JWA参与维甲酸、佛波酯和三氧化二砷诱导急性早幼粒细胞性白血病细胞分化和凋亡的可能机制

JWA基因是受维甲酸（RA）、13顺－维甲酸（13－cRA）和佛波酯（TPA）等调控的细胞骨架相关基因，以前的研究发现，JWA基因与细胞分化和凋亡有关，为了探讨JWA基因在急性早幼粒细胞性白血病（APL0细胞分化和凋亡过程中的作用及机制，分别用ATRA，4HPR，TPA和As2O3处理NB4细胞，Westernblot和RT0RCR检测JWA基因在蛋白和mRAN水平的表达，同时检测细胞周期和CD11b，CD33细胞表面抗原，分析细胞分化和凋亡，结果ATRA和As2O3分别诱导细胞分化和凋亡，而4HPR和TPA对NB4细胞分化和凋亡有双重诱导作用，在诱导细胞分化和凋亡过程中，JWA基因的表达水平均上调，但PML／RARα融合基因变化不明显，用JWA反应核酸处理NB4细胞后，TPA诱导其分化和凋亡的作用受到明显抑制，TPA对NB4的作用可能是通过由JWA参与的直接和间接两种途径实现的，在对APL（M3）原代细胞的研究中除观察到NB4细胞相似的JWA的变化外，还发现一特异的与APL细胞分化和凋亡有关的异常分子量的JWA蛋白；异常分子量的JWA蛋白是否是APL（M3）区别于NB4细胞的一种分子植物志以及JWA是否通过caspases信号调节通路参与NB4细胞分化和凋亡等均有待进一步研究证实。     

胞内区功能缺失的EGFR基因对胚胎生殖细胞系EG4分化的影响

EG4细胞是由10．5d胎龄的129/svJ小鼠原始生殖细胞经体外培养得到的多干细胞系，EG4细胞的发育多能性使其可作为研究细胞分化的体外模型，通过基因转染的方法获得能表达胞内缺失的外源EGFR^d基因的EG4细胞，定名为EG4－EGFR^d，分析其生长分化特性，发现：（1）EG4－EGFR^d细胞可在未分化状态下维持长时间的增殖；（2）经维生素A酸（RA）诱导后，作为对照组的大部分EG4细胞和转染空白质粒的细胞分化为脂肪细胞，而EG4－EGFR^d细胞的分化趋势不明显，表明EGFR在脂肪细胞的发育分化中具有一定的调节作用；（3）EG4细胞接种小鼠皮下，长出的肿块切片分析显示，突变型肿块组织含有大量的未分化细胞和结缔组织，发化细胞以骨骼肌为主，对照组主要含软骨细胞、角质和上皮细胞以及神经管等分化组织，结果表明，EG4细胞的EGFR信号传导系统受抑制后，阻碍了依赖EGFR的细胞分化。     

胚胎干细胞自我更新相关信号转导途径及信号分子

胚胎干细胞(embryonic stem cells, ES cells)是从囊胚期内细胞团(inner cell mass, ICM)分离得到的, 在体外具有无限或较长期的自我更新能力, 并能在特定的诱导条件下分化成各种组织特异性细胞. 鉴于此种特性, ES细胞在临床上具有极其广阔的应用前景. 但是要将ES细胞成功的应用于临床, 必须解决的首要问题是胚胎干细胞是如何实现自我更新及定向分化的. 某些小鼠的ES(mES)细胞可以在LIF等外源性细胞因子的作用下在体外维持自我更新. 研究表明, LIF维持自我更新的能力是通过LIF-LIFR-JAK-STAT3途径实现的, 其中STAT3在该途径中起关键作用. Oct-3/4也是维持ES细胞多能性的重要分子之一, 它与其辅助分子Sox2, Rox-1共同参与调节胚胎的正常发育. Nanog是最近发现的一个同源盒转录因子, 被认为在ES细胞的全能性维持中起关键作用. 此外, BMP, Wnt, ERK途径也在这一过程中起重要作用. 本文中我们对近年来发现的有助于胚胎干细胞自我更新的相关信号转导通路做了概括综述, 主要有LIF-STAT3途径、Oct-3/4和Nanog信号分子. 虽然它们之间是通过怎样的模式相互影响和协调起作用还不是十分清楚, 但为我们以后的研究指明了方向.     

JWA参与维甲酸、佛波酯和三氧化二砷诱导急性早幼

JWA基因是受维甲酸(RA)、 13顺-维甲酸(13-cRA)和佛波酯(TPA)等调控的细胞骨架相关基因. 以前的研究发现, JWA基因与细胞分化和凋亡有关. 为了探讨JWA基因在急性早幼粒细胞性白血病(APL)细胞分化和凋亡过程中的作用及机制, 分别用ATRA, 4HPR, TPA和As2O3处理NB4细胞, Western blot和RT-RCR检测JWA基因在蛋白和mRNA水平的表达, 同时检测细胞周期和CD11b, CD33细胞表面抗原, 分析细胞分化和凋亡. 结果表明ATRA和 As2O3分别诱导细胞分化和凋亡, 而4HPR和TPA对NB4细胞分化和凋亡有双重诱导作用. 在诱导细胞分化和凋亡过程中, JWA基因的表达水平均上调, 但PML / RARα 融合基因变化不明显; 用JWA反义核酸处理NB4细胞后, TPA诱导其分化和调亡的作用受到明显抑制. TPA对NB4的作用可能是通过由JWA参与的直接和间接两种途径实现的. 在对APL(M3)原代细胞的研究中除观察到与NB4细胞相似的JWA的变化外, 还发现一特异的与APL细胞分化和凋亡有关的异常分子量的JWA蛋白; 异常分子量的JWA蛋白是否是APL(M3)区别于NB4细胞的一种分子标志物以及JWA是否通过caspases信号调节通路参与NB4细胞分化和凋亡等均有待进一步研究证实.     

基于BAC同源重组高效构建小鼠胚胎干细胞Nanog基因报告体系

Nanog是最新发现的一个在胚胎干细胞(ES细胞)中特异表达, 并在保持ES细胞多能性的机制中有重要作用的转录因子. Nanog基因的表达能非常灵敏地随ES细胞的分化而下调, 使之成为指示ES细胞多能性最理想的标志基因之一. 本研究基于细菌人工染色体(bacterial artificial chromosome, BAC)同源重组技术, 并改进了将报告基因敲入目的位点的重组方案, 高效构建了小鼠ES细胞(mES细胞)的Nanog/EGFP报告体系. 基因打靶后的mES细胞具有与其源mES细胞相同的特性, 并能稳定地将Nanog与EGFP (enhanced green fluorescence protein)的表达偶联. 此报告体系能通过EGFP的表达有效报告Nanog基因的表达水平, 从而对mES细胞分化或未分化状态作出明显指示. 本研究为mES细胞自我更新和分化的研究提供了一个理想的实验体系, 不仅能用于进一步优化mES细胞的培养体系, 对研究Nanog的表达调控及其与其他维持mES细胞多能性的因子和途径之间的关系也有深远的意义.     

JWA参与调控细胞分化的结构和功能

为阐明新基因JWA的结构特征、表达调节规律和生物学功能，通过基因重组和测序，确定了大鼠JWA同源基因和人JWA基因621bp的启动子序列；用RT－PCR法，分析了培养细胞株和原代白血病细胞经药物处理后JWA mRNA的表达情况，发现TPA处理后JWAmRNA水平在肿瘤细胞株与非肿瘤细胞株中呈反向变化：用维甲酸治疗前的M3型白血病人骨髓白细胞，其JWA基因对多种诱导分化剂处理不敏感；而用维甲酸治疗10d后再用诱导分化剂处理，则JWA基因的转录水平均被下调，提示M3型白血病细胞在ATRA作用下的分化可能是启动JWA信号转导通路的前提。而JWA基因的表达下调是否为白血病细胞进一步分化及4HPR，As2O3和TPA等诱导细胞凋亡所必需，值得进一步探讨。JWA基因在不同种属中保持较为稳定的序列特征，说明该基因在生物进化中可能较保守并可能具有相近的生物学功能。     

胚胎干细胞多潜能性维持的分子机制

分离于着床前胚胎内细胞团的胚胎干细胞是多潜能性细胞, 在胚泡注射后能产生3个胚层的所有细胞和组织类型. 在合适的培养条件下, 胚胎干细胞保持其多潜能性, 即维持其多向发育潜能及在不分化状态下的对称性细胞分裂能力. 胚胎干细胞的多潜能性是其得以广泛应用的基础. 胚胎干细胞可作为基因敲除或转基因动物的供体细胞、哺乳动物发育的体外模型和再生医学中进行细胞治疗的细胞库. 要实现这些目的, 必须建立化学成分明确的培养体系并在体外长期培养过程中保持胚胎干细胞的多潜能性, 同时应能够对其进行定向诱导分化. 因此, 理解和阐明胚胎干细胞多潜能性维持的分子机制是首要前提. 本文概述了该方面研究的最新进展, 包括LIF/STAT3, BMPs/Smads, canonical Wnt, TGFβ/activin/nodal, PI3K和FGF等信号通路以及oct4, nanog等多潜能性维持相关基因, 并对小鼠和人ES细胞多潜能性维持系统的调控机制及其差异进行了探讨. 进一步阐明这些信号通路和基因之间的相互作用以及胚胎干细胞多潜能性维持系统的调控机制将是未来胚胎干细胞研究领域的主要目标.     

K-RRneo细胞生长与分化特性的检测

细胞分化实质上是基因的选择性表达和特异性蛋白质的合成.珠蛋白基因开启、血红蛋白表达是红系细胞分化的典型标志.当红系细胞癌变时这一分化特征丧失,机理未明.薛社普等经过大量的研究发现,骨髓瘤细胞与网织红细胞同种或异种间进行杂交后,在出现去恶性分化特征(癌基因表达抑制/关闭)的同时,往往伴有珠蛋白基因产物(血红蛋白)的表达.我们报道了兔网织红细胞与人红白血病细胞K_(562)融合后形成的K-RRneo细胞生长活动较     

胎儿骨髓间充质干细胞中SSEA-4阳性表达细胞的分离和检测

为了验证成体干细胞中全能性干细胞存在的可能性, 以SSEA-4抗原为筛选标志, 利用免疫磁珠筛选技术从胎儿来源的骨髓间充质干细胞(fetal mesenchymal stem cells, fMSCs)中筛选并培养得到SSEA-4表达阳性的fMSC-SSEA-4细胞, 从形态学、生长曲线、表面标志及细胞周期、核型分析等方面检测其生物学性状, 并通过Oct-4及SSEA-4抗体的表达及致瘤性等方面分析其全能性状. 同时观察了fMSC-SSEA-4细胞的诱导分化能力. 结果发现, fMSC-SSEA-4细胞的形态学表现、细胞周期和生长曲线检测与fMSCs无明显差异; fMSC-SSEA-4细胞Oct-4和SSEA-4抗体表达阳性, 并且表现为正常的二倍体核型, 无明显的致瘤性状. 在不同的诱导条件下, fMSC-SSEA-4细胞可向成骨细胞、脂肪细胞和神经元样细胞分化. 实验结果提示, fMSCs中存在有全能干细胞性状的一群细胞, 从而为进一步深入研究和更好地应用fMSCs提供了理论依据.     

DPH2L基因在细胞分化/凋亡中的降调节——mRNA差异显示的应用

为鉴定维甲酸诱导的人肺癌细胞分化/凋亡相关基因,采用mRNA差异显示的方法对全反式维甲酸处理前后的人肺腺癌细胞系GLC82的mRNA表达模式进行了分析。6个cDNA片段被分离和克隆。其中1个对应于序列已知而功能未知的人DPH2L基因。该基因的2.3kb全长cDNA最初是从人卵巢癌的关键缺失位点17p13.3上分离出来,并被认为是一个候选的肿瘤抑制基因。结果显示DPH2L是一个广泛表达的基因,除已报道的2.3kb转录本外,还有另外一个1.7kd的主要转录本。在全反式维甲酸和N-（4-羟苯）维甲酰胺4HPR诱导的几种肿瘤细胞的分化/凋亡过程中DPH2L呈降调节,由此提示DPH2L可能并不起肿瘤抑制基因的作用,相反,它的降调节可能参与了从细胞生长到细胞分化或凋亡的转换过程。     

体外诱导脑膜来源的iPS 细胞形成神经样的细胞

单层贴壁的培养方法能够在无血清的情况下将胚胎干细胞(ES 细胞)诱导分化形成神经 样的细胞. 重编程小鼠脑膜细胞产生的多能干细胞(iPS 细胞) C5, 也可以运用诱导ES 细胞神经 发生的方法来诱导神经特异性标志基因Sox1, Sox3, Pax6, Nestin 和Tuj1 的表达; 与之相反, 随 着分化的进行, ES 细胞特异性的标志基因Oct4 和Nanog 的表达量迅速降低. 通过细胞免疫荧 光技术, 可以检测到大量Pax6 和Nestin 阳性的神经前体细胞的存在, 并且随着时间的推移, 这 些前体细胞能够分化形成3 类中枢神经系统的细胞, 分别是神经元、星形胶质细胞和少突胶质 细胞. 体外诱导iPS 细胞形成的个体特异性细胞可以作为研究遗传类疾病机制的工具, 并且可 用来治疗机能紊乱和年老的神经组织. 此外, 脑膜细胞由于高表达胚性调控因子Sox2, 更容易 被逆分化形成iPS 细胞, 为此将更加胜任于临床治疗应用.     

转基因肝星状细胞定向诱导骨髓Thy-1^＋β2M^-1细胞向肝细胞分化

体内移植研究表明，骨髓来源的干细胞具有向成熟的肝细胞分化的能力。然而，成体干细胞向肝细胞诱导分化的效率、分化细胞的功能状态、微环境对细胞分化的影响等均存在许多疑问．以高效、稳定表达肝细胞生长因子的肝星状细胞株CFSC／HGF作为饲养细胞，成功地将大鼠骨髓来源的Thy-1^ β2M^-1细胞(bone marrow derivedThy-1^ β2M^-1 ceils，BDTCs)诱导为肝细胞，经RT-PCR和免疫荧光化学检测证实，该条件下诱导后的BDTCs表达幼稚或成熟肝细胞特异性的基因，分化细胞具有成熟肝细胞特有的靛青绿摄取排泌、氨基代谢和白蛋白分泌的功能，提示肝细胞生长因子、肝脏非实质细胞及其产生的细胞外基质为骨髓干细胞向肝细胞分化提供了适宜的微环境。这为以骨髓干细胞为基础的再生医学在终末期肝病治疗中的应用提供了理论和技术上的支持。     

红细胞分化相关基因EDRF6抑制K562细胞中α—珠蛋白基因的表达

EDRF2是一个红细胞分化相关因子，它在分化后的K562细胞中被诱导表达。Northern blot结果显示。EDRF2全长mRNA约500bp。利用RACE技术，成功扩增了EDRF2 mRNA完整的5‘－和3‘－末端。EDRF2正义和反义cDNA在K562细胞中稳定表达。Northern blot分析表明，EDRF2能抑制α－珠蛋白基因的表达，而对γ－珠蛋白基因的表达没有明显的调节作用。凝胶阻滞电泳的结果显示，EDRF2对GATA－1，NF－E2和APl(c-Jun/c-Fos)等转录因子的DNA结合活性没有明显的调控作用。GATA－1的负调控因子PU。1表达被EDRF2上调，提示EDRF2很可能是红细胞分化的负调控转录因子，与PU．1协同作用，下调α－珠蛋白基因在K562细胞中的表达。     

BMP4对SVZa神经干细胞增殖和分化的调控

为了解BMPs在SVZa神经干细胞增殖和分化过程中的作用, 在使用不同浓度BMP4诱导SVZa神经干细胞增殖分化的基础上, 利用启动子活体荧光标记技术, 动态显示BMP4的表达. 结果表明, 低浓度(1~5 ng/mL)BMP4促进SVZa神经干细胞的增殖, 而高浓度BMP4 (10~100 ng/mL)抑制其增殖; BMP4在分化的早期(1~3 d)促进神经元的分化, 而在4 d以后抑制神经元的分化; 加入BMP4的拮抗剂Noggin可以阻断其作用. 在嗅球, BMP4的主要作用可能是促使神经元祖细胞退出细胞周期启动分化, 在RMS可能为促进其增殖并维持神经元祖细胞状态, 而在SVZa, BMP4则主要促进神经干细胞向星形胶质细胞分化.     

基因抑制蛋白质揭示干细胞奥秘

科学家已经采取措施来揭示“干细胞性质”的奥秘:将对是什么促使胚胎干细胞(ES)能无休止地复制并保持其演变成为任何种类人体细胞的潜能作出解释。近期《细胞》和《自然》杂志上发表的论文称,保持干细胞特性的关键因素是称为多冠状聚合蛋白质的分子。美国麻省理工学院(MIT)和剑桥怀特黑德生物医学研究所的研究小组报道,这些蛋白质和其他蛋白质协同作用以抑制大部分调节基因(调节基因的蛋白质启动起关键作用的发育基因),使胚胎干细胞保持处于未分化状态。已知多冠状聚合蛋白质在诸如果蝇和人等不同生物体的发育上,都具有关键性的抑制基因的…     

JWA参与调控细胞分化的结构和功能研究

为阐明新基因JWA的结构特征、表达调节规律和生物学功能,通过基因重组和测序,确定了大鼠JWA同源基因和人JWA基因621bp的启动子序列;用RT-PCR法,分析了培养细胞株和原代白血病细胞经药物处理后JWAmRNA的表达情况,发现TPA处理后JWAmRNA水平在肿瘤细胞株与非肿瘤细胞株中呈反向变化;用维甲酸治疗前的M3型白血病人骨髓白细胞,其JWA基因对多种诱导分化剂处理不敏感;而用维甲酸治疗10d后再用诱导分化剂处理,则JWA基因的转录水平均被下调,提示M3型白血病细胞在ATRA作用下的分化可能是启动JWA信号转导通路的前提,而JWA基因的表达下调是否为白血病细胞进一步分化及4HPR,As     

bcl-2基因在蛇毒诱导的血管内皮细胞凋亡中表达增加

通过去除培养液中生长因子和向培养液中加入响尾蛇毒两种方法诱导人脐带静脉血管内皮细胞发生凋亡中 用ｏｒｔｈｅｒｎｂｌｏｔ方法检测被片处理细胞的ｂｃｌ－２基因的表达，结果表明在正常２的细胞和用去除生长因子诱导亡垢细胞中未检测到ｂｃｌ－２基因的表达，而在１０μｇ／ｍｌ的蛇毒诱导细胞凋亡６ｈ后ｂｃｌ－２基因表达增加，并且其ｍＲＮＡ剪接为两条首次发现ｂｃｌ－２基因在蛇毒诱导的血管内皮细胞凋亡中表达增加和剪接     

转基因肝星状细胞定向诱导骨髓Thy-1+β2M-细胞向肝细胞分化

体内移植研究表明, 骨髓来源的干细胞具有向成熟的肝细胞分化的能力. 然而, 成体干细胞向肝细胞诱导分化的效率、分化细胞的功能状态、微环境对细胞分化的影响等均存在许多疑问. 以高效、稳定表达肝细胞生长因子的肝星状细胞株CFSC/HGF作为饲养细胞, 成功地将大鼠骨髓来源的Thy-1⁺β₂M^-细胞(bone marrow derived Thy-1⁺β₂M^-cells, BDTCs)诱导为肝细胞, 经RT-PCR和免疫荧光化学检测证实, 该条件下诱导后的BDTCs表达幼稚或成熟肝细胞特异性的基因, 分化细胞具有成熟肝细胞特有的靛青绿摄取排泌、氨基代谢和白蛋白分泌的功能, 提示肝细胞生长因子、肝脏非实质细胞及其产生的细胞外基质为骨髓干细胞向肝细胞分化提供了适宜的微环境. 这为以骨髓干细胞为基础的再生医学在终末期肝病治疗中的应用提供了理论和技术上的支持.     

脂肪细胞分化: 一个故事、两个章节

细胞分化是多细胞个体发育和干细胞实现功能活动的基本过程. 作为诱导白色脂肪细胞分化的体外模型, 小鼠3T3-L1前脂肪细胞系的定向分化过程由依赖于细胞周期特定时相(接触抑制期)的许可阶段和独立于细胞周期的执行阶段所组成. 在接触抑制期, 通过细胞代谢方式、细胞周期调控因子和细胞信号转导通路之间的相互作用, 决定了各种染色质表观遗传修饰因子的活动, 从而导致具备脂肪细胞分化潜能的染色质表观遗传修饰模式的形成. 在随后的执行阶段, 这种分化潜能被激素诱发, 通过复杂的基因调控网络的动态活动, 使各种控制脂肪细胞分化基因表达的转录因子按既定的分化时间表打开或者关闭, 并决定相关的靶基因的表达, 最终导致了脂肪细胞的形成.     

全反式维甲酸对SH-SY5Y细胞全基因组启动子区组蛋白H3乙酰化修饰的影响

为研究全反式维甲酸(all-trans retinoic acid, ATRA, 简称RA)诱导人类神经细胞分化的表观遗传调控机制, 应用染色质免疫沉淀与启动子芯片联合技术(ChIP-on-chip), 对RA诱导24 h后神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞中两万余个基因启动子区的组蛋白H3乙酰化修饰状态进行了高通量检测和分析. 首先分别制备RA处理组和对照组的标记探针, 然后将人类基因组启动子芯片与探针进行杂交, 获得RA诱导SH-SY5Y细胞分化早期全基因组启动子区H3组蛋白乙酰化的数据. 结果分析显示, RA处理导致597个基因启动子的乙酰化程度显著升高、647个基因降低. 本研究结果显示上述技术的高效与可行, 并为深入研究RA诱导分化相关基因的表观遗传调控机制奠定了基础.