类固醇激素在体内对许多生理功能发挥着重要作用,如肾上腺皮质激素调节糖类代谢以保持血糖恒定,在脑内合成的神经类固醇能够增强人的记忆等。
当前对于调控内分泌组织释放类固醇激素的机制知之甚少。教科书写的是:所有类固醇都可以自由地通过细胞膜。10月4日,Cell子刊「Developmental Cell」发表了一篇文章,认为类固醇激素也需转运蛋白。
来自美国加州大学河滨分校Naoki Yamanaka等研究人员发现蜕皮激素需要一种确定通道才能转运到细胞内,不是简单扩散的形式。
部分蜕皮激素化合物
众所周知,蜕皮激素在昆虫的变态发育过程中起着重要的调控机制。而本次研究通过两次独立的遗传筛查,发现在蜕皮激素转运过程中需要重要基因——Oatp74D,并鉴定出一种潜在的管家蛋白———蜕皮激素转运蛋白(Ecdysone Importer, EcI)。
研究者通过CRISPR-Cas9基因编辑工具经45天培育出缺乏蜕皮激素转运蛋白的果蝇,按照传统教科书介绍,如果类固醇激素的转运不需要蛋白或通道,果蝇将正常发育,但该研究结果却恰恰相反。
体外筛选出转运所需基因Oatp74D
果蝇生长发育所需蜕皮激素转运蛋白
此外,研究进一步阐述了蜕皮激素进入细胞内的活动,这就不得不提蜕皮激素核受体 (Ecdysone Receptor,EcR)的发现。
已知蜕皮激素与EcR和异源二聚体配体(Ultraspiracle Protein, USP)在细胞核内形成转录复合体,调控 EcR、USP等转录因子的表达,这些转录因子再进一步调控下游效应基因如蛋白酶的表达[2]。
蜕皮激素扩散模型
研究结果显示,蜕皮激素在启动核信号途径转录基因前 / 时,需要通过某些蛋白或某些基因的参与,再进一步调控下游效应基因。这挑战了以往几十年前关于类固醇激素仅存在简单扩散一种转运形式的学术理论。
参考文献:
[1] Naoki Okamoto, Raghuvir Viswanatha, RiyanBittar et al. A Membrane Transporter Is Required for Steroid Hormone Uptake in Drosophila. Developmental Cell, Published Online: 4 October 2018, doi:10.1016/j.devcel.2018.09.012.
[2] 赵小凡. 昆虫蜕皮激素信号转导途径研究进展[J]. 生命科学,2010 , 22 (12) :1208-1214.
蜕皮激素转运蛋白是是一种广泛表达的膜转运体,在果蝇的发育过程中广泛表达。
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to be continued..
编辑 | 王丽 于望
责任编辑 | 易自
终审 | 汪言安
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