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Caihz读过的文献

《Hallmarks of aging: An expanding universe》

·衰老的标志本质上是相互作用的。

·衰老的十二个标志:DNA不稳定性(基因组完整性受到内外源化学、物理和生物因素的威胁,导致DNA损伤和基因组突变,这些改变可能促进正常和病理衰老)、端粒缩短、表观遗传改变(DNA甲基化模式的改变、组蛋白的异常后翻译修饰、染色质重塑和非编码RNA的失调)、蛋白质稳态丧失(如阿尔茨海默病、帕金森病等)、营养感知失调(通过药物或基因治疗干预该网络可能延缓衰老)、线粒体功能障碍、细胞衰老(细胞衰老是一种应对损伤的反应,与多种非增殖性疾病有关)、干细胞耗竭(与组织更新减少和损伤修复能力下降有关)、细胞通信改变(影响组织稳态和激素信号)、自噬功能障碍(自噬是细胞清除损伤蛋白质和细胞器的重要机制)、慢性炎症(与多种与年龄相关的疾病有关)、菌群失调(通过调节菌群可能延缓衰老)。

·衰老标志必须满足三个标准:随年龄增长出现的改变、通过实验加强衰老标志可以加速衰老、通过治疗干预衰老标志可以减缓、停止或逆转衰老。

·通过实验方法,如基因敲除、药物治疗、营养限制等,来研究衰老标志对衰老过程的影响。

《The landscape of aging》

·衰老是生理完整性逐渐恶化的过程,导致功能能力受损,最终增加死亡风险。

·衰老是多种慢性疾病的主要风险因素,包括心血管疾病、糖尿病、神经退行性疾病和癌症。

·近年来,衰老研究取得了前所未有的进展,发现衰老速率至少部分由进化上保守的遗传途径和生物过程控制。

·细胞层面上,衰老与细胞增殖的永久性停滞有关,这与干细胞衰老和组织功能及再生能力下降有关。

·成体或组织干细胞在维持组织稳态和再生中起着关键作用。干细胞衰老是一个复杂的过程,涉及DNA损伤、表观遗传变化、细胞周期改变、氧化应激和线粒体功能障碍等。

·文章分析了不同组织和器官中衰老的分子标记和潜在驱动因素,以及与年龄相关的功能障碍和疾病。

·通过消除衰老标志物可以延长动物模型的健康寿命,这促使研究人员开发针对衰老途径的策略或直接清除衰老细胞,还可以通过饮食和生活方式的改变、基因治疗、抗体或小分子药物来延迟衰老。

《Visualizing Dynamics of Cell Signaling In Vivo with a Phase Separation-Based Kinase Reporter》

·细胞内激酶活性的动态可视化对于理解细胞和发育生物学的机制至关重要。

·通过多价蛋白-蛋白相互作用,设计了一种基于相分离的激酶活性报告器SPARK,能够在活体动物中直接观察激酶信号传导。

·利用同源寡聚螺旋结构域(HOTags)实现多价相互作用,通过激酶活性依赖的蛋白-蛋白相互作用(PPI)诱导相分离,形成高亮度的荧光液滴。

·通过将激酶底物肽与EGFP融合,并引入HOTags,构建了SPARK报告器。选择EGFP作为荧光蛋白,因为它不需要除分子氧以外的任何辅助因子,并且在多种细胞和动物模型中得到了验证。

·通过FKBP和Frb的相互作用,设计了一种可诱导的蛋白相分离平台,利用rapamycin诱导PPI。

·利用PKA特异性底物序列和FHA 1结构域,构建了基于SPARK的PKA报告器(PKA-SPARK)。PKA-SPARK在活细胞中能够响应β肾上腺素受体激动剂异丙肾上腺素的刺激,形成荧光液滴,且信号响应时间约为20秒,具有可逆性。

·ERK报告器的构建: 利用ERK活性感应序列和WW结构域,构建了基于SPARK的ERK报告器(ERK-SPARK)。ERK-SPARK能够响应表皮生长因子(EGF)的刺激,在活细胞中形成荧光液滴,且信号响应时间约为20秒,具有可逆性。

·在果蝇和斑马鱼中表达了SPARK报告器,能够在活体动物中观察到动态的激酶信号传导。

·SPARK报告器具有大动态范围、高亮度和快速动力学,能够在活体动物中直接观察激酶信号传导的动态变化。

·SPARK报告器的模块化设计将有助于开发其他激酶的报告器,为研究活体动物中的信号传导网络提供有力的工具。

《A rapid fluorogenic GPCR–b-arrestin interaction assay》

·G蛋白偶联受体(GPCR)是动物界中最大的受体家族,人类基因组编码超过800种GPCR。

·Trio检测系统: 基于三部分GFP的Trio检测系统能够有效检测GPCR与β-arrestin的相互作用,具有高信噪比和快速响应时间。

·该系统由三部分组成,每部分包含β-链的不同部分,其中β1-9包含形成荧光团的三个氨基酸,β11包含催化荧光团成熟的Glu 222。通过将β11融合到GPCR的C末端,将β10融合到β-arrestin的N末端,当GPCR激活时,β10和β11接近,支持β1-9的稳定结合,重组GFP并发展绿色荧光。

·β2AR、NK 1R和MOR的激动剂均能触发相应受体β11C末端融合蛋白表达的HEK 293细胞中绿色荧光的出现。

·Trio检测系统成功应用于PAR 1激活的研究,揭示了PAR 1激活时与β-arrestin相互作用的关键残基。Trio检测系统为基于细胞的GPCR研究提供了新的工具,有助于深入理解GPCR的结构基础和功能。

《Structure-guided design of a reversible fluorogenic reporter of protein-protein interactions》

·PPIs参与几乎所有主要生物过程的蛋白质复合体的形成和解离。尽管一些PPIs已被生化方法鉴定,但全球蛋白质组方法已识别出更多的潜在蛋白质关联,这些方法最终将建立蛋白质相互作用网络。

·在HEK 293细胞中表达UnaG片段,并在添加雷帕霉素后进行时间延迟荧光成像。分析了添加雷帕霉素后五个代表性细胞的绿色荧光。荧光在1分钟内被检测到,并在10分钟内达到平台期,半最大时间值(T1/2)约为5分钟。使用FK506抑制FKBP和Frb相互作用,观察到绿色荧光随时间减少,表明uPPI荧光是可逆的。

·uPPI的荧光信号发展迅速,与GFP基PCA相比,具有较低的背景荧光和可逆性。uPPI克服了GFP基PCA的两个主要限制。

·uPPI可能对于在低氧条件下成像蛋白质相互作用非常有用,并且可以与基于细菌光敏蛋白的红外荧光PCA一起使用,以同时成像两对PPIs,这对于可视化通常由两个以上蛋白质组分组成的信号通路的时空动态至关重要。

《Rational Design of a GFP-Based Fluorogenic Caspase Reporter for Imaging Apoptosis In Vivo》

·开发了一种基于绿色荧光蛋白(GFP)的荧光蛋白酶报告系统,通过“拉链”设计,使得分裂的GFP片段在特定蛋白酶切割前无法自组装和形成荧光团,从而在蛋白酶切割后释放出强烈的荧光信号,用于体内检测蛋白酶活性。该系统在斑马鱼胚胎中成功实现了对细胞凋亡的时空分辨率成像,为研究动物发育、组织稳态维持和疾病中的细胞凋亡提供了重要工具。

·ZipGFP报告系统在体内检测细胞凋亡方面具有显著优势,其荧光增强幅度远大于FRET报告系统中的供体和受体荧光团的变化,使得该系统成为研究动物发育、组织稳态维持和疾病中细胞凋亡的重要工具。此外,ZipGFP报告系统还可能用于设计其他蛋白酶的报告系统,对于研究生物过程中的蛋白酶活性具有重要意义。

《Designing a Green Fluorogenic Protease Reporter by Flipping a Beta Strand of GFP for Imaging Apoptosis in Animals》

·一种叫做半胱天冬酶的蛋白酶家族介导动物细胞凋亡信号。我们报道了一个基于GFP的荧光蛋白酶报告基因,被称为“FlipGFP”,通过翻转GFP的一条beta链。在蛋白酶激活和裂解后,-链被恢复,导致GFP和荧光的重组。基于flipgfp的TEV蛋白酶报告基因实现了100倍的荧光变化。一个基于flipgfp的刽子手caspase报告基因以时空分辨率观察了活斑马鱼胚胎的凋亡。FlipGFP还显示了果蝇中肠中的凋亡细胞。因此,基于flipgfp的半胱天蛋白酶报告基因将有助于监测动物发育过程中的细胞凋亡,以及设计半胱天蛋白酶以外的蛋白酶报告基因。该设计策略可进一步应用于红色荧光蛋白的工程红色荧光蛋白酶报告蛋白。

《Dynamic Imaging of Small Molecule Induced Protein−Protein Interactions in Living Cells with a Fluorophore Phase Transition Based Approach》

·蛋白−蛋白相互作用(PPIs)介导细胞内的信号转导。调节PPIs的小分子是生物学和生物医学的重要工具。小分子诱导的PPIs的动态成像表征并验证了这些在活细胞中的分子。因此,为小分子诱导的蛋白−蛋白关联和解离的动态可视化而开发在活细胞中的细胞分析方法是很重要的。在此,我们应用了一种基于荧光团相变的原理,并设计了一种名为SPPIER(基于相的蛋白相互作用分离报告物)的PPI检测方法。SPPIER利用了绿色荧光蛋白(GFP),因此进行了基因编辑。在小分子诱导的PPI后,SPPIER在活细胞中迅速形成高荧光的GFP液滴。SPPIER检测免疫调节药物(IMiD)诱导的cereblon蛋白与转录因子Ikaros之间的PPI。它还可以检测IMiD类似物(如CC-885)诱导的cereblon蛋白和GSPT1之间的PPI。

《A Panoramic View of Cell Population Dynamics in Mammalian Aging》

·我们身体中的某些脆弱细胞,或许正是决定衰老进程的关键所在。捕捉这些在衰老中尤为脆弱的细胞状态,成为破解衰老奥秘的一大挑战。

·研究团队创新性地提出了“细胞敲落”(cell-knockdown)策略,通过引入免疫缺陷小鼠模型,构建全身成熟淋巴细胞的敲落。借助这一策略,研究揭示了免疫细胞如何通过复杂的协同调控网络影响其他细胞群体的变化,为探索免疫系统在衰老中的作用机制提供了宝贵的实验依据。

·在早期阶段(3至12个月),衰老主要表现为脂肪、肌肉等组织中关键细胞的减少,例如与代谢相关的细胞亚群逐渐耗竭,这种变化通常与器官功能自然衰退有关。而在晚期阶段(12至23个月),免疫细胞群体的显著扩增成为衰老的主导特征,这表明晚期衰老以系统性炎症为主。衰老过程中细胞动态的非线性特征反映了不同生命阶段细胞调控机制的差异性。在不同生命时期,衰老相关细胞群体来源于不同的细胞谱系和器官。这种复杂性强调了从细胞层面深入研究衰老的必要性,识别不同生命时期的关键调控点,从而制定更精准的抗衰老策略。

·在早期阶段(3至12个月),衰老主要表现为脂肪、肌肉等组织中关键细胞的减少,例如与代谢相关的细胞亚群逐渐耗竭,这种变化通常与器官功能自然衰退有关。而在晚期阶段(12至23个月),免疫细胞群体的显著扩增成为衰老的主导特征,这表明晚期衰老以系统性炎症为主。衰老过程中细胞动态的非线性特征反映了不同生命阶段细胞调控机制的差异性。在不同生命时期,衰老相关细胞群体来源于不同的细胞谱系和器官。这种复杂性强调了从细胞层面深入研究衰老的必要性,识别不同生命时期的关键调控点,从而制定更精准的抗衰老策略。