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Caveolae及其蛋白家族的生物学结构和功能的研究现状
胞膜窖(Caveolae)是存在于细胞膜表面大小约为50～100nm的多样化凹陷结构,其表面富有信号转导过程所涉及的大多数信号蛋白,行使多种生物学功能,是细胞的信号处理中心,主要承载抑制信号转导作用.窖蛋白(Caveolin)是Caveolae的特异性标志蛋白,细胞处于稳态或是由配体引导的信号行为,可通过形成脚手架区域(scaffold)固定各种信号分子.作为质膜上的永久的生物膜结构,Caveolae及Caveolin生理功能的研究逐渐受到人们的重视,尤其是在信号转导、胆固醇的运输、细胞内化及肿瘤抑制、肌细胞合成等方面.本文结合近几年来国内外的研究现状,对Caveolae的研究进展进行多角度概括介绍.
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Caveolin-1蛋白在直肠癌组织中的表达及其临床意义
目的 探讨Caveolin-1蛋白在直肠癌发生、发展过程中表达的变化及其临床意义.方法 应用免疫组化S-P法检测直肠癌旁正常组织20例、腺瘤26例及直肠癌88例中Caveolin-1蛋白的表达情况,并讨Caveolin-1蛋白表达与直肠癌各参数之间的联系.结果 Caveolin-1蛋白在癌旁正常组织中、腺瘤及直肠癌阳性表达率分别为85.0％(17/20)、57.7％(15/26)及29.5％(26/28),3组间两两比较,差异有统计学意义(P＜0.01);不同组织学类型癌组织Caveolin-1蛋白阳性表达率比较差异无统计学意义(P＞0.05);直肠癌浸润深度与浅度Caveolin-1的阳性率比较差异有统计学意义(P＜0.05);直肠癌高、中分化与低分化Caveolin-1的阳性率比较差异有统计学意义(P＜0.05);直肠癌区域淋巴结有转移与无转移Caveolin-1的阳性率比较差异有统计学意义(P＜0.05);直肠癌有远处转移与无远处转移Caveolin-1的阳性率比较差异无统计学意义(P＞0.05).结论 Caveolin-1蛋白在癌旁正常黏膜、腺瘤及癌组织中呈渐进性低表达,可能在直肠癌的发生、发展中起重要作用,有可能成为直肠癌非常重要的生物学标志物.
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窖蛋白-1对血管张力的影响
Palade和Yamada分别于1953年和1955年,在电子显微镜下发现caveolae(胞膜窖)[1].近年来,对caveolae及其组分蛋白caveolin(窖蛋白)的研究较多,临床上发现许多疾病的发生发展与其密切相关:caveolae缺失可导致脂代谢障碍、肌萎缩、心血管疾病及癌症等[2].例如:caveolae/caveolin-1 与动脉粥样硬化(As)病变、冠心病发生有关:表达于血管内皮细胞表面的caveolae参与LDL的胞吞作用,促进LDL在内膜下沉积,导致脂质斑块的形成,因此,caveolae的缺失可延缓As的发展[2-3];脂肪细胞表面的caveolae参与转运大颗粒脂滴进入细胞,促进机体对血糖的利用,防止脂代谢障碍型糖尿病的发生[4];caveolin-1与肺癌、胰腺癌、乳腺癌及前列腺癌等多种癌症的发生发展有关[5-8],并参与癌细胞浸润与转移[9];此外,caveolin-1与肺动脉高压的关系将在后文中阐述.本综述重点讨论caveolae/caveolin-1对心血管系统的影响.
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胞膜窖及窖蛋白-1在脓毒症中的作用
胞膜窖（caveolae）是1953年由Palade在电子显微镜下首先发现的，当时命名为外胞质膜泡，之后日本科学家Yamada将其命名为胞膜窖，当时对它的研究比较局限，因此人们对其功能知之甚少。直到20世纪90年代，随着胞膜窖的膜蛋白窖蛋白（CAV）的发现，应用分子技术研究其功能才正式开始，有关胞膜窖的秘密才逐渐被揭示。
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窖蛋白的结构与功能及其在骨关节炎研究中的进展
胞膜窖(caveolae)是细胞质膜表面特异性的内陷囊状结构,而窖蛋白(caveolin)是构成caveolae的标志性结构分子.近年来,随着研究的深入,caveolae和caveolin的细胞生理作用日益受到人们的重视,尤其是在细胞内物质转运,稳定胆固醇,细胞信号转导,细胞周期调控等方面有着重要的意义,而在衰老性疾病(如阿尔茨海默病、肌肉退行性病变等)的发病过程中作为一个衰老因子的作用越来越得到肯定.
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窖蛋白-1与急性肺损伤
窖蛋白-1 (Caveolin-1,Cav-1)作为胞膜窖的标志蛋白,介导许多生理和病理过程,包括胞膜窖的形成、膜泡运输、维持细胞胆固醇稳态、信号转导和肿瘤的发生.Cav-1广泛存在于多种肺部细胞中,在急性肺损伤(acute lung injury,ALI)中扮演着十分重要的角色.其中ALI的严重阶段急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)的发病率和死亡率非常高.近年来,许多研究表明Cav-1在ALI的发病机理中起到至关重要的作用.文中就近年来Cav-1与急性肺损伤的关系及其在ALI发生和发展过程中的作用进行综述.
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Caveolin-1在大鼠肝脏不同发育阶段的表达及意义
胞膜窖(Caveolae)是一种细瓶颈状的细胞膜内陷结构,由Palade等(1953)首次发现,后来由Yamada命名.Caveolin-1是相对分子质量为21 000～24 000的整合膜蛋白,是胞膜窖的主要结构成分.至今已克隆到caveolin基因家族中的3个成员:CAV1、CAV2和CAV3.因组织分布和序列结构的不同,又可产生5种mRNA和6种基因产物,分别命名为窖蛋白1α、1β、2α、2β、2γ和3[2].
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Caveolin-1在大肠癌组织中的表达及其临床生物学意义
目的 探讨Caveolin-l蛋白在人大肠癌发生、发展过程中表达的变化及其临床生物学意义.方法 应用免疫组化S-P法检测92例大肠癌、27例腺瘤及22例癌旁正常黏膜组织中Caveolin-1蛋白的表达情况,并探讨Caveolin-1蛋白表达与大肠癌各临床病理学参数之间的关系.结果 Caveolin-1蛋白在大肠癌、腺瘤与癌旁正常黏膜组织中阳性表达率的差异有统计学意义(P＜0.01),分别为29.35%、59.26%和86.36%.Caveolin-1蛋白在不同组织学类型癌组织中阳性表达率的差异无统计学意义(P＞0.05),但与大肠癌的分化程度、浸润深度及区域淋巴结有无转移有关(P＜0.05).在有无远处转移的比较中显示Caveolin-1的阳性表达率无统计学差异(P＞0.05).结论 Caveolin-1蛋白在癌旁正常黏膜、腺瘤及癌组织中呈渐进性低表达,可能在大肠癌的发生发展中发挥作用,在大肠癌的恶性演进和转移中具有重要意义,可能作为大肠癌重要的生物学标志物.
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窖蛋白-1在小鼠不同发育时期成釉细胞中的免疫电镜观察
目的:观察窖蛋白-1(Caveolin-1)在小鼠不同发育时期成釉细胞中的超微结构定位.方法:取胚胎发育第16.5天、第18.5天和出生第2.0天的C57BL/6小鼠下颌第一磨牙牙胚,HE染色、透射电镜观察不同发育时期成釉细胞的组织学形态及超微结构变化,免疫电镜技术观察Caveolin-1在成釉细胞中的超微结构定位.结果:在各个发育阶段的成釉细胞细胞膜上均可见形态类似于胞膜窖的凹陷状结构,随着成釉细胞逐渐发育成熟,细胞器数量逐渐增多;在不同发育阶段的成釉细胞中均可见Caveolin-1免疫阳性颗粒,在成熟成釉细胞的内质网腔中也可检测到Caveolin-1免疫阳性颗粒.结论:在小鼠下颌第一磨牙牙胚成釉细胞中,Caveolin-1定位于成釉细胞的细胞膜及成熟成釉细胞的内质网中.
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窖蛋白-1与肺癌的研究进展
1953年Palade在电子显微镜下发现血管内皮细胞表面有一些颈瓶状的内陷结构.1955年Yamada在膀胱上皮细胞表面发现同类结构,并将其命名为胞膜窖(Caveolae).胞膜窖是细胞质膜表面特异性的内陷微区,亦称为细胞质膜微囊、小凹.
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胞膜窖及其蛋白对离子通道的作用
胞膜窖(caveolae)是存在于多种细胞表面的小凹结构,其标志蛋白小凹蛋白(caveolin)在信号转导中起着中心调控作用.Caveolin可与多种蛋白结合,它与离子通道蛋白结合可调节离子通道的活性,维持机体多种生理活动的平衡.Caveolae可调节钾离子通道的活性,与钠离子通道结合可以调节心肌动作电位的产生,caveolin-i对容积调控氯通道(volume-regulated anion channels,VRAC)也是一个必要条件,caveolin-1和caveolin-3还对动脉平滑肌细胞中的钙离子起平衡调控作用.研究caveolin对离子通道活动的影响对于探索一些生命现象的基本机制将有重要意义.
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小窝蛋白-1在肾透明细胞癌中的表达及其临床意义
目的 探讨小窝蛋白-1(cw-1)表迭在肾透明细胞癌(RCCC)的生物学行为关系及其临床意义.方法 采用免疫组化PV-9000法检测74例RCCC标本和14例正常肾组织中cav-1的表述情况,并分析其与肿瘤临床分期、病理组织学分级等参数间的关系.结果 cav-1在正常肾组织100%阳性表达;在KCCC中cav-1阳性表达率为39.2%(29/74).cav-1阳性表达率在不同的KCCC临床分期或不同组织学分级中的差异有显著性(P<0.01).结论 cav-1在低分级、低分期RCCC中呈缺失性表达,cav-1在高分级、高分期ECCC呈相对高表达.car-1的表达与RCCC的生物学行为有明显关系,可望作为反映RCCC发展变化有用的生物学标记.
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Caveolin-1在急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征发病机制中的作用进展
1953年Palade在电镜下发现血管内皮细胞表面有一些细颈瓶状的内陷结构,2年后Yamada在膀胱上皮细胞表面发现同类结构,并将其命名为胞膜窖(caveolae,Cle).
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胞膜窖/窖蛋白的生物学功能
胞膜窖(caveolae)是细胞质膜表面特异性的内陷微区,亦称为细胞质膜微囊、小凹.主要由脂类和蛋白质组成.脂类成分主要包括胆固醇、鞘糖(glycosphingolipids GSLA)、鞘磷脂(sphingomyelin SPH),这三者构成caveolae的脂质核心.它主要存在于高度分化的细胞,在内皮细胞、上皮细胞、皮纤维细胞、平滑肌细胞、脂肪细胞中尤为丰富[1].
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高胆固醇上调Caveolin-1的表达
为了研究高胆固醇血症对血管内皮细胞膜上Caveolin-1表达的影响.用免疫组织化学的方法检测了高胆固醇血清刺激的培养人脐静脉内皮细胞株ECV-304细胞以及高脂血症大鼠动脉内皮上Caveolin-1表达量的动态变化.发现高胆固醇可上调体内外内皮细胞膜上Caveolin-1的表达.在高血脂模型初期,Caveolin-1的表达量与高血脂水平的维持时程成正相关;在高胆固醇血症模型后期,血管内皮细胞膜上Caveolin-1的表达略有下降.
