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张云团队揭示两栖动物三叶因子在胃肠道粘膜修复及血小板凋亡中的分子机制

张云研究员及其团队来自中科院昆明动物研究所,主要研究两栖爬行动物毒素蛋白多肽的分子生物多样性、结构与功能。近期,该团队发表了多篇重要论文,深入解析了胃肠道粘膜损伤修复机制及血小板凋亡的分子调控路径。

粘膜作为人体与外界环境的第一道防线,其损伤常由大量摄入酒精、辣椒等刺激物,或长期服用非甾体抗炎药(如阿司匹林)、肿瘤化疗引起,表现为胃痛、腹泻、口腔溃疡等症状,根源在于消化道粘膜的损伤与溃疡。

脊椎动物中的三叶因子(Trefoil Factors, TFFs)广泛存在于上皮组织,参与粘膜保护、损伤修复及肿瘤抑制。研究表明,三叶因子缺失的小鼠表现出极高的胃癌发病率及肠道粘膜修复功能丧失,导致炎症和腹泻,严重时危及生命。尽管三叶因子发现已有二十余年,识别其介导生物学功能的细胞膜受体仍是领域内的关键科学难题。

张云团队利用两栖动物三叶因子生物活性高且能激活血小板的特性,结合药理学、分子细胞生物学及受体缺失型小鼠模型,确认了G蛋白偶联蛋白酶激活受体1(Protease-Activated Receptor 1, PAR1)为两栖动物三叶因子的膜受体。进一步研究揭示,人类三叶因子2(hTFF2)通过作用于PAR4受体,诱导细胞迁移和胃肠道粘膜修复的分子机制(相关发明专利申请号201010183337.2)。该成果不仅深化了对粘膜保护与修复的生理病理机制理解,也为基于三叶因子及PAR受体的粘膜修复药物研发提供了理论依据。

此外,团队另一项研究发现了一条独立于血小板激活的血小板凋亡通路。血小板在止血、血栓形成及动脉粥样硬化、肿瘤转移和炎症反应中发挥重要作用,但其是否存在独立于激动剂的凋亡诱导因子及清除机制尚未明确。

随着基因组学进展,betagamma-晶状体蛋白被发现广泛表达于呼吸道、胃肠道和生殖道等上皮组织,但其功能和分子机制尚不清楚。张云团队从云南大蹼铃蟾(Bombina maxima)皮肤中分离出具有强生物活性的天然betagamma-晶状体蛋白与三叶因子复合物betagamma-CAT。以betagamma-CAT为分子探针,团队发现其能诱导血小板凋亡,且该过程依赖外钙内流,但不引起血小板激活,揭示了新的血小板凋亡调控机制。

该研究为betagamma-晶状体蛋白与三叶因子在粘膜修复、炎症及肿瘤中的生理病理功能及其分子作用机制提供了新视角,并为相关新药靶点的发现和设计提供了科学依据。

(生物通:万纹)

(责任编辑:glia)