论文部分内容阅读
社会变形虫盘基网柄菌是一种单细胞真核生物，以细菌为生。在营养丰富情况下，以二分裂方式繁殖后代；当食物耗尽时，进入多细胞发育阶段，其发育过程类似于多细胞的胚胎发育，有着严格的时间和空间的发育程序，并且受到精密的调控。当多细胞聚集形成细胞丘时，cAMP的浓度升到了一定水平，调节细胞分化发育相关的基因开始表达，产生相关的蛋白，其中涉及很多细胞组分(如粘附分子、分化诱导因子、细胞骨架蛋白等等)，传递细胞分化必需的信号，导致细胞分化成前柄细胞和前孢子细胞两种类型。最终，形成由柄细胞和孢子细胞组成的子实体，而柄细胞是死亡细胞；因此，该细胞分化的过程实际上是细胞凋亡的过程。目前对盘基网柄菌两类细胞蛋白组分研究很少，对发育分化过程中是否依赖Caspase了解的也不是很清楚。
本文以野生型Kax-3细胞株为材料，每隔2小时收集16-22小时发育阶段蛞蝓体细胞，用Percoll密度梯度分离技术获得蛞蝓体中前柄和前孢子两种类型细胞。用SDS-PAGE电泳，对比两类细胞不同发育时期全蛋白组成、数量及相对百分含量的变化，发现前柄细胞和前孢子细胞在蛋白含量和组分上存在一定差异。在蛞蝓体时期，101.2kD、85.9kD、68.2kD、49.8kD、42.4kD、40.6kD、33.0kD、24.4kD和21.5kD在两类细胞中变化基本一致，其中101.2kD、68.2kD、49.8kD、42.4kD和33.0kD含量较高。101.2kD蛋白可能是gp100，主要作用于发育早期细胞间粘着；68.2kD蛋白可能是肌动蛋白结合蛋白，加强细胞间粘着作用；49.2kD蛋白与微管蛋白分子量接近，参与细胞形态的维持、细胞运动。42.4kD蛋白可能是肌动蛋白，对细胞迁移运动有重要作用。在前柄细胞中出现了37.5kD蛋白和31.5kD蛋白，且含量随细胞分化进程增加，提示两者与细胞凋亡有密切关系。其中31.5kD与Caspase-3分子量32.0kD接近，有待进一步证实。36.7kD蛋白仅在细胞丘时期出现，在蛞蝓体时期却消失了，说明该蛋白可能是发育早期的一种蛋白。而33.0kD、24.4kD和21.5kD这几种蛋白在发育分化中的作用还有待于深入研究。
lagC基因编码gp150分子，一个97kD蛋白被高度糖基化后的产物，是一种异嗜性细胞表面粘附分子。如果缺失lagC基因，gp150突变细胞的多细胞发育就只能停留在细胞疏松结合阶段，说明不仅调节细胞间的粘着，也调节细胞类型的分化。在以往的研究中发现，发育中的盘基网柄菌细胞开始分化后，出现了两种分子量的gp150分子，一个是150kD，另一个是145kD。为什么会出现两种分子量的gp150蛋白呢?是两个都与柄细胞的分化有关，还是其中一个?以前柄细胞和前孢子细胞为材料，Westernblot分析gp150蛋白在两类细胞的表达情况。结果发现gp150蛋白仅出现在前柄细胞中，且随发育进程，含量增加，且gp150和gp145都在前柄细胞中表达。推测gp145可能是gp150分子的mRNA的变位剪接形成的，或是gp150分子部分酶解的产物；因为随着前柄细胞和前孢子细胞分化的推进，对细胞间的粘着需求也在增加，这些粘附分子和某些肌动蛋白结合蛋白联合肌动蛋白一起，加固细胞粘着，为细胞发育提供结构支持。
细胞凋亡是一个主动的由基因决定的自动结束生命的过程。它是细胞外界环境因素与细胞自身综合作用的结果，该过程的启动和进行受到特定基因的精确调控，细胞死亡源于这些基因产物的相互作用。目前认为，多数的细胞凋亡都是由Caspase介导的。作为凋亡效应子的Caspase-3在细胞凋亡的过程中起着关键性的作用。被活化的Caspase-3能特异地酶切许多维持细胞生命活动的重要功能蛋白，从而促进细胞凋亡。但是也发现某些细胞的凋亡是不依赖Caspase的。通过Westernblot检测Caspase-3在前柄细胞和前孢子细胞中表达情况，结果在前柄细胞中31.5kD分子量处有免疫条带显示，证实盘基网柄菌柄细胞凋亡过程中，有类似Caspase-3蛋白表达，且伴随着细胞的凋亡，蛋白表达的量有所增加，提示参与了柄细胞凋亡过程。尽管是用鼠源单抗证实了盘基网柄菌细胞中存在Caspase-3蛋白，但还需要对其活性和性质进行验证，进一步了解盘基网柄菌细胞凋亡过程中Caspase-3分子的作用，为理解细胞分化与凋亡的联系、凋亡分子和细胞凋亡机制的进化途径提供理论依据。