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聚ADP-核糖聚合酶在DNA修复、保持基因组完整性及细胞死亡过程中的作用
聚ADP核糖化是细胞在对内外环境的遗传毒物刺激的应答过程中对蛋白质进行翻译后修饰的一种机制,催化此过程的酶即聚ADP-核糖聚合酶.聚ADP核糖化涉及细胞的许多重要功能,如DNA修复、细胞增殖、细胞死亡、染色质功能及基因组稳定性.
关键词: 聚ADP-核糖聚合酶 DNA修复 基因组稳定性 细胞死亡 -
细胞周期调节因子ATM、Chk2和p53在乳腺浸润性导管癌中的表达及其临床病理意义
共济失调-毛细血管扩张突变基因(ATM)是重要的细胞周期检测点激酶,参与激活、调控多种细胞周期调节因子和DNA损伤的修复[1].细胞周期检查点激酶2(Chk2)是细胞周期检测点中关键的效应蛋白酶,在维护基因组稳定性及准确传代过程中起重要作用[2].细胞DNA损伤或DNA复制受阻可激活ATM,ATM磷酸化使Chk2激活,而Chk2能磷酸化p53的丝氨酸Ser20位点而保持P53的稳定,ATM也可通过调节p53而诱导凋亡.细胞基因组的稳定性依赖于DNA的损伤修复和细胞周期检测点调控间的相互作用[3].我们就细胞周期调节因子ATM、Chk2和p53基因在乳腺癌中的表达情况及其临床病理关系进行探讨.
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SIRT1的生理作用及调控机制的研究进展
沉默信息调节因子2(silent information regulator 2,Sir2)相关酶类,是一种高度保守的NAD+依赖的蛋白去乙酰化酶类.Sir2在基因沉默、基因组稳定性、细胞寿命以及代谢调节上具有必不可少的作用.
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APOBEC3s对HPV(+)上皮细胞基因组稳定性的影响
目的:研究载脂蛋白B mRNA编辑酶催化多肽样3(APOBEC3s)脱氨酶对HPV(+)人类永生化上皮细胞(W12)基因组稳定性的影响。方法利用 W12细胞为模型,通过基因转染APOBEC3A(A3A)、APOBEC3G(A3G)和GFP表达质粒,获得转染后24 h和48 h的两组样品。采用Western blot方法检测细胞DNA损伤反应(DDR)通路中经典蛋白激酶的表达情况。此外,利用绿色荧光蛋白(GFP)标记的方式,观察A3A和A3G的细胞定位。结果Western blot结果显示, A3A过表达W12细胞样品中,经典DNA双链断裂的标记物γH2AX表达明显上调。DDR通路中ATM和Chk2激酶的磷酸化水平有所提高。此外,同源重组(HR)修复中的细胞因子pNBs1的表达也被上调。相反A3G的作用却不很明显。另外,GFP标记蛋白显示A3A分布在细胞核和细胞质,而A3G只定位在细胞质中。结论相比A3G,A3A的过表达可以明显影响W12细胞基因组的稳定性,进而激活宿主细胞DDR通路中多种蛋白激酶的活化。
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体内微核实验检测结直肠癌患者遗传不稳定性
大多数人类肿瘤都具有基因组遗传不稳定的物质基础.其表达在细胞水平上为染色体不稳定性和微卫星不稳定性[1-3],这种遗传与环境风险因子相互作用对体细胞基因组稳定性的影响,为目前肿瘤细胞遗传学和分子流行病学研究提供了新的思路.微核作为染色体损伤的生物学标记物,反映了机体遗传不稳定性状态或受到环境诱变剂和致癌剂暴露作用的影响,在肿瘤的遗传易感性检测及肿瘤防治研究中已广泛运用[4-5].本研究随机在临床抽取一组结直肠癌患者,进行人外周血淋巴细胞微核检测,以探讨患者体内自发淋巴细胞微核形成与结直肠癌基因组遗传不稳定的相关性.
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DNA甲基化及其在肿瘤分子诊断中的前景
DNA甲基化是研究为深入的表观遗传学机制.该机制的异化可导致基因表达的异常及基因组稳定性的降低,继而促进肿瘤发生和发展.启动子CpG岛的高甲基化已被认为是与遗传性缺陷同等重要的、造成抑癌基因在肿瘤中失活的分子生物学机制.
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DNA高甲基化与抑癌基因
哺乳动物基因组中,DNA甲基化是指CpG二核苷酸中的胞嘧啶第5位碳原子被甲基化.DNA甲基化是一种基因外修饰,不改变DNA的一级结构;他在细胞正常发育、基因表达模式以及基因组稳定性中起着至关重要的作用.全基因组低甲基化,维持甲基化模式酶的调节失控和正常非甲基化CpG岛的高甲基化是人类肿瘤中普遍存在的现象.DNA高甲基化是导致抑癌基因失活的又一个机制.本文综述了抑癌基因的高甲基化、DNA修复基因的高甲基化、甲基化与转录的关系以及导致转录失活可能存在的作用机制、寻找甲基化相关基因的依据原则、甲基化的检测方法、肿瘤甲基化图谱的特征、甲基化与突变的相互作用、导致甲基化产生的原因、及其广泛的应用前景.
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高迁徙率族蛋白B1和糖基化终产物受体与肝癌发生发展的关系
高迁徙率族蛋白B1(hign mobility groupprotein box1,HMGB1)属于高迁移率族蛋白(HMG)家族中的一员,在真核细胞核内表达十分丰富.长期研究认为,HMGB1是典型的非组蛋白染色体蛋白,通过与DNA结合,参与核小体的构建及维持,在转录、复制、重组、DNA修复和维持基因组稳定性的过程中发挥不同的作用.
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铅染毒大鼠胎盘组织错配修复基因突变的研究
金属及其化合物过量地进入机体会产生各种毒性效应而造成损害,严重者可以致癌[1].错配修复(mismatchrepair,MMR)基因是生物进化过程中的保守基因,具有修复DNA碱基错配、增强DNA复制准确性、维持基因组稳定性及降低自发突变的功能.
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人骨肉瘤细胞DNA双链断裂修复γH2AX分析
目的:探讨人骨肉瘤细胞U2OS中利用γH2AX分析评价细胞DNA双链断裂(DNA Double-Strand Breaks,DS-Bs)损伤反应动力学过程.方法:用免疫荧光和蛋白质印迹法结合DNA损伤应答通路抑制剂及siRNA基因沉默技术分析U2OS细胞在遭受DSBs损伤处理前后γH2AX foci和其表达水平的动力学变化,并通过流式细胞术定量分析γH2AX的变化情况.结果:在细胞未经损伤处理时,U2OS细胞仅有极少量的γH2AX foci,而在遭受电离辐射(ionizingradiation,IR)后,γH2AX在损伤部位的募集和表达水平快速升高,1h内达峰值,该过程可被ATM抑制剂和磷酸肌醇激酶3相关激酶抑制剂Wortmannin抑制;而后随着时间的推移,γH2AX表达又逐渐消退,反映了细胞DSBs损伤应答的动力学过程.利用小分子RNA敲除参与DSBs损伤修复的关键因子Mre11表达的细胞及对照siRNA转染细胞,IR处理4h后γH2AXfoci数分别为31.68±4.59和21.33±2.08,处理8h分别为21.85±2.49和12.02±4.13,处理12h分别为19.65±2.34和8.51±2.17),处理16 h分别为18.05±1.75和6.94±3.19,各时间点Mre11沉默组细胞的γH2AXfoci数显著多于对照siRNA处理组细胞,P=0.013,反映了延长的DSBs损伤修复动力学(减缓的γH2AXfoci消退).经γH2AX和PI双染色流式细胞术发现,不同细胞分期γH2AX阳性率差异有统计学意义,G1期细胞在IR处理前为(1.34±0.28)%,处理后为(20.25±3.56)%,P<0.001;S期细胞在IR处理前为(1.26±0.19)%,处理后为(79.48±5.72)%,P<0.001;G2/M期细胞在IR处理前为(8.84±1.25)%处理后为(29.49±4.36)%,P<0.001.结论:γH2AX分析可有效分析U2OS细胞的DSBs损伤应答反应动力学,U2OS细胞具有低γH2AX背景、易于传代培养等优点,可作为研究细胞DSBs损伤应答反应的模式细胞.
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DNA甲基化与大肠癌发生的研究进展
DNA甲基化由于影响基因突变、基因表达调控、基因组稳定性等方面,因此在肿瘤的发生和演进过程中扮演着一定的角色.近来,DNA甲基化机制及其与大肠癌发生关系的研究进展很快,现对近3年这方面的进展作一简要介绍.1 DNA甲基化的概念DNA甲基化主要指在胞嘧啶的5位碳上加上一个甲基基团,该反应由S-腺苷蛋氨酸(SAM)提供甲基,由DNA甲基转移酶(DMT)催化,形成5甲基胞嘧啶(5 mC).5 mC是真核细胞中唯一天然存在的修饰碱基,约占整个胞嘧啶的3%,而90%的5 mC存在于CpG序列中.哺乳动物DNA中50%~90%的CpG序列中C呈甲基化状态,即有5mCpG.当DNA分子每1 0 0 Kb中有0.5 Kb~5 Kb的5 mCpG序列时,称为5 mCpG岛,其余散在分布的5 mCpG称为甲基化CpG位点[1].
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CyclinB1,p34cdc2在X射线诱导的K562细胞G2期阻滞中的作用
细胞周期调控是机体维持细胞增殖有序性及基因组稳定性的关键,它的失控是肿瘤发生的重要原因之一,故细胞周期调控已成为近年来生命科学研究的热点课题.在包括理化因素在内的各种DNA损伤因素作用下,DNA受损伤的细胞通常通过细胞周期阻滞来赢得足够的修复时间,不能修复的则通过凋亡去除.细胞周期阻滞包括G1、G2期阻滞,G1期阻滞受p53、WAF1等基因的调控,而在缺失p53基因的K562细胞中[1],G2期阻滞则占有主导地位.笔者在采用中等剂量电离辐射作用于K562细胞时发现,K562细胞被诱导发生G2期阻滞,因G2期调控机理的研究主要集中在以CyclinB、p34cdc2为中心的调节通路,故我们进一步观察了有丝分裂促进因子(MPF)的两个组成单位CyclinB、p34cdc2在G2期阻滞中的作用以期为细胞周期调控的机理提供分子水平的依据.
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电离辐射对胸腺细胞p16/CyclinD/CD K4基因转录和蛋白表达的影响
电离辐射可诱导细胞发生G1期阻滞,其意义在于使受损伤的DNA得以修复,维持细胞基因组稳定性.目前研究发现主要有两条负向调控通路:p53-p21/pRb通路[1]和p16-CyclinD/CDK4-pRb通路在G1→S期转换中起重要作用[2].
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DNA双链断裂-集簇性损伤的诱导及其修复特点研究进展
近年来研究表明,高LET射线诱发的DNA集簇性损伤,特别是双链断裂( double-stand break, DSB)-集簇性损伤比低LET射线诱发的单一位点DSB损伤的修复更为困难甚至不能修复,更易造成染色体畸变、细胞死亡和癌变的严重后果。 DNA损伤应答( DNA damage response, DDR)机制,包括损伤信号的监测和传递、启动修复系统、激活细胞周期检验点和诱导细胞凋亡等多条信号传导通路,通过以此构成的复杂而精确的调控网络来应对这些损伤,在维持基因组稳定性中具有非常重要的意义。然而,DSB-集簇性损伤诱导细胞DDR的精确机制目前尚不清楚[1]。本文主要就当前DSB-集簇性损伤的诱导与电离辐射的品质、DSB-集簇性损伤修复及其修复动力学特点的研究进展做一综述。
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细胞基因组"维稳"的DNA修复机制——2015年诺贝尔化学奖介绍
2015年诺贝尔化学奖授予了瑞典的托马斯·林道尔(Tomas Lindahl)、美国的保罗·莫德里奇(Paul Modrich)和美国/土耳其双国籍科学家阿奇兹·桑贾尔(Aziz Sancar),以表彰他们对揭示细胞DNA修复机制的贡献.本文就3位获奖者的研究成果及其学术意义进行了介绍和总结,同时鉴于DNA修复与细胞基因组稳定性以及人类疾病的密切联系,特别就高通量序列分析和组学研究对相关领域的影响和前景进行了分析和探讨.
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人乳头瘤病毒致癌机制的研究进展
人乳头瘤病毒(HPV)是一种常见的小DNA双链病毒,主要感染上皮黏膜细胞,引起良性乳头瘤病变和恶性肿瘤,高危型HPV在子宫颈癌组织中的检出率可高达90%以上.E6和E7是HPV重要的两个病毒癌基因,在病毒整合入宿主细胞基因组后可持续表达,并分别与细胞内重要的抑癌基因p53和pRb的蛋白产物相互作用,阻遏其对细胞增殖分化的负调控,从而诱发细胞恶性转化.此外,E6和E7表达还可影响基因组稳定性.
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叶酸、核黄素及MTHFR C677T多态性对人淋巴细胞遗传稳定性的影响
目的:探讨叶酸、核黄素及MTHFR C677T多态性对人淋巴细胞遗传稳定性的综合影响.方法:利用胞质分裂阻断微核技术分析了叶酸(20、200nmol/L即LF、HF)和核黄素(1、500nmol/L即LR、HR)不同浓度组合以及MTHFR C677T多态性对9d培养的人淋巴细胞基因组稳定性的影响.结果:对于任何MTHFR C677T基因型,LFHR组的遗传损伤程度居所有浓度组合之首,而HFLR组则低(P<0.05),高叶酸条件下的微核化双核细胞(micronucleated binucleated cell,MNed BNC)、核芽(nuclear bud,BUD)和核质桥(neacleo plasmic bridge,NPB)频率分别是低叶酸浓度的34.9%、30.6%和35.5%;高核黄素条件下的遗传损伤频率约比低核黄素高7.0%~12.7 %;MTHFR 677CC基因型遗传稳定性显著高于突变纯合子677TT(P<0.01);叶酸对MNed BNC、BUD、NPB的变异贡献率分别达到71.1%、69.0%和68.2%(P<0.001);核黄素对BUD、MTHFR C677T多态性对MNed BNC和BUD的变异贡献虽达到显著水平,但均不及叶酸;叶酸、核黄素和MTHFR C677T基因型之间的交互作用对基因组稳定性没有显著影响.结论:叶酸、核黄素和MTHFR C677T多态性以不同程度影响基因组稳定性,其中叶酸是本实验条件下影响基因组稳定性的主要因素.[营养学报,2007,29(4):448-452]
关键词: 叶酸 核黄素 MTHFR C677T多态性 基因组稳定性 -
三核苷酸重复序列(GAA·TTC)_n扩增的分子机制研究现状
三核苷酸重复DNA序列普遍存在于人类基风组中.迄今已经发现有4种三核苷酸重复序列的扩增或不稳定,可以导致40多种人类神经退行性疾病.其中,Friedreich's ataxia综合征是由位于FXN基因第1个内含子中(GAA·TTC)_n序列扩增引起.近有关(GAA·TTC)_n扩增的研究进展表明:(GAA·TTC)_n重复序列可以形成非-B型二级结构,并有可能由此造成重复序列的扩增或干扰重复序列的稳定性.同时,重复序列经RNA转录为hnRNA之后的加工以及疾病染色体位点处的表遗传学控制也可能与(GAA·TTC)_n的稳定性维护有关.
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应激状态下细胞内TTR-RBPs蛋白家族核质穿梭机制的研究进展
TTR -RBPs(turnover-and translation-regulatory RNA binding proteins) 是一类 RNA结合蛋白,主要调节 RNA 的降解和 mRNA 的翻译.正常情况下,许多 TTR-RBPs 是核内定位蛋白.在应激状态下,它们会通过蛋白激酶的激活出核进入细胞质,与特定的蛋白或 RNA 结合.TTR-RBPs 通过参与细胞内应激调控机制,从而抑制细胞周期或影响细胞形态,或调控细胞损伤修复,或诱导细胞凋亡.因此,TTR-RBPs 在维护基因组稳定性,抑制细胞恶变及肿瘤发生方面发挥重要作用.本综述详细介绍近年来 TTR-RBPs 的研究进展,特别是该家族的三个代表性蛋白 HuR,TIA-1和 TIAR在应激状态下的核质穿梭调控机制的研究进展.
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RNA干扰技术在器官移植免疫中的研究进展
人们早就发现随着细胞内转入基因拷贝数目的增加,其表达水平随之降低,同时内源性同源基因也被转入的基因所抑制.目前已阐明这种抑制的主要机制就是RNA干扰(RNA interference,RNAi),现在认为RNAi是一种原始的细胞免疫机制和基因表达的调控机制,对于维持生物体基因组稳定性非常重要.