张云研究组3,4月接连发表文章获新成果

【字体: 时间:2011年04月08日 来源:生物通

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  早年毕业于华东理工大学,中科院昆明动物研究所的张云研究员主要从事两栖爬行动物毒素蛋白多肽分子生物多样性,结构与功能研究。近期其研究组接连发表文章,解析胃肠道粘膜损伤修复机制,和血小板凋亡机制。

  

生物通报道:早年毕业于华东理工大学,中科院昆明动物研究所的张云研究员主要从事两栖爬行动物毒素蛋白多肽分子生物多样性,结构与功能研究。近期其研究组接连发表文章,解析胃肠道粘膜损伤修复机制,和血小板凋亡机制。

粘膜是人体与外界的第一道屏障。人们生活中的体会在于大量摄取酒精、辣椒等刺激物,或长期服用非甾体类消炎镇痛药(如阿斯匹林)以及肿瘤病人化疗后均可引起胃痛、腹泻和口腔溃烂等疾病症状,那是因为消化道粘膜损伤和溃疡的缘故。

脊椎动物三叶因子(trefoil factors, TFFs)广泛分布在上皮系统中,与粘膜保护,损伤修复和肿瘤密切相关,在胃肠道粘膜的损伤修复中起到重要的作用。目前已证明三叶因子缺陷型小鼠导致极高的胃癌发生率,肠道粘膜修复功能的丧失,造成炎症、腹泻直至危机生命。自三叶因子发现二十多年来,揭示其分子作用机制,尤其是鉴定介导其生物学功能的细胞膜受体是相关领域科学家致力解决的关键问题。

近期张云研究组的张勇博士等人利用两栖类三叶因子生物活性高和可激活血小板的特点,分析了胃肠道粘膜损伤修复机制,这一研究成果公布在国际知名Cellular and Molecular Life Sciences 杂志上。

研究人员利用两栖类三叶因子生物活性高和可激活血小板的特点,采用药理学,分子细胞生物学和受体缺失型研究技术和手段确立了细胞膜G-蛋白偶联蛋白酶激活受体(Protease-Activated Receptor 1, PAR1)是两栖动物三叶因子作用的膜受体;在此基础上,以两栖类三叶因子的分子作用机制为线索,揭示了人三叶因子2(hTFF2)通过作用于PAR4受体而诱导细胞迁移和粘膜修复的细胞分子生物学机制(发明专利申请号201010183337.2),这项研究结果促进了人粘膜保护,损伤和修复生理病理机制的解析,也为基于三叶因子和PAR受体的粘膜修复药物研发和设计改造提供了科学依据。

另外一篇文章中,研究人员发现独立于血小板活化的血小板凋亡通路。相关研究成果在线发表在国际知名血栓与止血杂志《Thrombosis and Haemostasis》上。

血小板的主要生理功能是参与止血及血栓形成,并在动脉粥样硬化,肿瘤转移和炎症反应等过程中起着重要的作用。体内是否存在独立于血小板激动剂的血小板凋亡诱导因子,血小板体内清除的机制是目前有待解决的重要问题。

随着基因组学的发展,大量测序结果显示除眼睛以外,betagamma-晶状体蛋白广泛表达于呼吸道、胃肠道和生殖道等上皮组织中,但对它们的功能和分子作用机制目前未知。脊椎动物三叶因子广泛分布在粘膜上皮中,与粘膜保护,损伤修复和肿瘤抑制密切相关。

研究人员首先从云南产大蹼铃蟾(Bombina maxima)皮肤中获得了具强烈生物学活性的天然betagamma-晶状体蛋白和三叶因子复合物betagamma-CAT。高茜博士在张云研究员指导下,进一步以betagamma-CAT为分子探针,发现独立于血小板活化的血小板凋亡通路。betagamma-CAT并不引起血小板的激活,但能引起血小板凋亡,而且其效应是外钙内流依赖的。

该研究为揭示betagamma-晶状体蛋白与三叶因子的生理病理功能和分子作用机制,以及它们所整合的细胞调节通路在粘膜修复、炎症和肿瘤中的作用位置及新药物作用靶点的发现提供了新思路和有力线索。

(生物通:万纹)

作者简介:

张 云 
研究员 博士生导师

44岁, 1984年毕业于华东理工大学,获学士学位。1987年赴法国巴斯德研究所进行联合培养,1992年获博士学位。1993-1995年在法国巴斯德研究所从事博士后研究。1997-1998年,美国新墨西哥大学医学院访问学者;1998-1999香港科技大学生物技术研究所访问学者;1999-2000年,中国科学院“知识创新”工程西南基地“动物活性蛋白多肽组学”学科团组学术带头人;2001年至今,中国科学院“知识创新”工程西南基地“动物毒素结构与功能”首席学科负责人。中科院昆明动物研究所所学术委员会委员;国家科技核心刊物“动物学研究”学报编委;国际毒素学会会刊《Toxicon》编委;国际生物毒素学会亚太地区理事;中国毒理学会生物毒素委员会理事;云南省动物学会理事;云南省生物化学学会理事。

研究方向

该研究小组长期系统开展两栖爬行动物毒素蛋白多肽分子生物多样性,结构与功能研究。通过对两栖爬行动物毒素蛋白多肽家族的结构变异与功能分化,作用机理和生物学意义进行的系统研究,为探索生物适应机制及其分子基础,功能基因组进化特征,人类自身生理、病理分子机制等科学问题提供了优良基础知识和研究模型,也为临床创新治疗药物的开发提供先导结构。长期从事蛋白多肽多基因家族分子功能基因组的克隆、表达、结构模拟及新分子构建研究工作;动物毒素功能蛋白多肽的作用机理(酶活性、配体-受体等),构效关系研究以及毒素多基因家族分子与人内源性分子构效关系比较研究。目前主要开展两个方面的工作:一是构建在理论和应用上都有较大意义的有毒毒物(蛇、两栖类)毒腺cDNA库,获得200-300个目标蛋白酶基因克隆,测定全序列。竹叶青蛇毒类凝集素类物质结构与功能研究,生物活性测定,血小板膜位点探讨。二是分离纯化的大蹼铃蟾皮肤活性蛋白多肽的结构与功能研究,体内作用靶点探讨。两栖类皮肤活性蛋白多肽进一步分离及生物活性鉴定工作(主要指大蹼铃蟾和蟾蜍)。利用分子凝胶过滤,FPLC离子交换,HPLC进行传统中药蟾蜍皮肤分泌物分离纯化,将各成份作生物活性检测。进行各种动物内脏平滑肌的离体测定,广谱抗菌活性检测,膜片钳技术观察其对离子通道的影响;注重筛选具有心血管系统活性,免疫调节活性和抗微生物活性的新的两栖类皮肤活性肽。

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