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[生物研究] 研究者发现了桥接整合因子 BIN1蛋白的新功能

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发表于 2020-3-23 09:57:49 | 显示全部楼层 |阅读模式

位于人4 号染色体的BIN1基因,在正常细胞中表达广泛,对乳腺、肝、宫颈和前列腺等细胞癌变有抑制作用。全基因组研究结果表明,BIN1也是迟发性阿尔茨海默症(AD)的重要发病因素。最近又有研究发现,BIN1蛋白也是影响大脑空白记忆的关键。利用哺乳动物表达载体系统来生产重组蛋白可以为获得足够多的具有生物学活性的蛋白提供了基础。

宿主细胞和和哺乳动物表达载体的优化,有助于提高提高蛋白表达水平和产量。构建哺乳动物表达载体,可以增强转录产物的稳定性,进而提高外源基因的表达量,降低哺乳动物细胞重组蛋白的生产成本。如有研究者构建了表达小鼠抗菌肽蛋白(BIN1b)的真核表达载体pSG.SS.C3d3.YL-BIN1b,对其在HEK293细胞中的表达进行检测分析[1]。人胚肾细胞(HEK293细胞)、中华仓鼠细胞(CHO) 和幼鼠肾细胞(BHK) 等表达系统都是哺乳动物细胞表达系统。研究者应用PCR方法获得BIN1b的cDNA片断,将其插入pSG.SS.C3d3.YL中,经酶切鉴定正确后转染HEK293细胞,利用间接免疫荧光结合激光共聚焦技术、Western blot技术、免疫组织化学染色技术及流式细胞仪检测技术对BIN1b的表达进行检测。结果构建成功后的pSG.SS.C3d3.YL-BIN1b在HEK293细胞中能够表达BIN1b,为后续研究BIN1b的生物学活性奠定了基础。

外源基因可以通过质粒载体转染或病毒载体感染的方式导入哺乳动物宿主细胞,表达目的蛋白。构建高效的哺乳动物表达载体系统是提高哺乳动物细胞医用蛋白质产量的首要策略。美迪西科研人员建立了成熟的哺乳动物蛋白表达系统及纯化服务平台,提供哺乳动物蛋白表达系统的表达与纯化服务。

BIN1是调控肿瘤抑制形成的机制之一,BIN1甲基化可以促进EMT,与肿瘤浸润转移有关。有研究者检测食管鳞状细胞癌(ESCC)细胞株TE13中BIN1甲基化状态,分析去甲基化药物5-Aza-dC去甲基化前后BIN1表达水平、甲基化状态及细胞生物活性的变化,探讨ESCC发生的可能机制及治疗策略[2]。 研究结果发现DNA甲基化是BIN1低表达或缺失的重要机制之一,并可能通过调节MMP-2和MMP-9蛋白的表达,影响食管鳞状细胞癌细胞株TE13迁移、侵袭能力。还有研究者发现喉癌患者肿瘤组织和颈部转移淋巴结中IDO表达水平明显提高,而BIN1表达水平显著降低,并且与患者临床特征紧密相关,这两者可能是影响喉癌发生发展的重要因素。

桥联整合因子1(BIN1)基因是继APOE基因之后被证明的阿尔茨海默病(AD)第二位的易感基因。最近发表在《Cell Reports》期刊上的一篇研究成果称,来自南佛罗里达健康大学(USFHealth)莫萨尼医学院的Gopal Thinakaran博士和芝加哥大学的研究者们发现了BIN1蛋白在突触前调节中的非冗余作用,神经元中BIN1丢失会导致大脑空间记忆整合受损。

据网上资料报道,研究者为了探究BIN1蛋白的功能,首先构建了BIN1缺失的BIN1 cKO小鼠模型,从行为和电生理方面展开实验,发现神经元中BIN1表达的缺失会损害大脑空间记忆巩固,尤其使突触前囊泡释放的水平降低,进而减少突触传递。然后利用超分辨显微镜和免疫电镜,研究者发现BIN1定位在兴奋性突触的突触前部位,同时,记录结果显示BIN1cKO小鼠的突触密度降低、突触前蛋白聚集和神经递质囊泡分布改变。

该研究强调:(1)神经元中BIN1的丢失会损害大脑空间记忆整合功能;(2)神经元BIN1 cKO小鼠兴奋性突触传递有缺陷;(3)海马兴奋性突触中,BIN1可以调节突触前囊泡的释放;(4)强调了BIN1在突触前调节中的非冗余作用。研究者总结道,这些重要发现为阿尔茨海默症突触生理学中。

[1]小鼠BIN1b真核表达载体pSG.SS.C3d3.YL-BIN1b构建及在真核细胞HEK293中的表达[J].

[2]BIN1甲基化对食管鳞状细胞癌TE13细胞侵袭能力的影响[J].

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