细胞周期分子机制的成功探索——2001年诺贝尔生理及医学奖部分工作介绍

细胞周期是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个序贯过程.在这一过程中,细胞的遗传物质(DNA)经过复制平均分配到两个子细胞中.细胞周期中每一事件都是有规律、精确地发生,并且在时间与空间上受到严格调控.细胞周期中最关键的三类调控因子是：cdc基因、周期蛋白依赖性激酶(CDKs)及细胞周期蛋白(cyclin).这些调控因子的发现对肿瘤学及发育生物学的发展都有重要的理论和实践意义.     

2001年诺贝尔生理学医学奖

20 0 1年诺贝尔生理学医学奖授予美国西雅图弗瑞德·哈钦森癌症研究中心 (ＦｒｅｄＨｕｔｃｈｉｎｓｏｎＣａｎｃｅｒＲｅ ｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ)的ＬｅｌａｎｄＨ .Ｈａｒｔｗｅｌｌ、英国伦敦皇家癌症研究基金会 (ＩｍｐｅｒｉａｌＣａｎｃｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＦｕｎｄ)的ＳｉｒＰａｕｌＭ .Ｎｕｒｓｅ和Ｒ .ＴｉｍｏｔｈｙＨｕｎｔ,以表彰获奖者们在细胞周期调控方面的卓越发现和贡献 .ＬｅｌａｎｄＨ .Ｈａｒｔｗｅｌｌ(1939年生 )在上世纪 6 0年代末便认识到用遗传学方法研究细胞周期的可能性 .他采用啤酒酵母细胞建立系统模型 ,…     

细胞周期和卵母细胞成熟调控机制研究的新进展

随着分子生物学和细胞生物学的飞速发 展,人们从单纯追求生物大分子的化学和物理 结构的研究,逐步转移到在分子水平上洞察和 认识生命活动的基本规律,自然也就包括了细 胞周期的调控问题。 自从细胞的分裂图象第一次在显微镜下被 观察到之后,关于细胞周期以及它与分化和发 育等的关系,就一直引起细胞生物学家和发育 生物学家的注意。按形态,细胞周期被划分为     

在正常细胞中导入端粒酶可使c-myc过表达,出现癌变危险

人乳腺上皮细胞 (ＨＭＥＣ)在通常情况下可分裂至ＰＤ(群体倍增次数 ) 5 5～ 6 0 ,ＷａｎｇＪ等(2 0 0 0 )将含有人ＴＥＲＴ(端粒酶催化亚单位的ｃＤＮＡ)的逆转录病毒导入ＰＤ40的ＨＭＥＣ ,使其可分裂代数延长到ＰＤ2 5 0。他们在延至ＰＤ1 5 0时用Ｃｒｅ重组酶 (ｒｅｃｏｍｂｉｎａｓｅ)切除基因组中该逆转录病毒重组体 ,且以Ｓｏｕｔｈｅｒｎ印迹法验证其确已切除后 ,却发现切除外源性ＴＥＲＴ的细胞仍有较高的端粒酶活性 (野生型对照未测出活性 ) ,细胞长势不减 ,至少可再长 2 0ＰＤ。由于ｈＴＥＲＴ基因是ｃ Ｍｙｃ的靶基因 ,ｃ Ｍｙ…     

炭疽杆菌毒素的可能的解毒药--多价抑制剂

ＮａｔｕｒｅＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 2 0 0 1年 19卷 10期 95 8～ 96 1页报道 :炭疽毒素是由炭疽杆菌 (Ｂａｃｉｌｌｕｓａｎｔｈｒａｃｉｓ)产生的。在临床上 ,炭疽病是罕见的 ,但目前由于在生物战争和恐怖行为中有可能使用炭疽杆菌 ,因而引起科学家对炭疽病的日益增加的关注。如所周知 ,炭疽杆菌毒素是由保护抗原 (ＰＡ) ,即单一的受体结合部分 ,以及两种酶促部分 ,即水肿因子(ＥＦ)和致死因子 (ＬＦ) ,共同组成的。这 3种蛋白作为无毒的单体从炭疽杆菌体内释出后 ,就扩散到哺乳动物细胞表面的受体 ,并组配成为有毒的可结合于宿主细…     

正常啮齿类动物的胶质细胞不出现复制性衰老

过去认为体外连续培养的细胞在有限次数的细胞分裂增殖后 ,虽能维持基本代谢过程 ,但丧失了ＤＮＡ合成及分裂的能力 ,最终导致细胞增殖能力的丧失 ,称复制性衰老 (ｒｅｐｌｉｃａｔｉｖｅｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅ)。它也被认为是限制体细胞过度增殖的重要内在调控机制。某些细胞具有无限增殖的能力 ,称永生化 (ｉｍｍｏｒａｌｉｚａｔｉｏｎ)细胞 ,它们的细胞周期检查点 (ｃｈｅｃｋｐｏｉｎｔ)通常消失。新近用大鼠雪旺细胞 (ｓｃｈｗａｎｎｃｅｌｌｓ)———一种来源于外周神经系统的神经胶质细胞 ,做体外细胞培养试验发现 :如果设法保留细胞…     

PKC对小鼠受精卵发育的调控作用

为研究 TPA及 PKC的反义寡核苷酸对 1 -细胞期鼠受精卵发育的影响 ,采用免疫细胞化学法标记 PKC(α及 β亚型 ) ,并用激光扫描共聚焦显微镜测定卵内 PKC荧光强度 ;同时利用显微注射法注射 PKC的反义寡核苷酸 ,观察其对受精卵分裂的影响 . 1 0 0 μg/ L TPA对 1 -细胞期受精卵的发育具有完全抑制作用 .TPA处理 1 2 h后 ,对照组受精卵停留在 1 -细胞期 ,而未经 TPA处理的1 -细胞期卵可以分裂到 2 -细胞期 .共焦激光显示实验组与对照组相比 ,PKC(α、β亚型 )荧光强度均有下降 (P<0 .0 1 ) .显微注射 PKC antisenseα及 antisenseβ的受精卵 ,分别只有 1 4 .2 %和 3.33%的卵可以发育到 2 -细胞期 .与对照组 (注射 M2培养液 )差异显著 (P<0 .0 1 ) .结果表明 ,(1 ) TPA长期处理 1 -细胞期受精卵 ,抑制 1 -细胞期卵分裂到 2 -细胞期 ;(2 ) PKC的反义寡核苷酸 (α及β亚型 )可以抑制小鼠 1 -细胞期卵的发育     

基因方法与2001年诺贝尔生理医学奖

新世纪首届诺贝尔生理医学奖授予美国肿瘤专家哈特韦尔 ( L.H.Hartwell)以及两位英国癌症专家纳斯( P.M.Nurse)和亨特 ( R.T.Hunt) ,以表彰他们发现了“细胞周期的分子调控机制”[1-3]。有趣的是这 3位科学家不仅在研究工作上互为补充 ,而且都采用了同样的科学方法 [4 ,5]。1　基因方法与“细胞周期的分子调控机制”的发现细胞是生命过程的基本结构单位。细胞增殖是一切生物体得以生长、繁衍的基本方式。人体内大约有 10 14个细胞 ,每个细胞核中有 2 3对染色体 ,包含着生命物质(如 DNA)的所有遗传信息。细胞在增殖过程中 ,通过细胞周期…     

由“程序性细胞死亡”透视2000年诺贝尔生理学或医学奖

瑞典卡罗林斯卡医学院于 2 0 0 2年 10月 7日宣布 ,将本年度诺贝尔生理学或医学奖授予英国科学家悉尼·布雷内 (ＳｙｄｎｅｙＢｒｅｎｎｅｒ)、美国科学家罗伯特·霍维茨 (ＲｏｂｅｒｔＨｏｒｖｉｔｚ)和英国科学家约翰·苏尔斯顿 (ＪｏｈｎＳｕｌｓｔｏｎ) ,以表彰他们在器官发育及程序性细胞死亡的基因调控方面做出的贡献[1] 。“程序性细胞死亡”(ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄｃｅｌｌｄｅａｔｈ)是细胞一种生理性、主动性的“自觉自杀行为” ,这些细胞死得有规律 ,似乎是按编排好的“程序”进行的。包括人类在内的生物体是由细胞组成的 ,我们体…     

羊草小抱子的无丝分裂1)

羊草Ancurolcpidium chinen“材料取自吉林省白 城地区天然草原。6月中旬上午9-10时取羊草幼穗, 在卡诺液中（无水酒精3：冰醋酸1)固定。用铁矾一苏 木精染色,制成压片标本,进行观察和照相。在17个羊 草植株中,发现有2个植株的小抱子发育过程中有明 显的无丝分裂现象。在观察到无丝分裂的同时,没有观 察到小抱子细胞的有丝分裂。按吴素置关于细胞无丝 分裂类型的划分（科学通报,1955。第1期）,我们观察 到的羊草小抱子细胞的无丝分裂接近于直接分裂型。 首先,小袍子细胞的细胞体壁从一面或两面向内凹进。 有的细胞核随凹进过程逐渐伸长（图3)。有的细胞核 在细胞体分裂过程中始终没有分裂（图7)。凹进继续 进行时,有些细胞核内的染色体的个体性就愈加明显 （图5, 6),但始终不能辨认染色体的数目。最后,细 胞一般形成“8”字型（图,,6, 10)。两个子细胞的染 色体物质分配一般是不均匀的（图8)。小抱子经这次 分裂后,即形成大小不等、形态不一的花粉粒（图12)0 有的细胞无丝分裂尚未完成,花粉壁已相当发达（图 9,10)。有的相连的两个子细胞,一方有核,一方无核 （图夕）。由于小抱子细胞在无丝分裂时,染色体物质 不能有效的分配到两极去,因此,有些小抱子最后成为 无核花粉粒（图12)0     

分裂以前的亲代细胞是哪个时期的细胞？

现行高中生物课本写道:子细胞得到的一套染色体,“与分裂以前的亲代细胞的染色体的形态和数目也是相同的。”(30页)这种“分裂以前的亲代细胞”究竟是哪个时期的细胞?是G_1期的还是G_2期的?是分裂前期的还是各个时期的不限?对此课本没有说明。但是染色体在细胞周期中的不同时期     

克隆母牛肾成功

就在美国参议院将投票表决禁止克隆人器官的实验的前夕 ,科学家已成功地用克隆产生的小型肾及其他组织移植到母牛体内 .该实验提供了很有说服力的指征 ,即颇有争议的称为治疗性克隆的移植策略 ,能够产生基因相配的细胞 ,而人的免疫系统并不会将他当作异物排斥掉 .研究者将他们的新结果于 2 0 0 2年 7月的ＮａｔｕｒｅＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ上作了描述 .想象一下将治疗性克隆用于人 ,即将一个人需要移植的ＤＮＡ取出 ,然后插入到一个妇女卵中去 ,该卵中原有的染色体已经过剥离 .然后 ,科学家启动卵开始分裂 ,从而收获到胚胎干细胞 .从理…     

细胞周期、限制点、关卡

１细胞周期、限制点、关卡的概念细胞周期（ｃｅｌｌｃｙｃｌｅ）是指亲代细胞分裂结束到子细胞分裂结束之间的间隔时期。人们一般将细胞周期分为Ｇ１、Ｓ、Ｇ２和Ｍ期等四个分期。还有一种所谓的静止期细胞（Ｇ０期细胞）暂时不增殖,在某种情况下可离开Ｇ０期而重新进入增殖周期。在细胞周期时相转变过程中有两个限制点（ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｐｏｉｎｔｓ）决定细胞是继续增殖还是进入静止状态。当在不合适条件下,如营养匮乏、缺乏血清生长因子和抑素（ｃｈａｌｏｈｅ）等等,可以使细胞不能通过限制点而阻滞在细胞增殖周期中。一个主…     

细胞周期浅说

细胞主要以有丝分裂方式复制自己,更新和保持机体各类细胞之间的平衡。人们把每一个体细胞生命活动的周期,称为细胞周期(CellCycle)。本世纪50年代以前,人们对细胞生命活动的了解很有限,特别是对处于分裂间期的细胞,长期以来视为细胞的“静止阶段”。近80年来由于科学技术的飞速发展和现代研究手段     

家兔供体细胞的发育周期与重构胚发育的关系

采用血清饥饿法处理体外培养的兔子胎儿成纤维细胞,并将其作为供体细胞移入去核卵母细胞内构建重构胚胎。检查供体细胞的细胞周期对重构胚的融合率、分裂率和着床率的影响。实验结果表明：培养基中血清含量在0．5％的情况下,G0／G1期的细胞比例由正常培养条件下(培乔液中含有10％FCS)的73．2％明显地增加到86％以上。饥饿1～3天的细胞作为供体细胞构建重构胚时,可明显提高重构胚的融合率,但是不同的饥饿时间其融合率并无显著的差异。饥饿处理可明显增加重构胚的分裂率,以饥饿处理3天为最佳。     

褪黑素对小鼠H22细胞增殖及pRB和E2F-1表达的影响

目的探讨褪黑素(melatonin,MLT)对小鼠H22细胞增殖的影响及其抗肿瘤作用机制.方法在Balb/c小鼠腹腔中复苏H22细胞,体外培养,分为3组进行试验:生理盐水组、10-6mol/L MLT组和10-9mol/L MLT组,每12h加药一次.采用MTT法分析MLT对小鼠H22细胞增殖的影响;流式细胞术(flow cytometry,FCM)检测细胞周期时相分布;免疫组织化学方法检测体外培养H22细胞株和移植瘤组织pRB和 E2F-1的蛋白水平.结果 1.MTT法表明MLT对小鼠H22细胞增殖有明显的抑制作用,并有剂量依赖性;2.FCM显示MLT可引起H22细胞G0/G1期细胞比例升高,S期细胞比例降低;3.免疫组织化学分析显示MLT处理H22细胞使pRB水平降低, E2F-1水平升高.结论 MLT可抑制H22细胞的增殖,其机理可能是通过上调E2F-1、下调pRB,将细胞周期阻滞在G0/G1期.     

激光辐照对花生种子的细胞生物学效应

本文研究了用Ｎｄ∶ＹＡＧ(10 6 0ｎｍ)激光辐照花生种子后其Ｍ1代的细胞生物学效应。研究结果表明 ,不同剂量的ＹＡＧ(10 6 0ｎｍ)激光辐照均能诱发胚芽细胞的染色体畸变。在功率密度为 35.84ｗ ｃｍ2情况下 ,辐照时间由 3秒增至 8秒 ,畸变率相应由0 .16 %增至 0 .53% ,染色体畸变类型也随之增加。 8秒处理后的染色体畸变类型中 ,中期提早分离、数目变异、粘连、不均等分裂、多极分裂、核向细胞质突起等类型 ,在 3秒处理中均无出现。且根据种子萌发和生长情况 ,35.84ｗ ｃｍ2 × 8ｓ处理已达到致死剂量激光辐照对花生种子的细胞生物学效应@…     

酿酒酵母形态变化检验点的研究进展

真核细胞周期调控和检验点机制是目前生物学研究的热点。模式生物酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)细胞周期运转的研究为哺乳动物和其他真核生物细胞周期调控的研究提供了基础信息。细胞周期与细胞的形态变化(morphogenesis)间存在一定的关系。本研究介绍了酿酒酵母形态变化检验点(morphogenesis checkpoint)的研究进展。当细胞形态发生缺陷时,形态变化检验点对其做出响应,延迟细胞核分裂,直到芽体正常形成。该延迟过程是通过抑制CDK抑制蛋白激酶(CDK-inhibitory kinase)Swe1p的降解来实现的。Swe1p的作用是通过抑制Clb-Cdc28p的活性,调节细胞周期进程。细胞形态变化和细胞周期间的正确交流对保证细胞的成功分裂起到关键作用。虽然目前已取得了一定的进展,但仍有许多问题有待进一步研究。     

γ—干扰素对人大肠癌细胞系的生长抑制作用和对细胞周期的影响

用人基因重组γ干扰素与三株人大肠癌细胞系LoVo、HR 8348、和HCI培养后,细胞呈现抑制性生长,细胞在细胞周期中的分布也同时发生改变,表现为G0/G1期细胞比例减少,S期细胞比例增高。细胞生长的抑制和细胞周期的改变随γ干扰素剂量增大(10—10~5U/ml)及作用时间延长(24—96小时)而增强。细胞在S期的堆积是细胞生长抑制的原因之一。     

骨骼肌肌丝分化与横纹肌肉瘤分化异常的研究

本工作观察了鸡胚胸肌原代培养物内完成末次分裂的有丝分裂后肌母细胞在初生0时—22小时内形态分化与肌专一蛋白表达的时、空间特征。肌母细胞的肌分化程序是(1)退出细胞周期,(2)开始合成和集累结蛋白与肌丝蛋白,(3)细胞伸长,肌丝肌节的装配,(4)细胞融合形成多核肌管。横纹肌肉瘤的细胞周期与肌终末分化关系异常,肌丝分化阻断。少数瘤细胞形成正常肌丝肌节,表明瘤细胞内仍存在正常肌分化所需的全部遗传信息。肌分化程序的某些特定基因功能性表达异常可能是增殖与分化紊乱的主要原因。