丙酮醛诱导细胞凋亡相关基因COX-VA的生物信息学分析

在用基因芯片技术检测丙酮醛诱导人牙周膜成纤维细胞凋亡的基因表达研究中,发现一个未知基因表现为显著下调,其名称是COX—VA,并推测该基因与细胞凋亡密切相关。因此利用生物信息学方法对COX—VA基因及其蛋白产物进行各种分析,发现COX—VA基因与细胞色素C氧化酶具有较高的相似性。COX—VA在细胞中低表达与丙酮醛造成线粒体DNA损伤所引发的细胞凋亡相关。     

二烯丙基二硫作用于K562细胞后凋亡相关基因的差异表达

目的:研究二烯丙基二硫(diallyl disulfide DADS)作用于人白血病K562细胞后凋亡相关基因的差异表达,为进一步探讨DADS诱导K562细胞凋亡的分子机制提供基础.方法:采用瑞士-吉姆萨和Hoechst33342染色观察细胞形态学变化.运用基因芯片技术检测40 mg/LDADS作用于K562细胞24h后凋亡相关基因的差异表达,选择其中上调基因GADD45A、下调基因HO-1运用RT-PCR技术进行验证.结果:40mg/L的DADS作用于K562细胞后出现凋亡所具有的典型形态学变化.40 mg/L DADS作用K562细胞24 h后有14个凋亡相关差异表达基因.GADD45A、HO-1基因表达情况与基因芯片结果一致.结论:DADS可能通过多个基因和多条信号转导通路共同作用诱导人白血病细胞K562凋亡.     

胚胎神经管缺陷大鼠模型差异基因的表达

通过构建妊娠合并糖尿病诱发先天性神经管缺陷的SD大鼠模型, 与胚胎不伴有先天性神经管缺陷组大鼠和正常对照组大鼠胚胎进行研究, 提取卵黄囊细胞的mRNA, cDNA 基因芯片技术对表达差异基因进行检测, 应用特异性抗磷酸化抗体进行免疫共沉淀及Western blotting, 对卵黄囊细胞MAP Kinase信号途径蛋白激酶活性进行分析。在神经管缺陷大鼠胚胎卵黄囊细胞和对照组1 200个基因中, 共筛选出表达差异基因79个, 其中42个基因表达上调、37个基因表达下调。同时发现神经管缺陷胚胎卵黄囊细胞出现细胞凋亡特征性的DNA ladder(梯状电泳), 凋亡相关基因 caspase-3、Bax 高表达, 凋亡抑制基因 AKT活性明显受抑; 与正常对照组相比ERK1/2蛋白激酶活性显著下降、JNK1/2活性明显升高。因此, 认为妊娠合并糖尿病诱发胚胎先天性神经管缺陷的发生存在多种差异基因表达, 以及MAP Kinase、凋亡信号传导机制的共同作用。     

维甲酸激活基因cDNA RA538诱发人食管癌细胞终末分化与凋亡

将含有RA538的真核表达载体pCDV1与含neo基因的表达载体pDOR-neo经Lipofectin法共转染到人食管癌细胞系EC8712,EC109细胞,结果表明:RA538的表达对两细胞系均有很强的生长抑制作用,引起细胞形态的明显改变,诱发细胞终末分化与死亡。RT-PCR分析发现,RA538的表达激活了谷氨酰胺转移酶(transglutaminase,TGase)基因的表达,引起c-myc基因表达下降,被膜素(involu-crin)基因表达增加.而对TGF-β基因的表达没有明显的影响.应用凋亡细胞原位检测法证实,RA538表达诱发的细胞死亡是通过细胞凋亡而实现的.以上结果与直接用维甲酸处理人食管癌细胞后所得结果相似 因此认为:RA538是维甲酸诱导人食管癌细胞发生终末分化和凋亡过程中一系列被激活基因中的1个关键基因.     

利用线粒体膜电位测定筛选参与细胞凋亡的人类新基因

细胞凋亡(apoptosis)属于细胞程序化死亡(programmed cell death),是细胞内涉及到许多生化反应的复杂过程.建立了基于细胞水平的凋亡筛选模型,用于筛选人类基因组中功能未知的序列,以发现与细胞凋亡相关的新基因.通过构建人类未知基因的表达文库,并将未知基因表达载体瞬时转染HeLa细胞,用阳离子染料JC-1标记HeLa细胞线粒体内膜并检测线粒体跨膜电位,用流式细胞术进行阳性结果的验证.经过对未知基因表达文库内600个新基因的筛选,得到7个线粒体跨膜电位下降相关新基因(CHMP6、CGI-38、hCAP-H2、NUDT16L1、ARMC1、PHF17和FLJ21103),经实验验证,其中3个基因(CHMP6、CGI-38和hCAP-H2)与细胞凋亡相关.结果表明,所建立的基于细胞的凋亡筛选模型稳定高效,3个细胞凋亡相关基因将被进行深入研究.     

凋亡和周期基因芯片研究As2O3对NB4细胞凋亡相关基因表达谱的影响

目的:利用细胞凋亡和周期基因芯片研究As₂O₃作用前后NB4细胞基因表达谱的差异性,寻找As₂O₃诱导NB4细胞凋亡的相关基因并分析其可能机制。方法:流式细胞仪检测细胞凋亡率,抽提对照及诱导组细胞的mRNA,通过逆转录将As₂O₃处理前后的NB4细胞cDNA进行生物素标记,用含269个目的基因的细胞凋亡和周期基因芯片进行杂交,GEArray软件分析,筛选出As₂O₃诱导前后表达有差异的基因。芯片结果用荧光定量聚合酶链反应(realtimepolymerasechainreaction)进行验证。结果:筛选出As₂O₃作用前后表达有差异的基因共100条(占芯片基因总数的37.2%),其中97条(97/100,97%)基因表达上调,3条(3/100,3%)基因表达下调。表达上调的基因主要包括肿瘤坏死因子配体和受体家族、bcl2家族、半胱氨酸家族、DNA损伤检测和P53途径以及细胞分裂周期蛋白和激酶等基因。结论:As₂O₃主要通过上调促凋亡基因表达来诱导NB4细胞凋亡,其中TNFSF15、Apaf1、Caspase3和p16等基因可能参与As₂O₃诱导的NB4细胞凋亡,As₂O₃诱导NB4细胞凋亡的可能机制主要涉及TNF途径、线粒体途径、Caspase途径、细胞周期抑制途径和P53途径等。     

华蟾素诱导人胃癌MKN-45细胞凋亡

本研究旨在探讨华蟾素诱导人胃癌MKN-45细胞凋亡及其机制.分别用终浓度0、60、70、80μg/L的华蟾素作用于人胃癌MKN-45细胞48 h,采用激光共聚焦显微镜观察细胞形态结构,流式细胞术检测细胞凋亡率、线粒体膜电位,RT-qPCR和Western blot分别检测Bax、Bcl-2、Cy tC、Caspase 9和Caspase 3基因表达水平.结果显示,与对照组相比,0、60、70、80μg/L的华蟾素作用人胃癌MKN-45细胞48h,呈现细胞皱缩、细胞核裂解、染色质凝集等形态学变化,早期凋亡细胞和晚期凋亡细胞所占百分比均显著增加,线粒体膜电位(ΔΨm)显著降低.Bax、Cyt C、Caspase 9和Caspase 3基因的mRNA及蛋白表达水平随着药物浓度的升高均显著升高(P＜0.01),Bcl-2基因mRNA及蛋白表达水平随着药物浓度的升高显著降低(P＜0.01),提示华蟾素可通过上调Bax、Cyt C、Caspase 9和Caspase 3基因表达,下调Bcl-2基因表达诱导人胃癌MKN-45细胞凋亡.     

hTERT启动子调控rVBMDMP基因表达载体的构建与功能研究

为了探讨端粒酶催化亚单位(hTERT)启动子调控重组血管基膜衍生多功能肽(rVBMDMP)基因表达抑制肺癌细胞生长的作用机制,采用PCR方法,克隆hTERT启动子核心区片段,并检测其功能活性.然后,构建pLNSX/hTERT/rVBMDMP逆病毒载体,获取逆病毒,感染肺癌A549细胞,检测hTERT启动子调控rVBMDMP基因表达对细胞形态、细胞生长、细胞凋亡以及Caspase-3表达的影响.另外,观察hTERT启动子调控rVBMDMP基因表达对裸鼠成瘤的抑制作用、瘤组织细胞的凋亡及Caspase-3表达情况.结果发现:a.hTERT启动子核心区能调控rVBMDMP基因的表达(n=3,P<0.05);b.hTERT启动子调控rVBMDMP基因的表达具有抑制肺癌A549细胞的生长和裸鼠成瘤作用(n=6,P<0.05);c.rVBMDMP基因表达能促进肺癌A549细胞凋亡和Caspase-3蛋白表达.以上结果说明,hTERT启动子调控rVBMDMP基因表达后,通过提高Caspase-3的表达水平,促进细胞凋亡而抑制肺癌A549细胞的生长.     

细胞凋亡和代谢基因在转移倾向结肠癌中的研究

目的:应用基因微阵列技术初步筛选与不同转移倾向结肠癌相关的细胞凋亡和代谢相关基因,研究转移相关基因功能.方法:取结肠癌肝转移和无转移结肠癌组织,采用人全基因组表达谱芯片获得两组织的基因表达谱,分析比较两者之间细胞凋亡和代谢基因的差异表达情况;利用基因数据库检索结肠癌相关基因,分析基因功能.结果:应用含有16450个克隆(其中3869个未知)的cDNA微阵列分析发现,细胞凋亡或肿瘤相关基因中,2倍以上(Ratio值小于0.5或大于2.0)差异基因共216个,上调基因85个,下调基因129个.表达差异5倍以上(Ratio值小于0.2或大于5.0)共32个,上调基因10个,下调基因22个.在细胞代谢相关基因中,2倍以上(Ratio值小于0.5或大于2.O)差异基因共205个,上调基因86个,下调基因119个.表达差异5倍以上(Ratio值小于0.2或大于5.0)共15个,上调基因10个,下调基因5个.利用基因数据库检索分析发现5个基因与结肠癌转移关系密切.结论:结肠癌的发生和转移是多基因参与的,本实验应用基因微阵列技术发现细胞凋亡和代谢相关基因中发现5个基因与结肠癌转移关系密切.     

EB病毒潜伏膜蛋白1调控细胞凋亡的cDNA阵列分析

为探讨EB病毒潜伏膜蛋白（LMP1）介导细胞凋亡和抑制细胞凋亡双重效应的机制,采用已建立的受四环素调控的LMP1表达的鼻咽癌系统（pTet-on-LMP1 HNE2),定量诱导pTet-on-LMP1 HNE2细胞LMP1动态表达,分别与含有细胞凋亡相关基因为主的Atlas apoptosis cDNA expression array膜杂交,分析LMP1介导 的表达差异基因。结果表明：①LMP1介导细胞凋亡和抑制细胞凋亡的基因的表达,同时上调或下调某些细胞凋亡相关基因的表达;②LMP1不仅介导细胞凋亡和抑制凋亡基因的表达,同时介导细胞分裂分化和增殖基因的表达,LMP1同时介导功能不同甚至功能相反的基因表达;③LMP1介导的基因表达与其表达持续时间和表达水平相关,不同表达水平和不同表达时间介导的基因表达谱不同。因此,LMP1具有介导细胞凋亡和抑制凋亡基因表达的双重生物学效应,同时介导细胞增殖、细胞周期、细胞凋亡等多种生物学效应基因的表达,从而参与细胞的癌变。