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第一章Cdc42在肝脏再生中的生物学功能研究 肝脏是哺乳动物体内调节代谢平衡的关键器官，它调节着各种营养素、碳水化合物、脂肪和维生素的代谢、合成以及运输。在受到外界损伤后，肝脏具有很强的再生能力，可以迅速补偿损失的组织以适应体内代谢的需要。肝实质细胞是肝脏行使功能的主要细胞，它是高度极化的细胞，具有很强的潜在增殖能力。Cdc42蛋白是Rho GTP酶家族中的一员，它是细胞内一种十分重要的蛋白质，担负着调节细胞骨架结构、细胞生长、细胞极性以及细胞内运输等多种功能，然而我们目前对Cdc42在哺乳动物肝脏中的作用仍然知之甚少。譬如，Cdc42对细胞极性调控中的重要作用可能影响了肝细胞的结构和代谢功能，而Cdc42对细胞增殖的促进作用可能在肝脏生长以及再生的过程中起到关键的调控。为了研究这些问题，我们利用基因敲除技术，在小鼠的肝脏内特异性敲除Cdc42基因，以观察该基因的缺失对肝脏生理功能的影响。我们首先发现Cdc42基因的缺失导致了小鼠肝脏的显著增生，在12月龄的小鼠肝脏中，可以观察到明显的肿瘤生成。进而我们发现Cdc42基因敲除小鼠呈现出显著的肝功能损伤、胆汁酸代谢异常以及炎症反应，因而提供了一个肝脏慢性损伤导致肿瘤生成的新的动物模型。为了进一步探讨Cdc42在肝脏生长中的作用，我们利用肝脏2/3切除手术实验，研究了Cdc42基因敲除对肝损伤后再生过程的影响。我们发现Cdc42蛋白的缺失导致了小鼠肝脏再生能力的明显下降，主要表现为肝重回复的延迟以及小鼠肝脏DNA合成水平显著下降。对分子机理的研究显示Cdc42基因的敲除导致Cdc42下游一些重要生长信号分子如ERK、JNK、p70S6K的激活发生延迟，因而初步建立了Cdc42在肝脏再生过程中调控的信号网络。此外，Cdc42的缺失还影响了脂肪转运蛋白ABCA1在细胞内的正常定位，造成肝再生过程中脂肪代谢的异常。综上所述，我们的研究揭示了Cdc42在肝脏中担负的多种重要功能，在长时程慢性损伤和短时程急性损伤中它通过不同机制影响了肝脏的生长和生理代谢功能。 第二章大鼠附睾组织的差异蛋白质组学研究 附睾是雄性生殖系统中的一个重要组织，它可以促进精子成熟，并起到运输和储存精子的作用。精子在附睾中的成熟过程被认为是精细胞和附睾分泌蛋白间的相互作用过程，研究这些蛋白（特别是其中附睾特异的蛋白）有助于了解精子成熟的分子机制。目前的研究大多局限于对附睾分泌蛋白的分析;然而，附睾组织本身的蛋白组成、调节以及功能是附睾发挥其生理功能的基础，对于我们理解附睾对精子成熟的调节作用具有重要意义。在本工作中，我们利用蛋白质组学的手段，对大鼠附睾头部、体部和尾部组织中具有表达差异的蛋白质进行了比较详尽的分析鉴定。通过双向电泳和质谱技术，我们共鉴定出60个头尾部有显著表达差异的蛋白点，共计28种蛋白质（其中16种蛋白质在附睾中的表达为首次报道），并利用Western blot和Northern blot技术分别从蛋白质和mRNA水平证实了部分潜在地具有生殖相关生理功能的蛋白质的表达差异。我们进一步通过免疫组化实验发现了诱导型羰基还原酶(iCR)在附睾尾部的远端的特异性定位。而通过对大鼠进行去除雄激素的阉割实验，我们又证实了iCR的表达受到雄激素的调节，因此我们推断iCR可能对附睾尾部内环境的稳定以及精子的状态保护具有重要调节作用。 第三章Src对HCN2离子通道蛋白的磷酸化调控 超极化激活的环化核苷酸门控通道蛋白[Hyperpolarization-activated cyclicnucleotide-gated cation(HCN) channels]是一类表达于脑部和心脏部位的离子通道蛋白，该家族蛋白在心脏和神经元节律性起搏、树突的整合以及突触的传递等重要生理功能中发挥作用。目前对HCN蛋白的活性调控机制仍然不甚清楚，然而一些已有的实验提示非受体性酪氨酸激酶（尤其是Src家族蛋白）可能调节HCN蛋白的活性。因此，我们的此项工作研究Src激酶是否参与了HCN离子通道蛋白的活性调控。本工作与德国马普研究所宗贤刚老师实验室合作，我们承担了部分生化方面的实验。我们首先在HEK293细胞中证实了细胞内c-Src可以使HCN2蛋白发生酪氨酸磷酸化，随后利用表达HCN2的C末端不同区段的GST融合蛋白发现C末端的C-linker和环化核苷酸结合区段(CNBD)结构域对于HCN2与Src的结合以及被Src磷酸化起到关键的作用。最后通过对磷酸化的C末端进行质谱鉴定，确定了C末端上可被Src磷酸化的酪氨酸位点。我们的结果为揭示Src激酶调节HCN2活性的机制提供了生化方面的实验依据。