三氧化二砷下调MG-63骨肉瘤细胞IEX-1基因表达的转录调控机制研究

三氧化二砷(arsenic trioxide, As₂O₃)是中国传统中药砒霜的主要有效成分,最早应用于血液系统肿瘤的治疗,随后研究表明其对实体瘤也具有抑制细胞增殖并诱导凋亡的作用．早期研究发现,1.0 μmol/L的As₂O₃可以体外诱导骨肉瘤细胞系MG-63细胞凋亡,进一步的cDNA芯片分析、RT-PCR、RNA印迹证实细胞凋亡与As2O3干预后IEX-1基因表达下调有关．IEX-1为早期诱导应答基因,调节细胞生长和凋亡．通过荧光素酶分析,EMSA、蛋白质印迹等实验,发现As₂O₃干预骨肉瘤细胞系MG-63后能诱导p53蛋白表达上调,增加的p53蛋白通过与IEX-1的启动子结合,转录抑制IEX-1的转录,导致IEX-1基因表达下调．进一步证实了IEX-1与骨肉瘤的重要关系,同时也阐明As₂O₃诱导IEX-1基因表达下调的转录调控机制．     

三氧化二砷诱导早幼粒细胞白血病细胞线粒体基因突变与细胞凋亡

提取用2 μmol/L As2O3对NB4细胞株和APL体外干预及用0.16 mg·kg^-1·天^-1 As2O3静脉输注治疗干预前后的白血病细胞线粒体基因, PCR扩增后直接测序, 干预前后的序列对比分析, 同时流式细胞仪对细胞凋亡率测定. 分析了As₂O₃在体内和体外作用对原代急性早幼粒细胞白血病细胞(APL)和NB4细胞株的线粒体基因(mtDNA)非编码区D-loop的基因突变与细胞凋亡的关系. 研究发现, As₂O₃处理后mtDNA的D-loop区基因突变位点数目较处理前显著增多, mtDNA的D-loop区基因突变率与细胞凋亡率呈正相关关系, 相关系数r_NB4-As2O3=0.973818,r_APL-As2O3 =0.934703. 突变类型包括转换、颠换、插入和缺失. 本实验仅是初步研究, 尚未发现As₂O₃对mtDNA的D-loop区稳定的突变位点和突变规律. 结果显示, As₂O₃体内外干预均能加剧急性早幼粒细胞白血病细胞mtDNA的D-loop区基因突变, 并与其促凋亡作用呈正相关, mtDNA的D-loop区可能是砷剂治疗白血病的一个靶点.     

Smac/DIABLO在过氧化氢所致C2C12肌原细胞凋亡中的作用

为探讨Smac/DIABLO在过氧化氢(H₂O₂）所致C₂C₁₂肌原细胞凋亡中的作用,采用Hoechst 33258染色,观察H₂O₂ (0.5 mmol/L)处理C₂C₁₂肌原细胞不同时间后,细胞核形态学改变并计算凋亡核百分率,DNA抽提及琼脂糖电泳观察凋亡特征性梯状带,利用细胞成分分离后蛋白质印迹分析H₂O₂是否导致Smac/DIABLO从线粒体释放,采用Caspase检测试剂盒及蛋白质印迹分析Caspase-3和Caspase-9的活化,转染Smac/DIABLO基因,观察Smac/DIABLO过表达对H₂O₂所致的C₂C₁₂肌原细胞凋亡的影响.结果表明:H₂O₂处理1 h后,Smac/DIABLO从C₂C₁₂肌原细胞线粒体释放入胞浆,2 h更明显;H₂O₂处理4 h后,Caspase-3和Caspase-9活化,12 h达高峰;H₂O₂处理24 h后,C₂C₁₂肌原细胞显示特征性的凋亡形态改变,凋亡核百分率明显升高,DNA电泳出现明显“梯状”条带.与单纯过氧化氢损伤组相比,Smac/DIABLO高表达的C₂C₁₂肌原细胞经过氧化氢损伤组的Caspase-3和Caspase-9的活化、凋亡核百分率的升高、“梯状”条带的出现均更明显.结果表明,H₂O₂可导致Smac/DIABLO从C₂C₁₂肌原细胞线粒体释放,促进Caspase-9和Caspase-3的活化而促进细胞凋亡的发生.     

SelS高表达保护人脐静脉内皮细胞免于H2O2诱导的细胞损伤

采用以下方法探讨SelS在内皮细胞中的表达和作用：将SelS基因克隆到真核表达载体pLNCX2，RT-PCR、XhoⅠ/ClaⅠ双酶切以及DNA序列分析验证目的基因；利用脂质体转染技术将pLNCX2-SelS或pLNCX2转染至人脐静脉内皮细胞(ECV₃₀₄细胞)，RT-PCR检测重组基因SelS的表达；MTT方法检测转染后过氧化氢(H₂O₂)对内皮细胞增殖能力的影响；硫代巴比妥酸法测定暴露于H₂O₂中不同转染组细胞脂质过氧化产物丙二醛含量. 结果表明：成功构建真核表达载体pLNCX2-SelS；转染后重组SelS mRNA表达水平是内源性水平的1.76倍；H₂O₂对ECV₃₀₄细胞损伤后，高表达SelS组细胞活性增强、H₂O₂诱导产生的丙二醛减少. 上述结果表明，高表达SelS可保护内皮细胞免于H₂O₂诱导的细胞损伤，其作用机制与抗氧化有关.     

p53转录活化的p21和Gadd45在细胞DNA损伤监视中的作用

p2 1,Gadd45均是受抑癌基因p5 3转录调控的分子 ,当电离辐射引起细胞DNA损伤时 ,p2 1,Gadd45基因的转录以p5 3依赖的方式增强 .为了深入探讨p2 1,Gadd45在DNA损伤监视中的作用 ,构建了稳定表达p2 1及Gadd45反义RNA的p2 1^as/MCF 7及Gadd45 ^as/MCF 7细胞系 .对辐射引起这些细胞G₁期阻滞、DNA损伤修复和细胞凋亡的发生进行了研究 ,发现Gadd45同p2 1一样 ,当其表达受阻后辐射引起的细胞G₁期阻滞明显减弱 ,宿主细胞对辐射损伤的报告基因的修复减弱 ,还观察到辐射引起的p2 1表达受阻的细胞调亡的增加 ,结果表明p2 1,Gadd45通过参与多种辐射细胞学反应发挥DNA损伤监视作用 .     

H18杂交瘤抗凋亡能力的改造

利用PCR从pGEMTbcl-X_L质粒中获得bcl-X_L基因,构建真核表达载体pEF-bcl-X^{L,脂质体法转染杂交瘤细胞,G418筛选稳定表达株,Western blotting检测目的蛋白表达,流式细胞仪检测Bcl-X_L提高杂交瘤抗正丁酸钠诱导凋亡的功能。 将构建的编码鼠bcl-X_L基因的真核表达载体pEF-bcl-X_L,转染H18细胞后,获得稳定的表达株细胞;稳定表达Bcl-X_L的细胞具有抗正丁酸钠诱导凋亡的功能。鼠bcl-X_L基因在杂交瘤细胞中稳定表达,提高了杂交瘤抗凋亡的能力,对高密度大规模培养杂交瘤细胞具有重要意义。}     

PKCγ过表达诱导C3H10T1/2细胞生长失控的初探

通过DNA重组构建蛋白激酶C_γ(PKC_γ)亚类的重组质粒并经基因转染技术和DNA印迹、蛋白质印迹与PKC活性分析,获得了过表达PKC_γ的C₃H₁₀T_1/2细胞——NCP4.NCP4细胞生长速率提高,流式细胞光度术检测表明,NCP4细胞G1期百分率下降,S期和G2+M期百分率升高,与对照组细胞相比,血清依赖性明显下降,贴壁依赖性降低,在软琼脂中形成小集落,出现部分转化表型.进一步检测,首次观察到NCP4细胞中癌基因c-sis表达明显增强,这可能是NCP4细胞血清依赖性下降的分子机理之一.实验表明,在正常C₃H₁₀T_1/2细胞中PKC_γ的过表达可直接导致细胞增殖加速并可诱导出现部分转化特征.     

胞外ATP对AlCl3诱导的细胞死亡过程中胞内H2O2和Ca2+水平的影响及其生理机制分析

该实验以烟草悬浮细胞 BY 2 为材料,在烟草悬浮细胞中分别加入0.05、0.10、0.15、0.20 mmol·L^-1AlCl₃,以等体积去离子水处理的悬浮细胞液为对照,并依据前述实验结果选择0.15 mmol·L^-1 AlCl₃,分别添加5 mmol·L^-1 DMTU(H₂O₂ 抑制剂)、20 μmol·L^-1CaCl₂、15 μmol·L^-1 LaCl₃(Ca²⁺通道抑制剂)和50 μmol·L^-1 ATP设计多项处理,分析胞外ATP(eATP)对铝离子(Al³⁺)胁迫引起的植物细胞死亡及其胞内H₂O₂、Ca²⁺的影响,以揭示Al³⁺胁迫下植物调节细胞死亡的可能机制,进一步扩展对eATP功能的认知。结果显示：(1)随着 AlCl₃ 胁迫浓度的提高,细胞死亡水平和胞内H₂O₂水平上升,而胞内Ca²⁺和eATP水平则逐渐降低。(2)外援施加H₂O₂抑制剂 DMTU(二甲基硫脲)和Ca²⁺能够有效缓解AlCl₃诱导的细胞死亡水平的上升;而Ca²⁺通道抑制剂LaCl₃(三氯化镧)则加剧了AlCl₃胁迫下的细胞死亡。(3)在AlCl₃胁迫下对细胞添加外源ATP,能够缓解AlCl₃胁迫下胞内H₂O₂水平上升和Ca²⁺水平下降的同时,并显著降低AlCl₃胁迫导致的细胞死亡。研究表明, Al³⁺以剂量依赖的模式提升细胞死亡和细胞内H₂O₂的水平并降低胞内Ca²⁺和eATP水平,AlCl₃诱导的细胞死亡受到H₂O₂和Ca²⁺水平变化的调节,eATP可以通过调节H₂O₂与Ca²⁺水平缓解AlCl₃诱导的细胞死亡。推测Al³⁺胁迫可能通过抑制钙离子通道而破坏了细胞内H₂O₂和Ca²⁺之间的协同关系,外源ATP对Al³⁺诱导H₂O₂上升的缓解作用可能是由于其提升了细胞的抗氧化能力。     

H2O2诱发人成纤维细胞衰老样变化的基因表达谱

以50 μmol/L H₂O₂作用体外培养的人胚肺二倍体成纤维细胞4次,使之出现不可逆的衰老表型.提取年轻细胞及H₂O₂处理早老细胞的mRNA,以荧光物Cy3标记年轻细胞cDNA,Cy5标记H₂O₂处理的细胞cDNA,并与点有4 096条人类基因的芯片杂交,利用计算机数据处理判断基因是否存在表达差异.结果显示：有123种基因的表达变化较显著,这些基因参与细胞周期进程、细胞代谢及蛋白质修饰、细胞外基质及细胞骨架蛋白的形成和调节、炎症反应、调节受体酪氨酸蛋白激酶和G蛋白耦联受体信号转导.     

NO和H2O2诱导大豆根尖和边缘细胞耐铝反应的作用

 NO和H₂O₂是参与植物抗非生物胁迫反应的重要信号分子, 为了确定NO和H₂O₂在大豆(Glycine max)根尖和根边缘细胞(root border cells, RBCs)耐铝反应中的作用及其相互关系, 以‘浙春3号’大豆为材料, 研究了铝毒胁迫下大豆根尖内源NO和H₂O₂的变化, 以及外源NO和H₂O₂诱导大豆根尖和RBCs的耐铝反应。结果表明, 50 μmol·L^–1 Al处理48 h显著抑制大豆根的伸长, 提高Al在根尖的积累, 同时显著增加根尖内源NO和H₂O₂含量。施加0.25 mmol·L^–1外源NO供体亚硝基铁氰化钠(Na₂[Fe(CN)₅NO]·2H₂O, sodium nitroprusside, SNP)和0.1 mmol·L^–1H₂O₂, 能有效地缓解Al对大豆根伸长的抑制、根尖Al积累和RBCs 的死亡, 该缓解作用可以被0.05 mmol·L^–1 NO清除剂2-(4- 羧基苯)-4,4,5,5- 四甲基咪唑-1- 氧-3- 氧化物, 钾盐(C₁₄H₁₆N₂O₄·K, carboxy-PTIO, cPTIO)和150 U·mL^–1 H₂O₂清除酶(catalase, CAT)逆转。并且外源NO能够显著促进根尖H₂O₂的积累, 而外源H₂O₂对根尖NO的含量无显著影响。这表明NO和H₂O₂是诱导大豆根尖及RBCs耐铝反应的两种信号分子, NO可能通过调控H₂O₂的形成, 进而诱导大豆根尖及RBCs的耐铝反应。