì)胞的形成。因此,PTHrP對(duì)不同類型鹿茸細(xì)胞的分化均有調(diào)控作用。

2.2.2 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(Transforming growth factor,TGF)主要存在于成纖維細(xì)胞及上皮細(xì)胞內(nèi)。在骨的形成和重建中,TGF-β1能夠協(xié)調(diào)骨形成和重建中間充質(zhì)細(xì)胞、成骨細(xì)胞以及破骨細(xì)胞的活動(dòng)。鹿茸頂部存在TGF-β1和TGF-β2的表達(dá),鹿茸TGF能夠提高大鼠試驗(yàn)性骨折的愈合速度,TGF可能參與了鹿茸再生過(guò)程中的軟骨細(xì)胞增殖和生長(zhǎng)。此外,TGF-β能夠與經(jīng)典及非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路協(xié)同誘導(dǎo)激活上皮細(xì)胞向間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化,使之維持間質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)[26]。而鹿茸組織中軟骨細(xì)胞形成的最初始階段就是間質(zhì)細(xì)胞的快速增殖,因此TGF-β信號(hào)通路在鹿茸軟骨組織快速形成過(guò)程的分子機(jī)制及作用有待研究。

2.2.3 骨形態(tài)發(fā)生蛋白 骨形態(tài)發(fā)生蛋白(Bone morpho-genetic proteins,BMPs)是一類與胚胎骨骼形成有關(guān)的生長(zhǎng)分化因子家族,是促進(jìn)成骨的主要因子,對(duì)骨原細(xì)胞的分化起決定性作用。研究發(fā)現(xiàn)馴鹿中BMPs具有較高的骨形成活性[27],且一定量的馴鹿BMPs和重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白能夠有效誘導(dǎo)兔子橈骨骨折的愈合[28]。因此,BMPs可能參與了鹿茸再生過(guò)程中軟骨組織的生長(zhǎng)發(fā)育。而B(niǎo)MPs又能夠誘導(dǎo)間充質(zhì)細(xì)胞分化為骨和軟骨,軟骨是鹿茸中最大的組織且鹿茸軟骨形成的初始過(guò)程就是間充質(zhì)細(xì)胞的快速增殖和分化,因此BMPs可能在鹿茸軟骨形成過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

此外,表皮生長(zhǎng)因子(Epidermal growth factor,EGF)、神經(jīng)生長(zhǎng)因子(Nerve growth factor,NGF)等多種生長(zhǎng)因子也參與了鹿茸軟骨生成和發(fā)育過(guò)程。

2.3 神經(jīng)再生相關(guān)蛋白

鹿茸再生除了茸皮轉(zhuǎn)化、血管生成和軟骨形成外,還包括神經(jīng)組織的快速生長(zhǎng),神經(jīng)組織的生長(zhǎng)速度甚至能夠達(dá)到1 cm/d。在鹿茸組織中,血管生成的區(qū)域一般都伴有神經(jīng)生成。

2.3.1 神經(jīng)生長(zhǎng)因子 神經(jīng)生長(zhǎng)因子(Nerve growthfactor,NGF)是神經(jīng)元再生、生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的重要調(diào)控因子。NGF在赤鹿茸主干頂部、中部和根部3個(gè)部位均有表達(dá),且含量遞減[29]。在赤鹿鹿茸中也發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)生長(zhǎng)因子-3(Neurotrophin 3,NT-3)的表達(dá)[30],且NT-3在鹿茸中的分布特點(diǎn)與神經(jīng)在鹿茸中的分布特點(diǎn)一致,即頂部表皮層高表達(dá),軟骨層低表達(dá)。因此,NT-3可能與鹿茸再生過(guò)程中的神經(jīng)組織快速生長(zhǎng)發(fā)育有關(guān)。此外,NGF主要存在于新生鹿茸的動(dòng)脈和小動(dòng)脈的平滑肌內(nèi)。在新生鹿茸神經(jīng)軸突形成以前,NGF能夠促進(jìn)和維持血管生成,還能指引神經(jīng)織中的定向延伸[31]。因此,是否NGF就是導(dǎo)致鹿茸中神經(jīng)組織伴隨血管生成的主要因子有待進(jìn)一步的研究。

2.3.2 可溶性半乳糖凝集素結(jié)合蛋白1 可溶性半乳糖凝集素結(jié)合蛋白1(LGALS1)是一種糖結(jié)合蛋白,是腫瘤發(fā)生的標(biāo)志和治療靶標(biāo),具有調(diào)節(jié)骨骼肌生長(zhǎng)和促進(jìn)神經(jīng)組織生長(zhǎng)等作用。研究發(fā)現(xiàn)LGALS1在APC和PPC中均有表達(dá)[10]。由于鹿茸中沒(méi)有肌肉組織,所以LGALS1在鹿茸再生中可能參與了神經(jīng)組織生長(zhǎng)過(guò)程。LGALS1的表達(dá)受許多因子的影響,包括視黃酸(Retinoic acid,RA)。RA可以影響鹿茸再生的生長(zhǎng)速度及位置信息,它在鹿茸再生中起著重要的作用。因此,LGALS1可能在鹿茸再生中起到重要作用。LGALS1蛋白可能調(diào)控MYC、MYCN和NANOG的表達(dá)等或者被其所調(diào)控,但有待證實(shí)。

此外,表皮生長(zhǎng)因子能夠促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞生長(zhǎng)分化。動(dòng)物半乳糖凝集素1、色素上皮衍生因子和多效生長(zhǎng)因子參與神經(jīng)修復(fù)、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育等過(guò)程。從鹿茸中提取出的一些多肽,如PAP、CNTP-I、CNTP-II、CNTP-III和CNT14等在促進(jìn)神經(jīng)生長(zhǎng)發(fā)育等過(guò)程起到一定作用。Garcia-Gutierrez等[32]研究發(fā)現(xiàn)PTN能夠間接提高誘導(dǎo)神經(jīng)元分化水平。

3 其他鹿茸再生相關(guān)蛋白

3.1 動(dòng)物半乳糖凝集素1

動(dòng)物半乳糖凝集素(Galectin-1,GAL-1)是動(dòng)物半乳糖凝集素家族中的一員,可能參與了鹿茸再生的軟骨形成、血管再生以及神經(jīng)再生修復(fù)等過(guò)程。體外培養(yǎng)時(shí),GAL-1在APC和PPC中的表達(dá)量遠(yuǎn)高于FPC[33]。同時(shí),研究發(fā)現(xiàn)GAL-1也存在于鹿茸尖端,GAL-1還在胚胎干細(xì)胞中起著重要的作用。因此,GAL-1是否在激活鹿茸發(fā)生和年復(fù)一年的再生過(guò)程中起作用是一個(gè)非常值得探究的命題。人體內(nèi)過(guò)表達(dá)一般會(huì)引發(fā)癌癥,鹿茸干細(xì)胞中GAL-1高表達(dá)卻并未引起鹿茸組織癌變,GAL-1在鹿茸干細(xì)胞中的研究至關(guān)重要。對(duì)其在鹿茸再生過(guò)程和腫瘤發(fā)生過(guò)程中的作用機(jī)制進(jìn)行比對(duì),將為腫瘤研究、預(yù)防和治療等方面提供新的理論指導(dǎo)。

3.2 胰島素樣生長(zhǎng)因子1

胰島素樣生長(zhǎng)因子家族(Insulin-like growth factors,IGF)包括IGF- I和 IGF2,是一類具有多種生理功能的因子,能夠介導(dǎo)生長(zhǎng)激素的生長(zhǎng)活性的啟動(dòng),對(duì)絕大多數(shù)的組織及特定類型的細(xì)胞生長(zhǎng)、分化和分化后功能的維持進(jìn)行調(diào)節(jié)。在快速生長(zhǎng)的鹿茸中,IGF- I的表達(dá)水平也上升。IGF1不但與鹿茸生長(zhǎng)有關(guān),還與角柄的形成及鹿茸的骨化有關(guān)[34]。因此,IGF1可能參與了鹿茸再生的激活。Sadighi[35]證實(shí)了IGF具有刺激細(xì)胞分裂、促進(jìn)細(xì)胞合成以及控制鹿茸生長(zhǎng)的作用。IGF參與鹿茸生長(zhǎng)發(fā)育、細(xì)胞增殖分化等諸多生理過(guò)程,是鹿茸再生過(guò)程中刺激其生長(zhǎng)的主要生長(zhǎng)因子。

3.3 色素上皮衍生因子和周期素依賴性蛋白激酶抑制物

Lord等[36]在快速生長(zhǎng)的鹿茸茸尖中發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)顯著的細(xì)胞周期調(diào)控因子:色素上皮衍生因子(Pigment epithelium-derived factor,PEDF)和周期素依賴性蛋白激酶抑制物(Cyclin dependent protein kinase inhibitor,CDKN1)。其中,在皮膚、軟骨和骨軟骨內(nèi)成骨等發(fā)育過(guò)程中均檢測(cè)到PEDF的mRNA,但只在前軟骨內(nèi)的不成熟的軟骨細(xì)胞中檢測(cè)到了CDKN1C的mRNA的表達(dá)。

PEDF參與神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)、抑制新生血管、抗腫瘤[37]等生理過(guò)程,具有抗炎以及抑制細(xì)胞凋亡等抗氧化活性。鹿茸在快速生長(zhǎng)過(guò)程中,產(chǎn)生大量的活性氧族代謝產(chǎn)物,不及時(shí)清除可能會(huì)導(dǎo)致組織和細(xì)胞的死亡,PEDF的存在可以清除這些代謝產(chǎn)物,保證鹿茸正常的生長(zhǎng)發(fā)育。

周期素依賴性蛋白激酶抑制物(CDKN1)是細(xì)胞周期蛋白依靠性激酶抑制劑家族中的重要成員,又稱作P21。CDKN1C是膠原類型X表達(dá)所必需的調(diào)控因子,可能對(duì)軟骨細(xì)胞分化具有直接作用。軟骨細(xì)胞增殖時(shí),CDKN1C表達(dá)量下降,刺激PTHrP表達(dá),進(jìn)而刺激軟骨細(xì)胞的增殖。此外,CDKN1還具有細(xì)胞增殖分化、抗衰老和調(diào)控細(xì)胞凋亡的功能,能夠抑制癌癥發(fā)生。PEDF和CDKN1C是鹿茸生長(zhǎng)過(guò)程中參與細(xì)胞增殖和分化的重要蛋白。

4 結(jié)語(yǔ)

鹿茸周期性再生的組織學(xué)基礎(chǔ)已經(jīng)有了答案,但是激活鹿茸再生的關(guān)鍵蛋白或信號(hào)網(wǎng)絡(luò)仍不得而知。從技術(shù)手段上看,蛋白質(zhì)組學(xué)最新技術(shù)手段仍沒(méi)有運(yùn)用到鹿茸上;相關(guān)蛋白質(zhì)組學(xué)研究也沒(méi)能從鹿茸APC、PPP細(xì)胞、DPP細(xì)胞和FPC等方面進(jìn)行全面的研究。信號(hào)通路網(wǎng)絡(luò)是解釋分子機(jī)制的重要途徑,研究鹿茸再生分子機(jī)制也可以從信號(hào)通路研究入手。對(duì)于已篩選出的可能與鹿茸再生相關(guān)蛋白質(zhì)的進(jìn)一步分析、篩選以及功能驗(yàn)證也是科研工作者需要面臨的問(wèn)題。

對(duì)鹿茸再生過(guò)程各階段起重要作用的蛋白已有一些研究發(fā)現(xiàn),但從鹿茸再生的各階段看,激活和誘導(dǎo)血管及神經(jīng)的生成,以及遷移過(guò)程的主要蛋白尚未找到。鹿茸中血管生成的區(qū)域一般都伴有神經(jīng)再生,所以神經(jīng)再生與血管生成的分子機(jī)制的關(guān)系有待研究。鹿茸中軟骨是主要組織,許多學(xué)者也找到了其調(diào)控過(guò)程的諸多蛋白,但是這些蛋白的具體分子機(jī)理和相互作用機(jī)制仍待進(jìn)一步研究。

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(責(zé)任編輯 狄艷紅)

Research Progress on Proteins Related to Deer Antler Regeneration

Wang Quanwei Dong Zhen Wang Guiwu Yang Fuhe Liu Hui Li Chunyi
(State Key Lab for Molecular Biology of Special Animals/Institute of Special Animal and Plant Sciences,Chinese Academy of Agricultural Science,Changchun130112)

Deer antler is an only known mammalian organ that can periodically regenerate, and grow very rapidly without going cancerous. Proteins are the carrier and the function executor of life activities, the research of proteins related to deer antler is an important measure to unlock the secrets of antler’s regeneration. The proteins involved in angiogenesis, cartilage formation, nerve regeneration and other functions during antler regeneration are reviewed which aims at providing basic data for revealing antler regeneration process at the protein level.

proteins related to deer antler regeneration;angiogenesis;cartilage formation;nerve regeneration

10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.08.004

2014-11-03

國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2011BAI03B02),國(guó)家“973”計(jì)劃(2012CB722907),吉林省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(201115129),吉林省科技支撐重點(diǎn)項(xiàng)目(20120965)

王權(quán)威,男,碩士研究生,研究方向:鹿茸干細(xì)胞膜蛋白質(zhì)組學(xué);;E-mail:wangquanwei@yahoo.com

王桂武,男,博士,副研究員,研究方向:特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)物遺傳育種;E-mail:wangguiwu2005@163.com楊福合,男,博士,研究員,研究方向:特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)物種質(zhì)資源及遺傳育種;E-mail:yangfh@126.com

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