哺乳动物卵母细胞的DNA损伤与修复研究进展

DNA损伤是影响配子发生和胚胎发育的关键因素之一。卵母细胞容易被各种内外源因素(如活性氧、辐射、化疗药物等)诱发DNA损伤。目前研究发现,对于各类DNA损伤,各发育阶段的卵母细胞能够做出相应的DNA损伤反应,通过复杂的机制对DNA进行修复或者启动细胞凋亡。相比于进入生长阶段的卵母细胞,原始卵泡卵母细胞更容易被DNA损伤诱导凋亡。DNA损伤不易诱导卵母细胞减数分裂成熟进程停滞,然而携带DNA损伤的卵母细胞的发育能力明显下降。在临床上,衰老、放疗和化疗是导致女性卵母细胞DNA损伤、卵巢储备降低和不孕的常见原因。为此,人们尝试了能够减轻卵母细胞DNA损伤和增强DNA修复能力的多种方法,试图保护卵母细胞。本文对哺乳动物的各发育阶段卵母细胞的DNA损伤与修复的相关研究进行了梳理和总结,并讨论了其潜在的临床价值,以期为生育力保护提供新的策略。     

泛素E3连接酶接头蛋白SPOP和MDM2在DNA损伤修复中的作用

DNA损伤修复是维持细胞基因组稳定性和完整性的基础,越来越多的研究发现,E3泛素连接酶在DNA损伤修复中起着重要的作用。该文将介绍DNA损伤修复的机制、DNA损伤修复与疾病的关系、及E3泛素连接酶接头蛋白MDM2和SPOP在DNA损伤修复中的作用。重点围绕DNA损伤修复的两条通路:E3泛素连接酶接头蛋白SPOP与ATM/ATR信号通路以及MDM2/p53信号通路对DNA修复的分子机制进行总结,以期为DNA损伤修复提供新思路。     

耐辐射奇球菌辐射损伤修复机制的研究进展

耐辐射奇球菌是迄今为止发现的对辐射抗性最强的原核生物,是研究DNA损伤与修复的模式生物.耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans,DR)对于电离辐射、紫外线、干燥、H2O2以及其他一些DNA损伤剂均表现出极强的抵抗能力,对于这种超强抗性的具体机制,学界至今尚未形成定论.对DR DNA损伤修复机制的解释包括切除修复和重组修复.本文就耐辐射奇球菌DNA辐射损伤后修复机制的研究进展作一综述.     

甲磺酸甲酯对酵母DNA损伤及端粒酶活性的影响

观察甲磺酸甲酯 (MMS)对酿酒酵母S2 88C细胞染色体DNA的损伤及端粒酶活性的调节。结果表明 ,甲磺酸甲酯引起酵母细胞DNA损伤 ,随着MMS浓度的增加及作用时间的延长 ,DNA损伤程度加重 ,同时明显提高酵母细胞端粒酶活性。当用 0 .4mmol/LMMS作用 72h后 ,端粒酶活性最高 (是对照组的1.4 7倍 ) ,在作用 96h及 12 0h后端粒酶活性逐渐下降 ,但均高于对照组。甲磺酸甲酯对酿酒酵母S2 88C细胞端粒酶活性的上调作用可能与其DNA损伤有关 ,断裂DNA的损伤后修复可能是端粒酶介导的。     

耐辐射奇球菌的极端辐射抗性机制及其潜在利用

耐辐射奇球菌被誉为“地球上最顽强的细菌”,能够在超高剂量的电离辐射、长时间干旱以及外太空等极端环境中存活,其电离辐射耐受性为人类细胞的数千倍.研究表明,这种惊人的能力来源于耐辐射奇球菌所具有的超强DNA损伤修复能力以及多种高效抗氧化系统的协同作用,使其能够将同一个基因组中同时产生的高达100个以上的DNA双链断裂在数十小时内进行高效而精准的修复.因此,耐辐射奇球菌成为目前研究DNA损伤修复的重要模式生物之一.本文主要阐述了耐辐射奇球菌的起源、细胞结构特征、DNA双链断裂修复机制以及抗氧化系统,展现了其对于极端环境的适应机制,并对其在放疗和基础生物学研究、抗逆调控元件的开发以及放射性核素富集等领域的应用前景进行了展望.     

RNA聚合酶监视的DNA修复机制

生物体在正常生命过程中面临内/外因来源的DNA损伤,DNA损伤不仅影响基因正确复制,也阻碍其正常转录. 为避免DNA损伤带来的灾难性后果,生物体进化出一整套修复机制,以保证复制和转录的正确性、基因组的完整性和遗传的稳定性. 本文重点综述了RNA聚合酶监视（RNA polymerase-surveilled,RNAP-S）的DNA修复机制. 首先从RNA聚合酶（RNA polymerase,RNAP）的结构出发介绍了RNAP对DNA损伤的感知机制;其次讨论了滞留RNAP的回溯、与其模板DNA的解离以及后续修复机制的启动,真核细胞科凯恩综合征B蛋白（Cockayne syndrome protein B,CSB）及其泛素化和8-氧代鸟嘌呤DNA糖基化酶1（8-oxoguanine DNA glycosylase1,OGG1）介导的RNAP-S修复;最后探讨了RNAP-S损伤修复的生物学意义并展望其前景.     

腺病毒介导的p33ING1b过表达显著促进衰老细胞的DNA损伤修复

p33^ING1b是一个较晚发现的肿瘤抑制基因ING1的主要表达形式,自从被成功克隆以后得到了广泛的研究,已有的研究表明,p33^ING1b参与了细胞的生长抑制、凋亡、染色质重塑、DNA损伤修复、肿瘤抑制和细胞衰老等。但是它在细胞衰老过程中的作用特别是对衰老细胞DNA损伤修复的影响还没有被地阐明,在本研究中,我们首先用2BS细胞构建了细胞衰老模型,通过RT-PCR和Western blot技术证实p33^ING1b在衰老细胞中的表达水平是下调的,然后通过构建和包装包含p33^ING1b基因的腺病毒,将p33^ING1b导入年轻和衰老细胞中并使其过表达,用HCR（host cell reactivation）方法检测年轻细胞和衰老细胞DNA损伤修复能力。我们的实验首次表明,相对于年轻细胞,p33^ING1b的过表达使衰老细胞的DNA的损伤修复能力显著增加,这说明p33^ING1b在衰老细胞中的表达下调与衰老细胞DNA损伤修复能力的下降有关,也进一步证实了p33^ING1b在细胞衰老过程中起着十分重要的作用。     

细胞周期监控点蛋白Rad9与非同源末端连接修复蛋白Ku70的相互作用研究（英文）

Rad9是一种重要的细胞周期监控点调控蛋白.越来越多的证据显示,Rad9也可与多种DNA损伤修复通路中的蛋白质相互作用,并调节其功能,在DNA损伤修复中发挥重要作用.非同源末端连接修复是DNA双链断裂的一条重要修复途径.Ku70、Ku80和DNA依赖的蛋白激酶催化亚基(DNA-PKcs)共同组成DNA依赖的蛋白激酶复合物(DNA-PK),在非同源末端修复连接中起重要作用.本研究中,检测到Rad9与Ku70有直接的物理相互作用和功能相互作用.我们在不同的细胞模型中发现,Rad9基因敲除、Rad9蛋白去除或Rad9表达降低会导致非同源末端连接效率明显下降.已有的研究表明,DNA损伤可导致细胞中Ku70与染色质结合增加及DNA-PKcs激酶活性增强.我们的结果显示,与野生小鼠细胞相比,Rad9基因敲除的小鼠细胞中, DNA损伤诱导的上述效应均减弱.综上所述,我们的研究首次报道了Rad9与非同源末端连接修复蛋白Ku70间有相互作用,并提示Rad9可通过调节Ku70/Ku80/DNA-PKcs复合物功能参与非同源末端连接修复.     

糖尿病病人伤口为什么不容易愈合

北京市第22中学的生物学教师陈珊问:糖尿病病人伤口为什么不容易愈合? 答:损伤修复是生命个体必备的自我防御保护功能,在各种层次和水平均具备损伤修复能力.如在分子水平上,DNA分子的损伤与修复;在亚细胞器水平上线粒体的损伤与修复;以及在细胞水平上进行的损伤与修复.损伤修复的组织学基础是,机体组织的许多类型的细胞都具有再生能力.     

调控DNA损伤修复基因的微小RNA

随着对DNA损伤修复基因研究的深入,其信号转导路径及调控网络也进一步明了,调控DNA损伤修复基因的微小RNA(miRNA)也越来越多地被认识和发现。简要综述了DNA损伤途径中调控主要的损伤修复基因的miRNA,有助于深入阐明DNA损伤修复机制,为开发抗辐射药物和临床上DNA损伤修复异常相关肿瘤的基因治疗提供新的靶点。     

端粒酶RNA反义基因对肝癌细胞的影响

用RT-PCR的方法钓取端粒酶RNA基因的cDNA,并将其反向插入到逆转录病毒载体pLNCX上,构建hTR基因的反义表达质粒。将质粒经脂质体介导转染人肝癌SMMG-7721细胞中表达。结果表明hTR反义基因的表达有效地封闭或抑制肝癌细胞的端粒酶活性,抑制细胞的生长和增殖,延长细胞的倍增时间并促进细胞凋亡。     

以hTR模板区为靶点的抗肿瘤药物设计策略

端粒酶几乎在所有的人类癌细胞中均异常表达,它的持久活性对肿瘤的增殖是必需的。因此,抑制端粒酶活性代表了一种新的癌症治疗机制。端粒酶全酶复合物有多处可以做为抑制剂的靶点,包括hTR、hTERT、引物锚定位点等。本文对以端粒酶RNA模板区为靶点的抗肿瘤药物设计策略进行了综述,包括对该区域进行点突变、使用反义寡核苷酸封闭模板区、改变端粒酶RNA空间构象等,并探讨了目前抑制端粒酶活性研究中存在的一些问题。     

端粒酶RNA的反义cDNA对乳腺癌细胞凋亡的影响(英文)

 为了进一步探讨端粒酶RNA(hTR)的反义cDNA对乳腺癌MCF 7细胞凋亡可诱导性的影响 ,构建了能将外源基因整合至细胞基因组的整合型腺病毒载体vAd AAV ,并将hTR全长cDNA反向连接至此载体上 ,获得反义重组腺病毒vAdT AAV .vAd AAV和vAdT AAV分别感染MCF 7细胞后 ,获得两个细胞株MCF 7 vAd AAV和MCF 7 vAdT AAV ,其中MCF 7 vAdT AAV细胞基因组内整合有hTR反义cDNA并能稳定表达 .利用生存曲线、细胞形态学观察、DNA片段分析和流式细胞分析来测定NaBu和无血清DMEM诱导后细胞凋亡的反应性 .通过生存曲线 ,发现NaBu诱导的MCF 7 vAdT AAV细胞比对照组MCF 7和MCF 7 vAd AAV细胞更早出现凋亡 .电镜下 ,NaBu或去血清诱导的MCF 7 vAdT AAV细胞更早出现凋亡形态学指标 .流式细胞分析和DNA片段凝胶电泳实验均显示MCF 7 vAdT AAV细胞对凋亡的抵抗力下降 .研究结果表明 ,端粒酶RNA的反义cDNA使乳腺癌MCF 7细胞的凋亡可诱导性增强     

端粒酶反义cDNA对乳腺癌细胞恶性表型的影响

 为了进一步探讨端粒酶在肿瘤发生中的作用 ,实验应用反义核酸技术研究端粒酶反义cDNA对乳腺癌细胞MCF 7恶性表型的影响 采用的方法包括 :基因重组、脂质体共转染法获得端粒酶反义重组病毒 ,病毒感染MCF 7后 ,检测细胞的生长曲线、细胞周期及集落形成能力 结果表明 ,与对照组细胞相比 ,反义病毒感染后的MCF 7细胞恶性表型明显降低 提示端粒酶RNA的反义cDNA的导入 ,可以显著抑制乳腺癌细胞恶性表型