PNAS:揭示隱花色素可引發炎性疾病的分子機制

2020-12-05 生物谷

科學家們都知道切斷機體的晝夜節律可以負向影響機體的化學作用，實際上，被夜班打亂作息周期的工人們更易於患慢性炎症疾病，比如糖尿病、肥胖甚至癌症。

近日，來自索爾克研究所的研究人員發現了一種聯繫晝夜節律紊亂和增加的炎症效應的分子，缺失了生物鐘組分隱花色素（CRY）可以導致信號系統的激活，進而增加機體炎症分子的水平。相關研究成果刊登在了近日的國際雜誌PNAS上。

隱花色素（CRY）充當了節點的作用，來緩解生物鐘活性，向生物機體傳遞信號；早晨，CRY就會停止抑制生物鐘效應，幫助機體恢復效應來應對新的一天。為了深入研究生物鐘組分在免疫功能中扮演的角色，研究者測定了缺失CRY基因的小鼠大腦下丘腦炎症介質的表達效應，通過一系列的實驗，結果表明CRY缺失的小鼠機體中特定炎症蛋白的水平發生了明顯的增加。

研究者Panda表示，我們的研究發現揭示了缺乏CRY可以激活某些促炎分子，揭示出了隱花色素在調節炎症細胞因子表達上的作用。同時研究者發現缺失隱花色素也可以激活NF-kB途徑，前期研究揭示了抑制該途徑或許是某些疾病的合適治療方法，比如NF-kB可以在某些癌症如多發性骨髓瘤中被激活，這將影響骨髓中抵禦感染的漿細胞，使其不斷增殖。最後研究者表示，目前的目標是找出如何在短期內抑制NF-kB活性來治療像糖尿病等疾病。（生物谷Bioon.com）

編譯自：Molecular Link Between Circadian Clock Disturbances and Inflammatory Diseases Discovered

Circadian clock protein cryptochrome regulates the expression of proinflammatory cytokines

Rajesh Narasimamurthya, Megumi Hatorib, Surendra K. Nayakb, Fei Liua, Satchidananda Pandab,1, and Inder M. Vermaa,1

Chronic sleep deprivation perturbs the circadian clock and increases susceptibility to diseases such as diabetes, obesity, and cancer. Increased inflammation is one of the common underlying mechanisms of these diseases, thus raising a hypothesis that circadian-oscillator components may regulate immune response. Here we show that absence of the core clock component protein cryptochrome (CRY) leads to constitutive elevation of proinflammatory cytokines in a cell-autonomous manner. We observed a constitutive NF–κB and protein kinase A (PKA) signaling activation in Cry1−/−;Cry2−/− cells. We further demonstrate that increased phosphorylation of p65 at S276 residue in Cry1−/−;Cry2−/− cells is due to increased PKA signaling activity, likely induced by a significantly high basal level of cAMP, which we detected in these cells. In addition, we report that CRY1 binds to adenylyl cyclase and limits cAMP production. Based on these data, we propose that absence of CRY protein(s) might release its (their) inhibition on cAMP production, resulting in elevated cAMP and increased PKA activation, subsequently leading to NF–κB activation through phosphorylation of p65 at S276. These results offer a mechanistic framework for understanding the link between circadian rhythm disruption and increased susceptibility to chronic inflammatory diseases.

相關焦點

  • PNAS:揭示表觀遺傳學修飾背後的精確分子機制
    2020年6月16日 訊 /生物谷BIOON/ --近日，一項刊登在國際雜誌Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究報告中，來自歐洲分子生物學實驗室的科學家們通過研究揭示了表觀遺傳學修飾背後的分子機制，DNA製造RNA進而製造蛋白質是分子生物學中的一項基本原理，基因表達的過程會以多種方式被嚴格調控
  • PNAS:揭示腸道菌群負面影響機體血糖水平的分子機制
    全球數百萬人都經歷著引發糖尿病的嚴重血糖問題，近日，來自福林德斯大學等機構的科學家們通過研究揭示了腸道菌群影響血清素從而負面影響機體血糖水平的分子機制，相關研究成果刊登在國際雜誌PNAS上。
  • 華中農大殷平課題組揭示藍光受體CRY2激活的分子機制
    Nature Plants | 華中農大殷平課題組揭示藍光受體CRY2激活的分子機制責編 | 逸雲11月16日，華中農業大學作物遺傳改良國家重點實驗室和生命科學技術學院殷平教授實驗室在Nature Plants發表了題為Structural insights into the photoactivation of Arabidopsis CRY2的研究論文，揭示了植物藍光受體隱花色素
  • 復旦團隊揭示神經退行性疾病的可能機制
    央廣網上海9月5日消息（記者傅聞捷）近日，復旦大學生命科學學院魯伯壎課題組利用點擊化學與均相時間分辨螢光手段，建立了同一種疾病蛋白的不同構象與其降解速率的聯繫，從全新角度揭示了神經退行性疾病的可能機制。
  • PNAS | 復旦揭示植物組蛋白分子伴侶識別組蛋白的結構基礎
    PNAS | 復旦大學董愛武團隊與麻錦彪團隊合作揭示植物組蛋白分子伴侶識別組蛋白的結構基礎來源 | 復旦大學NRP1以多種方式識別組蛋白H2A-H2B的分子機制。NRP1與轉錄因子WER相互作用調控根毛髮育的分子機制；2020年，董愛武團隊與甘建華團隊合作在 《核酸研究》 (Nucleic Acids Research)發表了WER識別DNA的分子基礎（點擊查看：WER轉錄因子識別DNA的分子基礎）。
  • 科學家揭示昆蟲變態發育潛在分子機制—新聞—科學網
    華南師範大學生命科學學院、昆蟲科學與技術研究所教授李勝團隊揭示昆蟲變態發育潛在分子機制，相關研究4月11日在線發表於美國《國家科學院院刊》。
  • PNAS | 清華大學黃善金課題組揭示花粉管頂端微絲聚合控制機制
    該研究綜合生物化學、遺傳學和活體成像技術揭示了腺苷酸環化酶相關蛋白1（adenylyl cyclase associated protein 1; CAP1）通過產生可聚合的單體肌動蛋白（G-actin）控制花粉管頂端從質膜上產生的微絲聚合。
  • 近期自身免疫性疾病研究領域重要研究成果一覽!
    他們證實這種相同的炎症機制也存在於體外培養的健康人肝細胞中，以及這種細菌存在於自身免疫疾病患者的肝臟中。【4】Nat Commun：突破！新研究揭示自身免疫性腎病是如何發生的？【5】PNAS：科學家揭示特殊自身免疫性疾病發生的分子機理doi：10.1073/pnas.1714027115
  • PNAS:揭示一種細菌蛋白促進癌症產生機制
    這項研究還揭示了一些細菌感染如何幹擾特定癌症藥物的機制。」這些研究人員利用免疫受損的小鼠作為一種模型來分析支原體感染對淋巴瘤產生的影響。他們比較了受到支原體感染的免疫受損小鼠和未受到感染的免疫受損小鼠有多快產生淋巴瘤。在這些受到支原體感染的免疫受損小鼠中，它們的支原體菌株來自一名HIV感染者。
  • PNAS:首次揭示了細胞自我修復的分子機制!
    一篇刊登在國際雜誌Proceedings of the National Academy of Sciences上題為「Evolutionarily diverse LIM domain-containing proteins bind stressed actin filaments through a conserved mechanism」的研究報告中，來自芝加哥大學等機構的科學家們通過研究首次揭示了細胞中自我修復的分子機制
  • 【中國科學報】鋁對人體生物毒性新分子機制獲揭示
    中科院上海應用物理所科研人員與中國石油大學教授黃方等合作，採用量子計算、經典分子動力學模擬與同步輻射能譜等譜學實驗相結合的方法，研究了鋁對蛋白結構的影響，提出了一種鋁對人體生物毒性的新分子機制。相關成果日前作為首頁插圖發表於德國《應用化學》雜誌。
  • PNAS:起始性DNA甲基化發生的分子機制
    DNA甲基化在哺乳動物細胞中普遍存在，參與轉錄調控、細胞分化等許多重要的生物學過程，但目前關於DNA甲基化的發生機制尚不清楚。本項工作中，研究人員用釀酒酵母作為研究系統，在本身不存在甲基化的酵母基因組上建立DNA甲基化譜式，揭示了組蛋白H3 N端尾部對於DNA甲基化不可或缺的作用。
  • PNAS解讀!科學家首次揭示了細胞自我修復的分子機制!
    Proceedings of the National Academy of Sciences上題為「Evolutionarily diverse LIM domain-containing proteins bind stressed actin filaments through a conserved mechanism」的研究報告中，來自芝加哥大學等機構的科學家們通過研究首次揭示了細胞中自我修復的分子機制
  • 鋁對人體生物毒性新分子機制獲揭示—資訊—科學網
    本報訊（記者黃辛）中科院上海應用物理所科研人員與中國石油大學教授黃方等合作，採用量子計算、經典分子動力學模擬與同步輻射能譜等譜學實驗相結合的方法
  • PNAS:揭示聯合固氮的分子機理
    P. stutzeri A1501染色體圈狀示意圖及基因表達譜比較生物谷報導：2008年5月21日，美國《國家科學院院刊》網絡版發表了由我國和國外專家合作完成的有關固氮分子機理的文章目前，從A1501基因組中已分離了芳香族化合物降解基因簇，鑑定了一個新型高抗草甘膦的EPSP合酶基因且已申請國際PCT專利，並開展了一系列生化與遺傳學研究，這不僅為探討穩定聯合固氮體系建立的分子機制提供了重要的理論依據，同時新型抗草甘膦等抗逆基因的獲得，將為優質高效抗逆農作物新品種培育提供新的功能基因來源，在農業生產中具有重要理論價值和應用前景。
  • PNAS:治療炎症性疾病的新分子靶標
    2014年10月8日訊 /生物谷BIOON/ --近日，Walter和Eliza Hall研究所科學家發現了一種小分子，可以阻止細胞死亡（細胞死亡會引發炎症）的一種形式——程序性壞死，這有助於尋找到治療炎症性疾病如類風溼關節炎，克羅恩病和銀屑病的潛在新療法。
  • PNAS:揭示特殊蛋白幹擾細胞抗癌機制促進癌症發生的分子機制
    2014年3月19日 訊 /生物谷BIOON/ --近日，來自石溪大學（Stony Brook University）的研究人員通過研究發現，名為STAT3的細胞蛋白幹擾細胞的抗癌機制並且促進癌症發展的分子機制，STAT3蛋白是在大多數人類癌症中過表達的一種蛋白質，相關研究刊登於國際雜誌PNAS上，該研究為理解癌症發展以及為開發新型靶向療法來抑制癌症提供了新的思路和希望
  • 生物物理所等在分子伴侶的動力學機制研究方面取得進展
    該論文報導了利用單分子螢光技術研究人源應激型Hsp70蛋白的構象動態及與輔分子伴侶Hsp40相互作用的動力學機制。Hsp70蛋白是分子伴侶系統的核心成員之一，參與細胞內蛋白質摺疊、轉運、降解等多種生理活動，對於維持細胞內蛋白質穩態平衡具有重要作用。