利用epiCRISPR载体表达双sgRNA实现高效的HDAC基因编辑

CRISPR/Cas9技术是广泛使用的一种基因编辑技术,它包括Cas9和gRNA 2个元件.具有内切酶活性的Cas9能够通过gRNA识别并切断目标DNA序列.细胞主要通过非同源末端连接途径修复DNA,这是一个容易产生indel的修复途径,理论上有近2/3概率产生移码突变,可以用于基因敲除.很多癌细胞系和体外培养的细胞系基因拷贝数增加了,同时敲除所有拷贝的难度增大,因此有必要开发一种高效的基因敲除方法.本实验室在前期工作中利用附着体载体表达的Cas9和gRNA,可以高效地产生indel,称为epiCRISPR系统.在本研究中,我们用epiCRISPR系统同时表达2个gRNA,可以在目标基因上删除一段DNA序列,其长度不是3的倍数,这样可以高效地产生移码突变.HDAC(histone deacetylase)基因家族编码一类负责组蛋白去乙酰化的蛋白酶,对细胞生长有重要影响,敲除难度较大.我们利用附着体载体表达双gRNA的技术成功地得到了HDAC1、HDAC2和HDAC6纯合敲除细胞系.     

CDK4/6抑制剂耐药乳腺癌处理策略及其机制研究进展

概述了CDK4/6抑制剂耐药乳腺癌的治疗策略，分析了CDK4/6抑制剂跨线治疗、新型口服SERDs药物、PI3K/AKT/mTOR抑制剂、ADC类药物、AURKA抑制剂、HDAC抑制剂、免疫治疗和抗衰老药物在CDK4/6抑制剂进展后的临床研究结果及其相关机制。展望未来，可开展更多临床研究的潜在靶点。     

HDAC多靶点抑制剂在癌症治疗中的研究进展

在抗癌药物的研发中,组蛋白脱乙酰化酶(HDAC)是极具研究前景的靶标之一.到目前为止,有5种HDAC抑制剂已被批准用于癌症治疗,并有多种HDAC抑制剂也正处于临床试验阶段.现已证实,多靶点抑制剂在预防、治疗和增强协同效应方面较单一靶点药物具有更大优势.本文针对抗癌药物领域,主要对已报道的HDAC多靶点抑制剂的设计思路和生物活性进行了综述.     

阿司匹林乙酰化修饰HDAC1抑制人结肠癌细胞HCT116增殖

大量研究表明阿司匹林具有重要的抗肿瘤作用。阿司匹林的乙酰基可以乙酰化大量蛋白质，从而影响体内的乙酰化水平，但其乙酰化作用在抗肿瘤上的具体机制还不清楚。组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi)已用于肿瘤治疗或处于临床研究，通过抑制组蛋白去乙酰化酶(Histone Deacetylases, HDACs)的去乙酰化酶活发挥抗癌作用。组蛋白去乙酰化酶1(Histone Deacetylase1, HDAC1)是Zn²⁺依赖的Ⅰ类HDAC家族成员，在多种癌症中表达上调，是组蛋白去乙酰化酶抑制剂(Histone Deacetylase Inhibitors, HDACi)发挥抗癌作用最关键的靶点之一。在抗肿瘤的过程中，阿司匹林是否乙酰化调控HDAC1尚未见报道。在本文中，我们发现阿司匹林可以乙酰化HDAC1并抑制其去乙酰化酶活，赖氨酸(K)200位点是阿司匹林乙酰化HDAC1的关键位点。有趣的是，HDAC1可以对自身去乙酰化，但不能发生在K200上。沉默信息调节因子2相关酶1(SIRT1),而不是HDAC1,可以对HDAC1的K200位点去乙酰化。进一步细胞学实验发现，在敲除H...     

HDAC1、8在肺泡Ⅱ型上皮细胞间质转化中的表达及意义

目的:观察TGF-β1作用下,肺泡Ⅱ型上皮细胞RLE-6TN在EMT过程中HDAC1、8的表达情况及TSA对TGF-β1诱导细胞EMT的影响。方法:将TGF-β1加入到体外培养的细胞中,于不同时间收取细胞,采用WB及Real-time RT-PCR检测HDAC1、8及E-cad、α-SMA的表达情况。然后将TGF-β1加入经过TSA预处理的细胞中,于不同时间收取细胞,重新检测上述基因。结果:加入TGF-β1后,E-cad蛋白表达下调;α-SMA蛋白表达上调;HDAC1蛋白表达上调;HDAC8蛋白表达下调。E-cad mRNA表达下调;α-SMA及HDAC8的mRNA均于12 h表达上调,6 h、24 h表达下调;HDAC1 mRNA表达于6 h下调,24 h上调。加入TSA后,E-cad蛋白表达上调;α-SMA、HDAC1及HDAC8蛋白的表达均下调。E-cad mRNA表达上调;α-SMA mRNA表达于6 h、12 h上调,24 h下调;HDAC1 mRNA表达下调;HDAC8 mRNA表达上调。结论:TGF-β1体外诱导的RLE-6TN细胞EMT,可以通过应用TSA抑制其获得α-SMA表型、失去E-cad表型,从而部分逆转TGF-β1诱导的肺泡Ⅱ型上皮EMT。     

HDAC1 siRNA对TGF-β1诱导的肺泡Ⅱ型上皮细胞EMT的影响

目的:探讨HDAC1 si RNA对TGF-β1诱导的RLE-6TN细胞EMT过程中细胞表型、功能的影响。方法:加入HDAC1 si RNA转染RLE-6TN后,再加TGF-β1后收取细胞。采用倒置显微镜观察各组细胞形态改变,免疫荧光检测表型改变,W.B及实时定量PCR检测其HDAC1、8,E-cad及α-SMA的表达;Transwell小室检测细胞体外迁移能力。结果:形态学上,TGF-β1能诱导RLE-6TN发生EMT,转染后细胞多边形、铺路石状;荧光显微镜下,TGF-β1组出现α-SMA表达,HDAC1表达增加,转染组相反;在m RNA水平,TGF-β1组E-cad表达下调、HDAC1、8上调,转染组HDAC1、8表达下调,α-SMA上调。在蛋白水平,TGF-β1组E-cad表达下调、α-SMA及HDAC1上调,转染组相反。体外迁移能力方面,TGF-β1组迁移细胞增多、转染组减少。结论:HDAC1 si RNA能部分逆转TGF-β1诱导的肺泡Ⅱ型上皮EMT。     

数字图象处理在核酸研究领域中的实际应用

本文着重阐述了将人体DNA药物效应及DNA—DNA杂交显影底片用STC/101图象处理系统进行多种处理的基本方法。实验结果表明,这种方法在分子生物学以及分子药理学领域的研究工作中具有明显效果和广泛的应用价值。     

HDAC1重组腺病毒载体的构建及鉴定

利用Ad-Easy腺病毒表达系统构建含有人源性组蛋白去乙酰化酶1(HDAC1)基因的重组腺病毒,并检测其在脐带间充质干细胞(h UC-MSCs)中的表达及对h UC-MSCs增殖的影响.RT-PCR扩增人HDAC1 ORF序列,构建p Ad Track-CMV-HDAC1重组腺病毒穿梭质粒,Pme I单切后将其转化进入E.coli BJ5183与腺病毒骨架质粒同源重组,Pac I单切线性化后转染至HEK293细胞中扩增和包装p Ad-HDAC1,采用空斑法鉴定病毒滴度;p Ad-HDAC1感染h UC-MSCs,倒置荧光显微镜下观察荧光表达,qRT-PCR和Western Blot分别检测细胞中HDAC1在mRNA水平和蛋白水平的表达,CCK-8实验检测HDAC1高表达对h UC-MSCs增殖的影响.结果显示成功扩增人HDAC1 ORF序列并构建p Ad-HDAC1重组腺病毒;病毒感染后h UC-MSCs中HDAC1 mRNA和蛋白表达水平明显增高,并且促进h UC-MSCs的增殖.成功构建HDAC1高表达的腺病毒,可有效提高h UC-MSCs中HDAC1的表达并促进细胞增殖.     

非嵌插类药物与DNA作用的分子机制

本文概述了非嵌插类药物与DNA作用的分子机制,考察了DNA螺旋小沟结合药物的碱基序列特异性,药物-DNA相互作用的性质和相互作用能,以及研究药物与DNA作用分子机制的意义。     

【科技新闻】我科学家改写DNA甲基化经典——该发现对旋毛虫病有效防控具有重要意义

近日，吉林大学人兽共患病研究所和华大基因研究院通过合作，首次在旋毛虫基因组中发现了甲基转移酶，并证实了DNA甲基化的存在，改写了长期以来认为线虫中没有该种表观遗传修饰的历史。相关成果发表于《基因组生物学》。业内专家认为，该研究为以DNA甲基化为靶标的抗旋毛虫及类似病原药物与预防制剂的开发提供了新的研究途径。     

DNA纳米机器药物递送研究进展

 天然分子机器是细胞正常功能（包括DNA复制、细胞内物质运输、离子平衡和细胞运动等）的重要执行者。受天然分子机器的启发,人工分子机器的概念被提出并逐步实践。DNA分子独特的理化性质使得其可作为自组装基元用于构建分子机器类纳米结构。DNA纳米结构具有形状可设计性、精确的可寻址性、结构动态响应性及良好的生物相容性,可以作为一种良好的药物递送载体材料。通过可寻址的负载特定功能元件从而构建DNA纳米载体和治疗型DNA纳米机器,可以靶向性地将药物传递到病变组织和细胞,响应性地释放药物,提高药物的细胞摄取率并降低其毒副作用,有望成为优秀的药物递送系统。基于DNA纳米结构的药物载体已经被用于递送小分子药物、寡核苷酸类药物和蛋白药物。以每类药物分子中的典型药物为例,介绍了DNA纳米载体和DNA纳米机器药物递送系统的研究进展,并讨论了其所面临的挑战及可能的发展趋势。     

萘酰亚胺类DNA嵌入剂的合成与抗肿瘤活性的研究

综述了萘酰亚胺类DNA嵌入剂抗肿瘤药物的合成、结构与活性的关系及其与DNA的作用机制,展望了DNA嵌入剂抗肿瘤药物的发展前景。     

青霉菌组蛋白去乙酰化酶基因的敲除及其次级代谢产物变化

丝状真菌尤其是青霉菌Penicillium代谢的各类次级产物日趋成为研制新药的重要来源,很多药物如抗癌药物、抗生素、免疫抑制剂等均来源于真菌。然而真菌次级代谢受多因素的影响,其中表观遗传修饰起到重要的调控作用。组蛋白乙酰化表观遗传修饰常与转录激活相关,从而促进次级代谢产物的合成。以青霉属真菌Penicillium christenseniae SD-193.84为研究对象,利用生物信息学手段确定其组蛋白去乙酰化酶（HDAC）基因,建立该菌中同源重组基因敲除技术,对该基因进行敲除,并比较了基因敲除前后次级代谢产物的变化,发现HDAC影响了多种次级代谢产物的合成。本研究为青霉菌分子遗传操作及次级代谢调控提供了参考。     

抗RNA病毒相关生物材料

在介绍RNA病毒结构、生殖、复制和转录的基础上，综述了抗病毒策略，其中包括抗SARS药物设计，RNA干扰，DNA疫苗释放系统，调控蛋白与糖胺聚糖衍生物或类似物相互作用，天然药物及肺泡组织工程等。这些实例涵盖了RNA病毒与蛋白质、DNA及多糖等生物材料的相互作用。生物材料作为基质或载体正在向细胞或/和基因活化的第三代生物材料发展，可望在抗病毒中发挥作用。     

非嵌插类DNA结合药物的碱基序列特异性

本文讨论了非嵌插类DNA结合药物的碱基序列特异性,这对于探讨药物与DNA相互作用的分子机制是很有意义的。通过这些探索,得到了一些有意义的结果。     

5-氟-胞苷抗肿瘤活性及其机制研究

为进一步探求高效、广谱的抗肿瘤氟代化学修饰小分子药物，为癌症治疗提出新的解决方案，本研究通过分子对接技术和细胞活性、流式细胞、转录组分析、DNA损伤等实验来探索氟修饰核苷类分子5-氟胞苷的抗肿瘤活性及其作用机制.实验结果表明，5-氟胞苷在多种肿瘤细胞中的IC₅₀小于1μmol/L,且5-F-Cyd较为明显地调节了癌症的发生与发展机制，与影响DNA复制、造成DNA损伤和诱导细胞凋亡有关.此外，还发现氟原子修饰的5-氟胞苷有可能通过干扰聚合酶θ的修复功能来阻止耐药的发生.因此，5-氟胞苷可作为癌症治疗的潜在候选药物.     

二氢嘧啶-2-酮衍生物与DNA相互作用研究

DNA是遗传信息的携带者和基因表达的物质基础,药物分子与DNA的结合能够阻碍DNA的复制,使癌细胞的生长得到有效抑制.研究药物小分子与生物大分子的相互作用,有助于从分子水平上理解某些抗癌药物的作用机理,对设计临床上更为有效、毒副作用更低的新药具有十分重要的意义[1,2].     

秋水仙碱与DNA的相互作用

298.15K下,应用等温微量热法研究了抗肿瘤药物秋水仙碱（COL）与小牛胸腺DNA（ctDNA）结合作用,测定了药物与DNA分子的结合比、结合常数、结合焓变（△H°）、熵变（△S°）及吉布斯自由能变（△G°）等热力学参数.结合应用紫外-可见吸收光谱及荧光光谱研究了秋水仙碱与小牛胸腺DNA的分子间相互作用,探讨了药物对DNA分子构象的影响.     

N-(2-氨基苯基)-4-[N-(苯丙烯酰)氨基]苯甲酰胺的合成及体外抗肿瘤活性

合成了系列苯甲酰胺(3a-3j)类组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi).采用MTT法检测了3a-3j对MCF-7、HeLa和A549细胞株的体外细胞毒性,采用荧光分析法测定了3a-3j对HDAC的抑制作用.结果表明:N-(2-氨基苯基)-4-{N-[(2-氯苯基)丙烯酰]氨基}苯甲酰胺(3b)和N-(2-氨基苯基)-4-{N-[(2-硝基苯基)丙烯酰]氨基}苯甲酰胺(3e)表现较高的活性,对HDAC的IC50值分别为7.71和3.5μmol/L,与西达苯胺(2.7μmol/L)相当;3b对MCF-7、HeLa和A549细胞株的IC50值分别为6.5、6.0和5.6μmol/L,3e对MCF-7、HeLa和A549细胞株的IC50值分别为3.9、3.1和2.9μmol/L,与MS-275(3.5μmol/L)相当.