Chk1 C 末端调控结构域对其在DNA 损伤后的核定位及修复活性的影响

DNA 损伤效应激酶Chk1 是一种在进化过程中高度保守的蛋白激酶, 它是联系DNA 完整监控器和细胞周期引擎的关键介导蛋白. 通过对一系列GFP 标记的Chk1 调控结构域缺失突变体细胞核定位变化分析, 发现Chk1 C 末端调控结构域中的34 个氨基酸残基(334~368)参与了调控损伤诱导的Chk1 核积累. 同时通过构建Chk1 及不同Chk1 调控结构域缺失突变体的pXJ41 重组质粒, 并与报告质粒pEGFP-N2 共转染HeLa 细胞, 研究不同Chk1 调控结构域缺失突变体的DNA 损伤修复能力, 同时检测了不同Chk1 调控结构域缺失突变体对细胞周期的影响, 并通过Western blot 检测Chk1 下游靶标Cdc25C 的磷酸化情况进行了Chk1 缺失突变体激酶活性分析. 结果显示, C 末端缺失108 个氨基酸残基(368~476)的CΔ368 活性高于全长Chk1,并且其过表达可诱导细胞G1/S 期阻滞, 延迟细胞周期进程. C 末端缺失142 个氨基酸残基(334~476)的CΔ334 活性与全长Chk1 相当, C 末端缺失188 个氨基酸残基(288~476)的CΔ288几乎没有酶活性, 说明调控结构域包括抑制和激活元件. 通过本研究对Chk1 的功能有了新的更为深入的认识.     

Nutlin-3a可降低野生型p53肿瘤细胞对紫杉醇的敏感性

p53通路在细胞周期停滞和细胞凋亡中起重要作用.p53的下降可增加肿瘤细胞对化疗或放疗的耐药性.小鼠双微蛋白2(murine double minute2,MDM2)可与p53结合,调节其转录活性和稳定性.本研究旨在观察MDM2拮抗剂Nutlin-3a在非小细胞肺癌野生型p53+/+A549细胞及p53-/-H1299细胞对紫杉醇的反应中的作用.研究发现,Nutlin-3a联合紫杉醇可使A549细胞G0-G1和G2-M期明显增多,S期显著减少;凋亡百分率显著低于单紫杉醇处理组与p53-/-的H1299细胞组.总之,Nutlin-3a联合紫杉醇大大减少了野生型p53+/+的A549细胞对紫杉醇的敏感性,Nutlin-3a对紫杉醇毒性的调控依赖于p53的状态,它可以保护野生型p53细胞免受有丝分裂抑制药物紫杉醇的杀伤.     

外源性p53基因对人胃癌细胞恶性增殖的影响

p53基因在细胞增殖调控过程中起重要作用,正常p53基因可使DNA受损的细胞增殖周期阻断在G1期以进行DNA修复,或启动细胞凋亡程序清除受损细胞,若p53基因缺失或突变,损伤后的细胞便会发生恶性增殖而形成肿瘤.约50%的人类肿瘤均有p53基因的异常改变.其中结直肠癌、肺癌、乳腺癌等常见肿瘤中p53基因的突变频率达50%～70%以上.基于这一原理,将野生型p53基因导入肿瘤细胞成为肿瘤基因治疗的策略之一.我国是胃癌高发区,胃癌发病率、死亡率在各类恶性肿瘤中均位居前列.因此,阐明胃癌发生发展过程中基因变异规律,探索胃癌治疗的有效方法,成为肿瘤研究的当务之急.研究表明胃癌中有较高频率p53基因缺失及突变,认为p53基因异常与胃癌发生、发展有重要关系.本项研究即是采用p53基因体外转染有缺陷的人胃癌细胞系,得到生长及致瘤性均有部分抑制的细胞,以探索采用p53基因治疗胃癌的可行性.1 材料与方法1.1 细胞培养及p53基因鉴定细胞:人胃癌BGC823细胞为北京医科大学附属人民医院建立,培养在含10%小牛血清的DMEM培养基中.染色体G带分析及荧光染色体原位杂交(FISH)显示有17号染色体部分缺失,Northern杂交分析也表明该细胞有p53基因表达水平下调.1.2 DNA转染通过脂质体介导将构建有野生型p53基因、突变型p53基因及无p5     

反义CENP-B对HeLa (Tet-off)细胞增殖状况的影响

为了检测反义转染引起的细胞着丝粒蛋白CENP－B表达的变化情况,用原核表达的融合蛋白GST－CENP－B免疫Balb/c小鼠,制得抗CENP－B的鼠抗血清（MaCenpB）。转染了含有反义CENP－B表达载体pBI-EGFP-as-CenpB的HeLa-Tet-off细胞（HaCb）,用Northern blot和Western blot研究了转染后细胞内源CENP－B基因表达的抑制情况,生长曲线表明,反义CENP－B抑制HeLa(Tet-off）细胞增殖,使倍增时间延长了32.8h流式细胞光度术分析表明,较之HeLa（Tet-off）细胞,HaCb的G1期比例增加（△G＝9％）,S期比例减少（△S＝11％）。同时,有丝分裂指数（MI）大大降低;间接免疫荧光分析表明,HaCb的着丝粒组装受到抑制。这说明,CENP－B的正常表达对于细胞的增殖是必要的。     

丝裂霉素诱发人和家兔白血细胞姐妹染色单体交换的比较研究

近年来,细胞遗传学研究表明,高等生物有丝分裂中的染色单体交换(SCE)是DNA双链的交换,它们的频率可因细胞受各种外源因子处理而增加。SCE的形成同DNA损伤的复制后修复有密切的关系,SCE频率的不同反映了交换产生过程中机体重组修复系统的差异。因此,SCE是DNA损伤和修复过程的一个简单且敏感的指标。     

细胞周期素依赖的蛋白激酶抑制物诱导肝癌细胞凋亡

细胞凋亡(Apoptosis)是一个主动的、与生俱来的程序性细胞死亡,具有典型形态学和生化特征。在胚胎发育,T,B细胞成熟和内分泌相关的组织萎缩等生命过程中发生的细胞死亡,就是一种生理性细胞凋亡,以此控制体内细胞数量。细胞凋亡是一个与细胞分裂相对立的过程,两者达成一定的平衡,当平衡打破细胞分裂速率远大于细胞死亡速率时,即可能导致肿瘤。细胞凋亡受到多种分子水平的因子控制,而细胞分裂则受细胞周期引擎控制。多细胞生物的正常发育需要精确的增殖和分化调节,一系列调节基因组成了一个复杂的网络,调控着细胞何时分裂,何时分化。细胞周期素依赖的蛋白激酶CDK(Cyclin dependent kinase)处在此网络的中心位置,不同的CDK活化分别促进细胞周期的不同时相转变。细胞周期素依赖的蛋白激酶抑制物CKI(CDK Inhibitor)可特异地与CDK结合而抑制其活性。目前发现的CKI基因可分为两个家族:其一为双重特异性家族,包括p21,p27,p57,可与几乎所有G_1期cyclin/CDK复合物结合而使细胞周期停止在G_1期,其二为锚蛋白(Ankyrin)家族,包括p15,p16,p18,p19,可特异性结合CDK4与CDK6,使细胞周期停止在G_1期或进入G_0期。停止在G_1期的损伤细胞修复后可继续进入S期,或者经一定的途径进入凋亡。因此利用CKI基因诱导肿瘤细胞凋亡     

O~6-甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶基因表达提高肿瘤细胞的烷化抗性

耐药是恶性肿瘤化疗成功的主要障碍, 单功能烷化剂如N-甲基-N’-硝基-N-亚硝基胍(MNNG),以及双功能烷化剂如嘧啶亚硝脲(ACNU)等主要造成细胞DNA鸟嘌呤第六氧原子的烷基化损伤,导致G→A转换或DNA链间交联形成,继而产生细胞杀伤性效应.细胞内O~6-甲基鸟瞟呤DNA甲基转移酶(O~6-methylguanine-DNA methyltransferase,MGMT,EC 2.1.1.63)能够高度专一地修复上述鸟嘌呤烷基化损伤,是决定肿瘤细胞对烷化剂耐药性的重要因素. 我们以前的研究表明,MGMT活性低的细胞(Mer~-)对烷化剂高度敏感,而酶活高的细胞(Mer~+)则表现烷化抗性.人MGMT基因的克隆,使人们有时能利用转基因细胞     

Ras蛋白在组蛋白乙酰化修饰介导的多头绒泡菌(Physarum polycephalum)细胞周期调控中的作用

在天然同步化的多头绒泡菌(Physarum polycephalum)细胞中, 组蛋白去乙酰化酶抑制剂Trichostatin A (TSA) 阻断了细胞周期S/G2, G2/M以及走出有丝分裂期的转换, 同时影响了2种ras基因(Ppras1 和Pprap1)的转录以及Ras蛋白的表达水平. 抗Ras蛋白的抗体中和实验结果表明, Ras蛋白通过调节Cyclin B1的表达水平在细胞周期转换点的调控中起重要作用. 以上结果表明, 在多头绒泡菌细胞中Ras蛋白可能是参与组蛋白乙酰化修饰介导的细胞周期调控过程的一个关键因子.     

分化和适应相关表观遗传与胃癌转化研究进展

表观遗传修饰在人体细胞分化和适应环境上均发挥重要调控作用.一方面,细胞分化相关表观遗传非常稳定,具有明显的组织器官和细胞类型特异性;另一方面,机体对环境的适应性表观遗传则因环境因素不同而异,稳定性较低.这两类不同的表观遗传修饰在医学上具有不同的转化应用范围.恶性转化是机体组织中少数干细胞对环境致癌因素暴露做出的病理性适应反应的结果——细胞通过去分化重编程,获得无限制增殖和运动侵袭能力,同时拥有分化和适应性表观遗传变化特征.DNA甲基化变异的分析方法极其灵敏,可准确检出组织中少数细胞存在的变化,在识别癌前病变组织中的恶性转化细胞和肿瘤组织中的转移干细胞方面有重要应用前景.在前期研究中,我们已经证明肿瘤抑制基因p16甲基化失活可用作胃等器官上皮异型增生癌变的早期标志物.通过对胃癌发生发展相关DNA甲基化组扫描获得的90余个基因的DHPLC大规模验证,发现GFRA1的去甲基化激活、SRF和ZNF382的甲基化失活可用作胃癌等恶性肿瘤的转移标志物,已经在中、日、韩三国验证队列中得到证明;通过人群研究还发现血浆miR-221等含量的进行性升高可能是胃癌发生的预警信号.     

一个新的元件(NIRS)参与白介素2受体 a 基因的调控

为研究白细胞介素2受体a亚基(IL-2Ra)基因中与负调控元件NRE (-391/-381 bp)呈反向重复的序列NIRS (-153/-143 bp)中, 在该基因表达中的作用, 通过检测Jurkat细胞及HeLa细胞中荧光素酶报告基因活性发现, NIRS与NRE不仅共同阻遏IL-2Ra基因的组成性表达, 还共同参与介导PHA对该基因启动子的诱导活性. EMSA检测显示, 激活前后的Jurkat细胞及HeLa细胞中均含有双链NIRS和双链NRE的结合蛋白; HeLa细胞中还含有与这两个序列结合的单链结合蛋白; 但是, 激活前后的Jurkat细胞抽提物分别加入HeLa细胞抽提物与单链DNA的结合体系中均能产生超迁移现象, 其中活化细胞抽提物呈现较强的迁移结合带. 紫外交联实验检测发现, 在激活前后的Jurkat细胞和HeLa细胞中均存在双链DNA结合蛋白p83. 结果显示, 不同细胞中, 反式作用因子能通过NRE和/或NIRS元件以及单、双链DNA的选择性对IL-2Ra 基因启动子活性起关键调控作用.     

裂殖酵母细胞周期调控机制的系统建模与分析

以酵母细胞周期行为作为研究对象, 综合分析了Puc1, Cig1, Cig2和Cdc13共4种周期蛋白在细胞周期G1/S, G2/M和M后期转换的调控作用, 绘制了周期调控机制的蛋白相互作用网络图, 并建立了对其动态行为进行描述的数学模型. 通过对不同突变体种型模拟结果的比较, 进一步说明了各种周期蛋白在细胞周期进程中对S期启动、G2/M周期时相转换所起的作用.     

JDP2在神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞分化中的作用

c-Jun二聚化蛋白(JDP2)是AP-1家族成员, 参与基因的转录抑制. 为探讨JDP2在神经母细胞瘤分化过程中的作用, 构建了稳定整合有JDP2全长编码区的SH-SY5Y细胞株(SY5Y-JDP2). 实验结果显示, JDP2能促进SH-SY5Y细胞的分化. 与对照细胞相比, SY5Y-JDP2细胞在S期比例降低, 生长速率迟缓, 并且表现p21高水平表达, 在分化过程中cyclin D1降低. 由此可见, JDP2对生长的抑制作用可能是SH-SY5Y细胞撤出细胞周期进入分化的主要原因.     

p53修饰及其相互作用的研究进展

p53是一个重要的抑癌分子, 在抑制肿瘤发生发展过程中起关键作用. 正常生理状况下, p53水平很低, 细胞受到外界刺激后, p53水平升高, 稳定性增强, 继而参与细胞周期阻滞、细胞衰老、DNA修复或细胞凋亡等重要的生命过程. p53功能的精确调控至关重要, 涉及一系列翻译后修饰(泛素化、乙酰化、磷酸化、甲基化、泛素样蛋白质修饰等等), 这些作用互相协作、相互影响, 从而精密调节p53的活性. 本文探讨p53的各种修饰作用, 并分析其各种修饰与肿瘤发生的相互关系, 为肿瘤的治疗提供一些参考价值.     

D-半乳糖诱导大鼠肺微血管内皮细胞衰老

探讨了D-半乳糖(D-galactose, D-gal)诱导的大鼠肺微血管内皮细胞(pulmonary microvascular endothelial cells, PMVECs)衰老与细胞凋亡的关系. 以含D-gal(10 g/L)DMEM培养液培养PMVECs, 经内皮细胞鉴定后, 再通过下述鉴定建立了大鼠PMVECs衰老模型: (1) 约90%的细胞呈现b-半乳糖苷酶活性阳性染色; (2) 流式细胞仪检测可见细胞周期分布变化, 90%细胞停留在G0/G1期, 而S期和G2/M期细胞近于消失. 与未诱导的对照组细胞比较得到如下结果: (1) 荧光显微镜和透射电子显微镜观察, 可见D-gal诱导的PMVECs细胞核染色质浓缩和凝聚, 并可见凋亡小体; (2) 流式细胞仪检测Annexin V /PI双染色的D-gal诱导的PMVECs中, 早中期凋亡细胞明显增加, 其细胞凋亡率为(39.8±2.8)% (对照组为(14.0±3.7)%); (3) PMVECs在衰老终末阶段出现典型的晚期凋亡亚二倍体峰. 实验表明: D-gal可诱导体外培养的PMVECs老化, 从而复制细胞衰老. 经D-gal诱导的衰老PMVECs易发生凋亡, 提示细胞凋亡参与了D-gal诱导细胞衰老的过程.     

DNA损伤修复的单分子水平研究进展

外源或内源的DNA损伤在生物体内持续发生。DNA损伤修复的缺陷与很多疾病甚至癌症等息息相关,而生物细胞进化出一系列精密的修复机制以耐受或切除这些损伤。单分子技术区别于常规的生化、分子生物学等手段,可以在体外和活细胞内研究DNA修复相关生物分子的动态反应特征,从而对DNA修复机制进行更充分的剖析。文章围绕常见的DNA损伤及其修复类型,阐述了近年来利用原子力显微镜、磁镊、光镊等单分子操控技术,以及全内反射荧光显微镜、光激活定位显微镜和超分辨显微示踪等单分子荧光成像技术在DNA修复机制研究中取得的进展,梳理了利用单分子技术解决的长期存在的关于DNA修复难题,并展望了单分子技术联合其他交叉学科技术在研究DNA修复机制方面的前景。     

dsRNA对家蚕核多角体病毒(BmNPV)复制的抑制作用

以BmNPV复制必需的DNA解旋酶基因和DNA聚合酶基因为靶序列, 人工设计并合成了长度分别为435(A_p1), 300(A_p2)和399 bp(AH)的dsRNAs, 利用TransMessenger^TM Transfection Reagent转染家蚕细胞, 研究其对BmNPV复制的抑制效果. 结果表明, 在野生型病毒BmNPV 感染家蚕细胞实验中, A_p2和A_H这2个dsRNA能够有效地抑制病毒DNA的复制, 并且在转染dsRNA后第4天抑制效果最佳, 它们使病毒滴度(PFU/mL 值)降低了10³~10⁴, 而另外的dsRNA(A_p1)没有明显的抑制效果. RT-PCR和DNA斑点杂交也证实了2种目的基因的表达水平和病毒DNA的量发生了明显的下调. 此外, 用荧光显微镜观察dsRNA在细胞内的定位, 发现在转染24 h后dsRNA开始在细胞核的周围呈不连续的聚集状态.     

雷公藤总甙对HeLa细胞的作用及机制分析

1972年,S. M. Kupchan最早发现雷公藤(Tripterygium Wilfordii Hook. f.)的成分具有抗肿瘤活性,但有关雷公藤对体外培养的肿瘤细胞的作用至今未见报道,本实验选用人体子宫颈癌HeLa细胞为材料,探讨雷公藤     

钙通道Cav3.1的S4区域在其电压依赖性失活过程中的作用

电压依赖性失活在钙通道的生理功能中起重要作用, 参与通道失活的分子结构域目前还不清楚. 为研究T型钙通道Cav3.1分子中第4跨膜区(S4)在电压依赖性失活中的作用, 用Cav1.2通道(无电压依赖性失活)的S4区替换Cav3.1 (快速电压依赖性失活)的相应S4区域, 构建嵌合通道(chimera), 并在卵母细胞中表达, 用双电极电压钳记录其通道电流. 结果显示, 替换结构域Ⅰ中的S4使Cav3.1的稳态失活曲线左移, V_0.5失活和k_失活值显著改变; 替换其余结构域(Ⅱ~Ⅳ)的S4对失活的电压依赖性无显著影响. 结果表明, 结构域Ⅰ的S4参与通道的失活过程, 不同结构域的S4 在Cav3.1失活中的作用不同, 提示结构域Ⅰ的S4可能起偶联膜电位变化与通道失活的作用, 膜电位变化引起S4移动可能是通道失活区分子结构变化的触发因素.     

核基质和染色体骨架与端粒DNA和c-Ras基因关系的研究

核基质(Nuclear matrix)是存在于真核细胞核内的以蛋白成分为主的水不溶性纤维网络体系.近年来的广泛研究表明该体系不仅是维持细胞核形态的支架,而且在DNA复制、基因表达的调节、核内激素的结合等方面起着十分重要的作用.染色体骨架(Chromosome scaf-fold)是中期染色体中去除DNA与组蛋白后得到的由非组蛋白构成的支架结构.有资料表明染色体骨架可能来自于核基质:Bakers等人对粘菌(Physarum polycephalum)有丝分裂周     

极端耐辐射球菌sbcD基因(dr1921)功能分析

在真核生物中, Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN)复合体处于DNA修复和细胞周期调控的关键位置. 当DNA双链断裂损伤诱导后, MRN复合体可快速与损伤部位结合, 参与起始的DNA末端的处理. 在MRN复合体中, 任何一个亚基的基因突变都会引起生物体对DNA损伤超敏感、基因组不稳定、端粒缩短和减数分裂异常. MR蛋白在进化上高度保守. Mre11和Rad50在细菌中的直系同源物分别是SbcD和SbcC. 极端抗辐射的耐辐射球菌能修复大量的DNA双链断裂. 其SbcD和SbcC蛋白分别由Dr1921和Dr1922基因编码. 本研究应用定点反向插入突变的技术, 构建了SbcD基因突变株. 发现突变株对电离辐射、紫外线、过氧化氢和丝裂霉素C等DNA损伤诱变试剂敏感. 同时还发现, drSbcD蛋白, 无论是在细胞正常生长状态下, 还是在DNA修复过程中, 特别是对6000Gy电离辐射所产生的DNA双链断裂的修复有重要的作用. 综上所述, drSbcD蛋白在DNA双链断裂修复的过程中扮演重要的角色.