Dispensable role of Rac1 and Rac3 after cochlear hair cell specification.
Rac 小 GTP 酶在内耳胚胎发育中发挥重要作用，但其在耳蜗毛细胞（HC）谱系确定后的功能仍不清楚。本研究利用 GFP 标记的 Rac 质粒和表达 Rac1 荧光共振能量转移（FRET）生物传感器的转基因小鼠，揭示了 Rac 在耳蜗毛细胞中的亚细胞定位与激活状态。进一步在 Atoh1 启动子控制下构建了 Rac1 条件敲除（Rac...
Regulation of local GTP availability controls RAC1 activity and cell invasion.
活细胞中 GTP 的生理变化一直未被认为能调控 RAC1 激活，因为色谱或质谱测得的胞内 GTP 浓度远高于体外测定的 RAC1-GTP 解离常数（Kd）。本文结合遗传编码 GTP 生物传感器与 RAC1 活性生物传感器，证明在活细胞中，围绕 RAC1-GTP Kd 波动的 GTP 水平与 RAC1 活性变化相关。此外，RAC1 在...
Identification of guanine nucleotide exchange factors that increase Cdc42 activity in primary human endothelial cells.
Rho GTPase 家族参与肌动蛋白动力学并调控内皮屏障功能，其中 Cdc42 是主要的促屏障 Rho GTPase。目前内皮细胞中 Cdc42 信号网络的调控机制仍缺乏分子细节。本研究聚焦于内皮细胞中表达的 15 种 Rho 鸟苷酸交换因子（GEF），利用单细胞 FRET 生物传感器在原代人脐静脉内皮细胞中监测其对 Cdc42 ...
Differential phosphorylation regulates the shear stress-induced polar activity of Rho-specific guanine nucleotide dissociation inhibitor α.
Rho特异性鸟苷酸解离抑制因子α（RhoGDIα）的活性受其不同氨基酸位点磷酸化的调控，这些位点可能在细胞迁移过程中局部Rho GTP酶激活中发挥关键作用。本研究旨在探讨磷酸化对剪切应力诱导的空间RhoGDIα活性的影响。基于用于活细胞检测RhoGDIα活性的荧光共振能量转移（FRET）生物传感器sl-RhoGDIα，作者设计了磷酸...
Voltage-dependent activation of Rac1 by Na
离子通道可通过改变离子通量调节细胞膜电位（Vm）和细胞迁移，但 Vm 调控迁移的机制尚不清楚。本研究显示，Nav1.5 钠通道在非兴奋性乳腺癌细胞中承载持续性内向 Na+ 电流，可在分钟时间尺度上去极化静息 Vm。这种 Nav1.5 依赖的 Vm 去极化增加迁移细胞前缘处 Rac1 与磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserin...
SWAP70 undergoes dynamic conformational regulation at the leading edge of migrating cells.
肌动蛋白细胞骨架的重排部分依赖于Rho家族小GTP酶在局部动态激活与失活。SWAP70可结合并激活小GTP酶RAC1，同时结合丝状肌动蛋白和PIP3。本研究构建了一种编码型生物传感器，利用Förster共振能量转移（FRET）在活细胞中实时显示SWAP70的构象变化。该传感器将mTurquoise和Venus分别融合于SWAP70两...
P-Rex1 is dispensable for Erk activation and mitogenesis in breast cancer.
磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸依赖性 Rac 交换因子 1（P-Rex1）是生长因子诱导 Rac1 激活的关键介质，Rac1 是一种广泛参与肌动蛋白细胞骨架重组的小 GTP 结合蛋白。该鸟嘌呤核苷酸交换因子（GEF）在人类腔隙型乳腺癌中过表达，其表达与疾病进展、转移扩散和预后不良相关。尽管 P-Rex1 对 Rac 激活和细胞运动的...
Gradients of Rac1 Nanoclusters Support Spatial Patterns of Rac1 Signaling.
Rac1 是一种调控肌动蛋白分支与细胞前缘片状伪足伸缩的小分子 RhoGTPase 开关。既往生物传感器成像显示，细胞突起区域存在活性 GTP 结合 Rac1 的梯度分布。本文利用活细胞单分子成像与超分辨显微镜，进一步揭示 Rac1 的超分子组织形式：约 20% 的膜结合 Rac1 被固定于含 50–100 个分子的纳米簇中。这些纳...
Neurodevelopmental disease-associated de novo mutations and rare sequence variants affect TRIO GDP/GTP exchange factor activity.
双相情感障碍、精神分裂症、自闭症和智力障碍等神经发育疾病严重影响数百万患者，但治疗进展受限于对分子机制认识不足。本研究通过靶向检索发现，编码330 kDa三重功能结构域（TRIO）蛋白的基因在神经发育疾病中存在新发突变富集。作者制备多种TRIO抗体，证明较小TRIO9亚型是脑内主要蛋白产物，且出生后水平下降。TRIO9含两个鸟苷酸交...
Activation of RhoA, but Not Rac1, Mediates Early Stages of S1P-Induced Endothelial Barrier Enhancement.
内皮屏障功能受损是炎症的重要特征。Rho 家族 GTP 酶对调节内皮屏障功能至关重要，但其在鞘氨醇-1-磷酸（S1P）诱导的内皮屏障增强中的具体作用仍不清楚。本研究采用人脐静脉内皮细胞（HUVEC）和人真皮微血管内皮细胞（HDMEC）单层培养模型，利用电细胞-基底阻抗传感器（ECIS）测定跨内皮电阻（TER）评估屏障功能。结果显示，...
Cleavage of Hyaluronan and CD44 Adhesion Molecule Regulate Astrocyte Morphology via Rac1 Signalling.
细胞与细胞外环境的通讯对其生理和病理功能至关重要，星形胶质细胞亦如此。目前星形胶质细胞与细胞外基质（ECM）蛋白相互作用的机制仍不清楚。透明质酸（HA）是脑内 ECM 的主要成分，其主要受体 CD44 表达于部分星形胶质细胞。由于星形胶质细胞功能与其形态变化密切相关，如突触间隙谷氨酸清除、迁移和星形胶质细胞增生，本研究考察透明质酸酶...
Optical Tools To Study the Isoform-Specific Roles of Small GTPases in Immune Cells.
尽管造血细胞特异性 Rac2 与经典亚型 Rac1 具有 92% 同源性，二者在免疫细胞中已被证明发挥非冗余功能。为研究活细胞中 Rac 的亚型特异性动态，作者开发了一种全基因编码、单链 FRET 型 Rac2 生物传感器，并对现有单链 Rac1 生物传感器进行了显著改进。作者优化了传感器构建体，使其易于在造血细胞中表达，并在 RA...
Ratiometric Imaging Using a Single Dye Enables Simultaneous Visualization of Rac1 and Cdc42 Activation.
基于环境敏感荧光染料的生物传感器可用于在活体中报告内源蛋白活性。染料可连接至选择性结合目标蛋白特定构象的试剂，结合后引起荧光变化。适用于低浓度、非扰动细胞内检测的明亮染料通常只发生荧光强度变化，而非激发或发射峰位移，因此难以通过比率成像精确量化。本文报道了一种环境敏感染料 mero199，其激发峰随溶剂极性发生 33 nm 位移。利...
VAV2, a guanine nucleotide exchange factor for Rac1, regulates glucose-stimulated insulin secretion in pancreatic beta cells.
Rho GTP 酶 Rac1 和 Cdc42 通过细胞骨架重塑、胰岛素分泌颗粒转运及质膜融合调节葡萄糖刺激胰岛素分泌（GSIS）。VAV2 是 Rac1 的鸟苷酸交换因子（GEF），但其在 GSIS 中的作用不明。本研究采用免疫学、siRNA、药理学和显微成像方法，探讨 VAV2 在胰岛 β 细胞 GSIS 中的作用。Triton ...
Asef controls vascular endothelial permeability and barrier recovery in the lung.
急性肺损伤（ALI）患者肺组织中肝细胞生长因子（HGF）升高可能代表减轻损伤的代偿反应。HGF 通过激活 Rac1 GTPase 启动内皮屏障保护机制。本研究检测 Rac1 特异性鸟嘌呤核苷酸交换因子 Asef 在 HGF 诱导的内皮细胞细胞骨架动态和屏障保护中的作用，并在双打击 ALI 模型中验证。HGF 诱导 Asef 膜转位并...
Fluctuation-based imaging of nuclear Rac1 activation by protein oligomerisation.
本文提出一种基于波动分析的成像方法，用于定量研究蛋白寡聚化如何调节多功能蛋白的信号活性。作者以 Rac1 FRET 生物传感器为对象，在活细胞中记录荧光寿命成像（FLIM）数据，并使同一数据格式同时支持相位（phasor）分析与交叉 Number and Brightness（cN&B）分析。通过该方法，可测量 Rac1 传感器在细...
Rac1-mediated indentation of resting neurons promotes the chain migration of new neurons in the rostral migratory stream of post-natal mouse brain.
出生后脑室-室管膜下区（V-SVZ）产生的新生神经元通过称为“链迁移”的集体细胞迁移过程向嗅球迁移。这些新生神经元的胞体呈跳跃式运动，提示每个神经元在迁移过程中会经历“静止”期。本研究利用出生后小鼠脑探讨静止神经元在链迁移中的作用，发现静止神经元发生动态形态改变，其胞体形成深凹陷。抑制 Rac1 活性使活体新生神经元凹陷减少。利用 ...
Role of PTEN in modulation of ADP-dependent signaling pathways in vascular endothelial cells.
ADP在血管内皮中发挥关键信号作用，ADP受体是多种心血管药物靶点，但其细胞内调控通路尚未完全阐明。本研究鉴定了磷酸酶PTEN在ADP依赖性内皮型一氧化氮合酶（eNOS）激活以及内皮细胞脂质和蛋白激酶通路中的重要作用。我们发现，siRNA介导的PTEN敲低可增强ADP促进的eNOS激活和p38 MAPK磷酸化；然而，siRNA敲低p...
Angiotensin-II and MARCKS: a hydrogen peroxide- and RAC1-dependent signaling pathway in vascular endothelium.
肉豆蔻酰化丙氨酸富集 C 激酶底物（MARCKS）是调控血管内皮细胞迁移与细胞骨架信号的肌动蛋白结合蛋白，但其在血管紧张素 II（Ang-II）信号中的作用尚不清楚。本研究通过免疫组化、免疫印迹、基因编码荧光生物传感器活细胞成像及 siRNA 敲低等生化与细胞成像方法，发现完整动脉组织中 MARCKS 主要表达于内皮层；在内皮细胞中...
A luminescent oxygen channeling biosensor that measures small GTPase activation.
本文建立了一种基于发光氧通道（LOC）的均相生物传感器，用于定量检测小GTPase的激活状态。该体系由光敏剂修饰的供体微球和发光体修饰的受体微球组成：供体微球通过谷胱甘肽或链霉亲和素固定效应蛋白，受体微球通过蛋白A或Ni2+螯合固定抗体或His标签蛋白。当GTP结合态GTPase同时与效应蛋白和抗体结合时，供体与受体微球被拉近至20...