HMG非组蛋白在基因表达调节中的作用——Ⅰ.HMG非组蛋白对小鼠肝细胞核转录活性和DNA酶Ⅰ消化动力学的影响

本文观察了外加的HMG对体外核转录和DNA酶Ⅰ消化不同状态细胞核的影响,并与功能已经比较清楚、组成和结构较为相似的组蛋白H_1进行比较,发现:(1)外加的HMG与组蛋白H_1均能抑制肝细胞核的转录活性,但它们的抑制作甩以组蛋白H_1最强,磷酸化组蛋白H_1其次,HMG最弱。(2)组蛋白H_1能抑制DNA酶Ⅰ对肝细胞核的消化,而外加的HMG对小鼠肝细胞核消化的影响呈双相:短暂消化时HMG能降低细胞核对DNA酶Ⅰ的敏感性,但其抑制作用较H_1弱;延长消化时反而能增加核对DNA酶Ⅰ的敏感性。(3)组蛋白H_1对DNA酶Ⅰ有限消化后的残核消化无明显的影响而HMG能促进残核的消化。(4)组蛋白H_1能抑制DNA酶Ⅰ消化去组蛋白H_1细胞核,而HMG能促进去组蛋白H_1的细胞核的消化。实验结果启示HMG非组蛋白与组蛋白H_1相对置的变化会引起染色质结构的改变,从而影响转录的进行,这可能是基因表达粗调节的一种方式。HMG能增加非活性核小体对DNA酶Ⅰ的敏感性说明HMG很可能与活性核小体结构的形成有关。     

大鼠肝和BERH—2肝癌5Kb BamHI DNA片段的克隆及其转录研究

本文克隆了大鼠肝和肝癌BERH-2 DNA的分子大小约为5kb的BamHI片段(Bam5族重复顺序)。从筛选出的克隆中取一个来自肝癌细胞基因组DNA的克隆片段H5 B-1和来自肝细胞基因组DNA克隆片段L5 B-4做进一步分析研究。采用RNA点杂交法对L5 B-4DNA片段的转录产物在细胞核、质间分布的研究结果表明:L5 B-4 DNA片段转录产物在肝癌细胞的总核RNA,poly A~ 核RNA和poly A~-核RNA中的相对量,比正常肝细胞的相应RNA组分低;在肝癌细胞的总胞质RNA和多聚核蛋白体RNA中的相对量,则比正常肝细胞的相应RNA组分高;其转录产物在poly A~ 核RNA中的相对含量高于其他细胞RNA组分,几乎不存在于rRNA中。当用大鼠肝和肝癌总RNA进行RNA点杂交比较时其转录产物在肝癌细胞中的相对含量则高于正常肝。结果提示,L5 B-4 DNA片段的转录产物从细胞核向细胞质内转运,肝癌细胞明显高于正常肝细胞。以H5 B-1 DNA片段代替L5 B-4 DNA片段进行RNA点杂交,得近似的杂交放射自显影图谱。     

RNA聚合酶活性变化在DEN诱发大鼠肝癌细胞核体外转录中的调节作用

DEN诱发大鼠肝癌的细胞核RNA体外转录合成显著增强,染色质结合型和游离型RNA聚合酶Ⅰ和Ⅱ活性均高于正常肝细胞,而结合型酶Ⅰ和Ⅱ的活性几乎各占总活性的50％(正常肝细胞结合型酶Ⅰ约占70％),表明Ⅱ类基因的转录增强更明显。肝癌细胞核中转录活性RNA聚合酶Ⅱ的分子数为正常肝细胞核的1.8倍,同时RNA聚合酶Ⅰ和Ⅱ催化转录的延长速度为正常肝细胞核的1.3和2.2倍。结果表明,肿瘤细胞不仅有较多的活性RNA聚合酶分子,而且催化转录(延长)的速率也增高。     

小鼠HepA腹水型肝癌细胞核转录活性的研究

本文对小鼠HepA腹水型肝癌(简称HepA,下同)细胞核与正常小鼠肝细胞核的转录活性进行了一些比较研究,发现HepA细胞核的转录活性比正常肝细胞核升高约80%,其中,依赖于DNA的RNA聚合酶Ⅱ(简称RPase Ⅱ,下同)的活性比RPase Ⅰ有更显著的增加,转录活性的升高以起始速率的增强为主。两种细胞核内的RPase Ⅱ的性质有明显的差别。     

小鼠HepA腹水型肝癌细胞核转录活性的研究

本文对小鼠HepA腹水型肝癌(简称HepA,下同)细胞核与正常小鼠肝细胞核的转录活性进行了一些比较研究,发现HepA细胞核的转录活性比正常肝细胞核升高约80%,其中,依赖于DNA的RNA聚合酶Ⅱ(简称RPase Ⅱ,下同)的活性比RPase Ⅰ有更显著的增加,转录活性的升高以起始速率的增强为主。两种细胞核内的RPase Ⅱ的性质有明显的差别。     

大鼠肝和移植性大鼠肝癌BERH-2细胞核DNA的比较

在我们已发表和待发表的工作中观察到,大鼠肝癌细胞中能与正常大鼠肝细胞核DNA重复顺序互补的细胞核RNA,比正常大鼠肝细胞核RNA少;而能与正常大鼠肝细胞核DNA单一顺序互补的细胞核RNA,比正常大鼠肝细胞核RNA有所增加。此外,细胞核RNA由细胞核向细胞质内的运转,肝癌细胞也比正常肝细胞有增加。因此,提出一个问题即,在正常大鼠肝和大鼠肝癌细胞核RNA间所观察到的差异,是反映转录水平的变化,或是反映转录后水平的变化,抑     

HMG_(17)非组蛋白与转录活性基因的关系

 用核内蛋白质与经0.4mol/L NaCL抽提后的细胞核重组,以DNA酶I消化法为测定活性基因的指标,观察猪胸腺HMG_(17)非组蛋白对细胞核中活性基因的影响。结果显示:猪胸腺HMG_(17)使细胞核对DNA酶I作用的敏感性增加,因此认为HMG17为使细胞核胞核中基因呈较大活性的重要因素。     

大鼠肝和肝癌DNA及其限制性酶切图谱分析

大鼠肝和肝癌BERH-2 DNA的EcoR Ⅰ,BamH Ⅰ,HindⅢ和Pst Ⅰ,以及EcoR Ⅰ分别与BamH Ⅰ或HindⅢ或Pst Ⅰ组合双酶合切的电泳图谱间无明显差异;双向凝胶电泳重复顺序图谱也近似。在一定实验条件下,大鼠肝癌BERH-2 DNA在凝胶电泳上,除去显示EB荧光主带外,还有呈现阶梯大小的片段。最小片段为270bp,两电泳相邻片段间的长度差约为160bp,并且能与标记的核RNA起杂交反应。对实验结果进行了讨论。     

从大鼠肝染色质富集具有转录活性的DNA

采用DNase消化法从大鼠肝染色质分离得到富有转录活性的DNA(sDNA)。sDNA琼脂糖凝胶电泳,在0.5—6Kb范围内背景有一片荧光,小于1Kb范围内,出现明显区带。sDNA为探针与大鼠正常肝核RNA杂交百分数(29.5%),为以总核DNA为探针杂交百分数(8.2%)的3.6倍,并高于sDNA与大鼠肝癌核RNA杂交百分数(16.4%).     

大鼠肝癌细胞膜相关胚胎抗原的研究

用非标记免疫酶技术观察比较了33例大鼠移植性肝癌BERH-2,1例二乙基亚硝胺诱发原发性大鼠肝癌和18例不同胎龄的胚胎鼠肝组织。证明在癌细胞的表面膜上存在着一种胚胎性抗原。这种胚胎抗原在13—14天胚胎肝细胞表面反应强烈,随着胚胎发育而减弱,在大多数正常成年大鼠肝细胞中则呈阴性或弱阳性。二乙基亚硝胺诱发大鼠肝脏癌变后,这种胚胎抗原在癌细胞表面膜上又呈强阳性反应。     

大鼠肝和肝癌DNA酶切片段与标记RNA杂交图谱比较

Southern印迹杂交实验提示,大鼠肝15kbp EcoR Ⅰ片段与~(125)Ⅰ标记核RNA杂交带强度,大于肝癌DNA相应片段;当以5′-~(32)P标记核RNA和3′-~(32)P标记核RNA代替~(125)Ⅰ标记核RNA时,在肝癌相应DNA片段处几无可见的杂交带。大鼠肝2.4kbp EcoR Ⅰ片段与~(125)Ⅰ标记核RNA杂交带明显强于肝癌相应DNA片段。而大鼠肝癌2.0kbp EcoRⅠ片段与~(125)Ⅰ标记核RNA的杂交带明显强于大鼠肝相应DNA片段。大鼠肝2.2kbp和5kbpBamH Ⅰ片段与~(125)Ⅰ标记核RNA或5′-~(32)P标记核RNA或3′-~(32)P标记核RNA的杂交带,均明显高于肝癌相应DNA片段。~(125)Ⅰ标记大鼠肝癌核RNA与大鼠肝和肝癌2.2kbp或1.1kbpEcoR ⅠDNA片段的杂交带,弱于用~(125)Ⅰ标记大鼠肝核RNA为探针得之结果,当以5′-~(32)P标记核RNA代替~(125)Ⅰ标记核RNA为探针时,差异更明显。     

γ线全身照射对大鼠肝癌细胞核RNA合成的影响及其机制的研究

作者观察了8Gy γ线全身照射正常和DEN诱发的肝癌大鼠其肝(癌)细胞核RNA合成的辐射生物效应,发现:<1>正常大鼠在受照射后4h出现一过性的RNA合成增高期,而后表现为抑制,出现双相效应;而肝癌大鼠在受照后4和18h均表现为強烈抑制;<2>在抑制了内源性染色质模板后,转录外源模板的游离型RNA聚合酶出现与染色质结合型酶相似的辐射效应,提示射线可直接影响RNA聚合酶;<3>在照射后4和18h,RNA聚合酶Ⅱ的活性变化率显著高于酶Ⅰ,提示酶Ⅱ及其复合体成分对射线更敏感;<4>肝癌大鼠在受照射后其核RNA合成的抑制与转录活性RNA聚合酶分子数目的减少以及酶的催化效率(延长速度)减低有关,而正常大鼠则是通过不同的机制实现。     

氧化损伤与内质网应激在四氯化碳致大鼠肝脂肪变性中的作用机制

肝脂肪变性是长期饮酒、肥胖、药物中毒等致脂肪肝形成过程中重要的中间阶段,严 重的脂肪堆积会导致肝细胞坏死或肝硬化,但是有关肝脂肪变性的分子机理目前仍不十分清 楚.本实验利用四氯化碳建立大鼠肝脂肪变性模型,四氯化碳处理组较对照组肝脏丙二醛含 量增加68%,内质网应激标志蛋白GRP78 mRNA水平和蛋白质水平表达均明显增加;人肝癌细胞株HepG2体外培养中,加入四氯化碳处理后内质网发生应激,并导致SREBP-1表达增加且活化.结果表明,四氯化碳导致的肝脂肪变性与肝细胞的氧化损伤和内质网应激有关,其分子机理可能为内质网应激发生后促进SREBP-1转录因子的表达与活化,SREBP-1在细胞核内参与生脂相关酶如HMG CoA 还原酶等基因的诱导表达,生脂相关酶含量的增加进一步使肝细胞甘油三酯、胆固醇合成增加,脂质的异常堆积导致了肝脂肪变性的发生.     

大鼠肝癌变过程与核RNA互补单一顺序DNA复杂性增加和与核RNA互补中度重复顺序DNA复杂性减少

我们曾用固相核酸分子杂交技术,比较喂二乙基亚硝胺的大鼠肝细胞核RNA和细胞质RNA,观察到与DNA重复顺序互补的细胞核RNA有变化。随后,用预饱和竞争抑制实验证实,与DNA重复顺序互补的正常大鼠肝细胞核RNA多于移植性大鼠肝癌细胞核RNA。以标记的正常大鼠肝DNA单一顺序为探针,其与正常大鼠肝细胞核RNA饱和杂交百分数低于移植性大鼠肝癌细胞核RNA。本文则观察到喂二乙基亚硝胺不同时间的大鼠肝细胞核RNA与正常大鼠肝DNA单一顺序互补杂交百分数逐步增加;而与正常大鼠肝DNA中度重复顺序互补杂交百分数逐步减少。     

AFP基因细胞专一性的表达依赖于某些核蛋白

Southern blotting分析没有发现成年大鼠肝、胚肝及肝癌细胞AFP基因5′端及上游有任何不同。以AFP基因转录起始点到5′端上游255 bp DNA片段为探针进行Southwestern blotting分析,发现表达AFP基因的细胞核蛋白中存在与其结合的核蛋白,这些在成年大鼠肝、肺、脾、心和肾细胞核蛋白中不存在。含有结合蛋白的肝癌核蛋白部分能使作为RNA聚合酶Ⅱ来源的成年大鼠肝细胞核蛋白部分具备较高的体外转录活性,表明基因细胞专一的表达确与某些结合蛋白有关。     

用DNA过量核酸分子杂交法对大鼠肝和大鼠肝癌细胞核RNA的比较研究

用DNA过量核酸分子杂交法观察到,大鼠肝癌细胞中重复频率在10~4以上的Poly(A)-核RNA的频率和种类,均比大鼠正常肝细胞有所增加。大鼠肝癌细胞中重复频率在1—4×10~2的Poly(A)-核RNA和Poly(A)~+核RNA的重复频率,比大鼠正常肝细胞减少,而RNA种类则增加。大鼠肝癌细胞中,接近单拷贝的Poly(A)-核RNA和Poly(A)~+核RNA,其频率比大鼠正常肝细胞略有增加,而种类则减少。用总细胞核RNA得类似结果。     

大鼠衰老过程中肝细胞核及染色质的体外转录活性

用同位素掺入法研究不同年龄大鼠的肝细胞核及染色质体外转录活性,所得结果表明:(1)老年大鼠肝细胞核的转录起始能力较断乳鼠及青年鼠分别下降68％及56％。(2)大鼠肝细胞核内与染色质结合的RNA聚合酶所致的转录活性随增龄呈近似线性下降,而不与染色质结合的RNA聚合酶所致的转录活性随增龄则无变化。(3)老年大鼠肝染色质体外转录活性较断乳鼠及青年鼠分别下降52％及35％。这些结果提示。老年大鼠肝染色质功能的改变可能是转录活性改变的主要原因。     

大鼠老化过程大脑皮层细胞核、染色质转录研究

 本实验对不同鼠龄(4—,16—17—,33—34—和99—103周)大鼠老化动物模型进行脑细胞核、染色质体外转录研究,结果表明:(1)大脑皮层细胞核、染色质转录活性在老化过程中呈下降趋势,其中RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ活性与染色质模板效率变化一致,说明染色质模板活性降低是导致细胞核转录功能减退的原因之一。(2)幼年鼠染色质RNA和NHCP含量高于老年鼠,提示染色质结合蛋白及RNA可能参与不同生理时期脑神经元染色质结构和功能的调节。(3)老年鼠脑染色质DNA抗DN-aseⅠ酶解能力增强,提示衰老导致转录活性染色质区域减少。     

三种提取HMG染色体非组蛋白方法的比较

非组蛋白是在染色体中组蛋白以外的蛋白 质。它除了含有基因的调控蛋白外,还具有许 多与核酸代谢有关的酶和结构蛋白。非组蛋白 从染色体复合物上分离下来后,很容易聚集在 一起,也很容易被蛋白水解酶降解。所以,它们 很难在溶液中保持原状〔31。目前,非组蛋白中能 够较好地分离、纯化,并对其生物学性质及结构 功能加以详细研究的是一组称为高泳动因子的 染色体非组蛋白,简称HMG染色体非组蛋白。 HMG蛋白质分子量较低（MW < 30, 000),可 以用稀盐溶液或高氯酸从细胞核提取,并能溶 于2沁三氯乙酸溶液中。HMG蛋白质主要含 有4种主要成份： HMG HMG2, HMGl4和 HMG,,, HMG蛋白质与组蛋白有相似之处,它 们的碱性氨基酸残基的含量很高（25-30多）; 与组蛋白不同的是它们的酸性氨基酸残基的含 量也很高（20-30务）。碱性和酸性氨基酸的 含量加在一起占HMG蛋白质氨基酸含量的一 半左右^[5,11,13]     

老年大鼠与断奶大鼠脑细胞核染色质的非组蛋白研究

用不连续盘状SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析并比较了老年大鼠与断奶大鼠脑细胞核NHCP,也比较了二者的组蛋白与DNA、NHCP与组蛋白、NHCP与DNA之比值。发现老年大鼠NHCP含量明显减少;断奶大鼠的NHCP与DNA、NHCP与组蛋白之比值明显高于老年大鼠,而组蛋白与DNA之比值却近于1。从二者的NHCP电泳图谱可见,老年大鼠丢失了表观分子量10万以上的两条蛋白区带及表观分子量3万以下的一条蛋白区带;老年大鼠与断奶大鼠比较,表观分予量6—9万的蛋白区带杂色浅,而表观分子量4.3万的蛋白区带染色深。总之,老年大鼠脑细胞核NHCP发生质与量的变化。