甲基鸟嘌呤甲基转移酶表达调节在肿瘤发生和治疗中的作用

甲基鸟嘌呤甲基转移酶（O⁶-methylguanine-DNA methyltransferase,MGMT）是从细菌到哺乳类机体中存在的一种独特的DNA修复蛋白,其作用是在DNA损伤的修复过程,催化DNA分子鸟嘌呤O⁶位上的烷基从鸟嘌呤碱基转移至MGMT蛋白的半胱氨酸残基上,而使DNA分子鸟嘌呤复原.因此,机体中MGMT适当的表达有利于修复由烷化剂诱导而形成的O⁶烷基鸟嘌呤DNA加合物.MGMT蛋白的含量和活性不但在基因水平受到各种因素的调控,并且与某些药物的直接作用有关.调节MGMT在细胞内的活性,对于防御肿瘤的发生及某些肿瘤的治疗过程中克服肿瘤耐药性和克服骨髓毒性具有重要的意义.     

O^6—甲基鸟嘌呤—DNA—甲基转移酶的基因表达调控

DNA损伤修复是生命科学研究的重要课题。DNA修复在防止基因突变,保证遗传信息稳定性的过程中起着极其重要的作用。近20年来,人们通过大量研究发现细胞内0~6-甲基鸟嘌呤-DNA-甲基转移酶(O~6-metnylguanine-DNA-methyltransferase,MGMT)能专一性很强地修复DNA烷化损伤,防止细胞癌变和死亡;大量试验还证明细胞内MGMT活性的高低是决定肿瘤细胞对亚硝脲类药物产生耐药性的分子基础。详尽了解MGMT基因表达调控机理对DNA损伤修复的理论研究和克服肿瘤细胞耐药性的实践都具有重要的意义。     

人MGMT基因Cdna的克隆表达及表达蛋白修复功能的鉴定

克隆了Hela细胞O6 甲基鸟嘌呤 DNA 甲基转移酶 (MGMT)基因的cDNA序列 ,该序列与国外发表的cDNA完全一致。将此cDNA插入原核表达载体pET 2 1a后转化大肠杆菌BL2 1(DE3)获得表达的重组菌株pET 2 1a MGMT E .coliBL2 1(DE3) ,经IPTG诱导后产生分子量为 2 4kD的蛋白质。烷化类诱变剂致死突变实验表明 ,MGMT蛋白的表达能修复受体菌DNA分子因烷化类诱变剂导致的突变。     

抑癌基因MGMT与肿瘤的发生、诊断和治疗

烷化剂是一种致癌剂,同时也是一种常见的肿瘤化疗药物,而O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶（MGMT）作为一种重要的DNA修复酶,对于保护细胞免受环境中的致癌物质和化疗药物引起基因毒性起到重要修复作用,因此它在细胞对环境致癌物的易感性、肿瘤的基因诊断、肿瘤对烷基化药物的耐药性及其肿瘤患者的个性化化疗等研究领域,受到越来越多研究者的关注.该文介绍抑癌基因MGMT与肿瘤关系的最新研究进展.     

脑胶质瘤MGMT、hMLH1和hMSH2基因启动子甲基化状态研究

目的：探讨脑胶质瘤患者O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶基因MGMT和错配修复基因hMLH1、hMSH2启动子CpG岛甲基化状态,及其在烷化剂化疗中的意义。方法：采用甲基化特异性PCR（MSP）方法检测39例脑胶质瘤和6例正常脑组织MGMT、hMLH1和hMSH2基因启动子区的甲基化状态,免疫组化方法测定蛋白表达。结果：脑胶质瘤患者组织MGMT、hMLH1和hMSH2基因启动子区甲基化发生率分别为46.2%、10.3%和20.5%,3种基因启动子未甲基化模式与其对应蛋白表达模式相似,并与患者性别、年龄、病理类型和病理分级无明显相关性。回顾性分析患者资料,显示39例脑胶质瘤患者中,MGMT基因甲基化的患者生存期显著高于MGMT基因未甲基化患者（P〈0.05,Log-rank检验）。结论：MGMT及错配修复基因甲基化是脑胶质瘤发生过程中常见的分子事件,可能与肿瘤的发生有关;检测MGMT、hMLH1和hMSH2基因启动子甲基化状态,在判断脑胶质瘤患者预后和预测烷化剂化疗耐药性中可能具有重要意义。     

MGMT 甲基化影响替莫唑胺对胶质母细胞瘤疗效的研究

目的:探讨MGMT甲基化如何影响替莫唑胺对胶质母细胞瘤的治疗效果。方法:选取41个胶质母细胞瘤患者(根据相同替莫唑胺化疗方案治疗下临床结局的不同分为两组)的肿瘤组织,采用甲基化特异性聚合酶链反应分析胶质瘤组织中MGMT基因启动子区过甲基化状态,同时采用免疫组织化学法分析胶质瘤组织中MGMT蛋白表达情况。结果:临床结局不佳组中,以MGMT蛋白表达阳性的肿瘤为主(72.2%),而在结局相对良好组中,MGMT蛋白表达的阳性率仅为39.1%;在MGMT蛋白表达阳性的22例胶质母细胞瘤组织中,7例MGMT启动子甲基化,阳性率为31.8%,在MGMGT蛋白表达阴性的19例中,14例MGMT启动子甲基化,阳性率为73.7%(P<0.05)。结论:MGMT基因启动子区的甲基化状态与MGMT蛋白的表达相关。MGMT基因启动子过甲基化,MGMT蛋白表达较低;MGMT基因启动子去甲基化,MGMT蛋白表达较高。MGMT启动子过甲基化通过抑制MGMT基因的表达而增加替莫唑胺的疗效。     

吉西他滨热化疗治疗肝癌的临床效果及对血清MGMT水平的影响

目的:探讨吉西他滨热化疗治疗肝癌的临床效果及对血清O6-甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶(O6-methylguanine-DNA methyltransferase,MGMT)水平的影响。方法:选取2014年2月-2017年4月在我院诊治的59例肝癌患者,根据治疗方法的方法不同分为观察组30例、对照组29例,对照组给予常规化疗,化疗观察3个周期;观察组在对照组化疗的基础上给予吉西他滨热灌注化疗,比较两组的临床疗效、不良反应的发生情况、生存情况及治疗前后血清MGMT表达的变化情况。结果:观察组患者的热灌注化疗均成功进行,治疗前后患者的体温、呼吸频率、心率、血压等对比无显著差异(P0.05)。治疗后,观察组总有效率是66.7%,显著高于对照组(31.0%)(P0.05)。两组治疗期间的毒性反应发生率间无显著差异(P0.05)。两组治疗后血清MGMT表达都较治疗前显著降低(P0.05),且观察组的血清MGMT表达明显比对照组低(P0.05)。随访至2017年11月30日,观察组的疾病进展时间(Time to Progression,TTP)、生存时间(overall survival,OS)分别为8.11±2.19个月和14.29±1.87个月,都显著高于对照组的6.22±1.82个月和11.48±2.19个月(P0.05)。结论:吉西他滨热化疗治疗肝癌可提高疗效,延长患者的生存时间,且不增加毒副反应,可能与其有效降低患者血清MGMT表达有关。     

逆转录病毒载体介导MGMT和MDR1基因增强人脐血CD34+细胞对联合化疗抗性的研究

为探讨转染六氧甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶基因(MGMT)和多药耐药基因(MDR1)的人脐血CD34+细胞能否同时增强对卡氮芥(BCNU)和MDR1基因靶药的抗性,应用逆转录一聚合酶链反应(RT-PCR)从人肝组织中获得编码六氧甲基鸟嘌呤-DNA-甲基转移酶(MGMT)cDNA,构建双顺反子逆转录病毒载体G1Na-MGMT-IRES-MDR1,以电穿孔介导的基因转移法导入GP+E86和PA317病毒包装细胞,采用含BCNU和长春新碱(VCR)的培养基克隆选择后收集重组病毒上清于单向型GP+E86与双嗜型PA317包装细胞行乒乓交互感染,将含MGMT和MDR1双耐药基因重组病毒的上清在细胞生长因子刺激下重复感染经免疫磁珠分离系统(MACS)分离纯化后的人脐血CD34+细胞,用PCR,RT-PCR,Southern blot,Northern blot,FACS和MTT等方法检测外源MGMT与MDR1基因在CD34+细胞中的转移和表达.结果显示,DNA测序及酶切鉴定证实MGMTcDNA克隆和双顺反子逆转录病毒载体构建的正确性,MACS分离纯化后的人脐血CD34+细胞纯度平均达92%,回收率为75%,含双耐药基因重组病毒的上清最高滴度为5.8×105 cfu/ml,逆转录病毒载体介导的双耐药基因已整合入转染靶细胞中基因组并获得有效表达,同时传递不同的耐药表型,应用集落计数、PCR方法测定基因转导效率分别为18%和20%,巢式PCR及补救分析均未检测到辅助病毒存在,经双耐药基因修饰的脐血CD34+细胞对BCNU的IC50较对照组提高4.5倍,对VCR,柔红霉素(DNR)和秋水仙碱(COL)的IC50较未转染细胞分别高7.8,6.6和5.5倍.本研究对降低联合化疗骨髓毒性作用的肿瘤临床研究奠定了实验基础.     

甲基转移酶的功能与分类

甲基转移酶是生物有机体内普遍仔任的一种重要酶类,它能催化遗传物质DNA的甲基化,在基因表达及动物生长、发育中起着重要的调控作用;同时,又能催化多种生理过程中间产物的甲基化进而合成或降解生理活性物质。研究发现,人类的情绪和许多疾病的发生及植物的抗逆性都与甲基转移酶基因的表达有关。     

地榆鞣质对环磷酰胺致小鼠骨髓抑制的保护作用研究

为了观察地榆鞣质对骨髓抑制的保护作用,本文采用腹腔注射环磷酰胺致小鼠骨髓抑制模型。造模成功后,将骨髓抑制小鼠按体重随机分为:模型组、集落刺激因子组、地榆鞣质20、10、5 mg/kg三个剂量组,另设正常对照组。连续灌胃10 d,每天一次,以外周血液白细胞数量、骨髓细胞DNA含量和CD34+的表达以及骨髓细胞O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶(MGMT)蛋白的表达为评价指标,研究地榆鞣质对CTX所致骨髓抑制的治疗作用。结果显示地榆鞣质可显著升高小鼠外周血WBC(P0.05);显著升高小鼠骨髓DNA含量(P0.05);显著促进CD34+的表达(P0.05);显著促进MGMT蛋白的表达(P0.05)。通过本研究可以看出地榆鞣质可显著拮抗CTX所致小鼠骨髓抑制。     

突触长时程增强形成机制的研究进展

高等动物脑内突触传递的可塑性是近30年来神经科学研究的热点,突触传递长时程增强（long-term potentiation,LTP)是神经元可塑性的反映,其形成主要与突触后机制有关。过去关于LTP机制的研究主要集中于N－甲基－D门冬氨酸（NMDA）受体的特征及该受体被激活后的细胞内级联反应,现认为脑内存在只具有NMDA受体而不具有α－氨基羟甲基恶唑丙酸（AMPA）受体的“静寂突触（silent synapse)”,这一概念的提出,使人们认识到AMPA受体在LTP表达的突触后机制中的重要作用。     

哺乳动物DNA甲基化修饰的动态调控机制

DNA甲基化是最主要的表观遗传修饰之一,主要发生在胞嘧啶第五位碳原子上,称为5-甲基胞嘧啶。哺乳动物DNA甲基化由从头DNA甲基转移酶DNMT3A/3B在胚胎发育早期建立。细胞分裂过程中甲基化模式的维持由DNA甲基转移酶DNMT1实现。TET家族蛋白氧化5-甲基胞嘧啶成为5-羟甲基胞嘧啶、5-醛基胞嘧啶和5-羧基胞嘧啶,从而起始DNA的去甲基化过程。这些DNA甲基化修饰酶精确调节DNA甲基化的动态过程,在整个生命发育过程中发挥重要作用,其失调也与多种疾病发生密切相关。本文对近年来DNA甲基化修饰酶的结构与功能研究进行讨论。     

小麦甲基转移酶基因TaDnMT2的克隆及特性分析

依赖于DNA甲基化的基因表达调控在植物生长发育过程中发挥重要功能,而DNA甲基转移酶是调节DNA甲基化模式的功能蛋白之一。本研究采用RACE技术克隆了小麦甲基转移酶基因TaDnMT2的包含完整编码区的cDNA序列,并系统分析了该基因的结构特征及其在小麦生长发育过程中的表达特性。结果表明,TaDnMT2的cDNA序列为1321bp（GenBank登录号：JN642641）,其中5′-和3′-UTR（非翻译区）分别为84和115bp、ORF（开放阅读框）1122bp;TaDnMT2编码的氨基酸序列包含2个S-腺苷甲硫氨酸结合域（I和X）、甲基转移酶活性位点（IV）、靶胞嘧啶结合位点（VI）、中和DNA骨架负电荷域（VIII）和靶位点识别区（IX）6个高度保守域,属于DNA甲基转移酶家族的DnMT2亚类;三维结构预测显示,TaDnMT2蛋白可以形成包括7个β-折叠和4个α-螺旋的特定空间结构。表达特性分析的结果表明,TaDnMT2基因在‘京841’小麦不同发育时期的叶中表达量均较高,且其在三叶龄期和五叶龄期的表达量受春化处理的影响;在种子发育过程中,该基因在授粉后5d的种子中表达量较高,随着种子发育进程的推进其表达水平呈逐渐下降趋势;在不同发育时期的根系中,TaDnMT2基因均具有较高水平的表达,且在分蘖期根系中的表达量最高。推断TaDnMT2基因可能在小麦生长发育过程中发挥重要功能。     

MGMT基因启动子甲基化与膀胱尿路上皮癌生物学行为关系的研究

目的 检测膀胱尿路上皮癌组织中O^6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶（MGMT）基因启动子甲基化状态,探讨MGMT甲基化与其蛋白表达水平以及肿瘤生物学行为之间的关系.方法 应用免疫组织化学SP法和甲基化特异性PCR（MSP）分别检测60例膀胱尿路上皮癌及15例正常膀胱黏膜组织中MGMT蛋白表达情况和MGMT基因启动子甲基化状态.结果 膀胱癌组织中MGMT蛋白阳性表达率为35.0 %（21/60）,低于正常膀胱组织（86.7 %,13/15,P〈0.01）.膀胱癌组织中MGMT甲基化阳性率为45.0 %（27/60）,明显高于正常膀胱组织（0.0 %,0/15,P〈0.01）;MGMT启动子甲基化与其蛋白表达呈负相关（r = -0.453,P〈0.01）;并且高级别膀胱癌中MGMT甲基化阳性率（70.6 %,12/17）要比低级别膀胱癌高（34.9 %,15/43）,（P〈0.05）,而MGMT甲基化与膀胱癌临床分期无明显关系.结论 MGMT启动子甲基化可能参与了膀胱尿路上皮癌的发生和肿瘤分化,MGMT启动子甲基化有望成为预判膀胱癌预后的重要标记.     

异柠檬酸脱氢酶-1 突变及MGMT 甲基化在脑胶质瘤的诊断及治疗研究进展

异柠檬酸脱氢酶-1(Isocitrate dehydrogenase-1,IDH1)突变是脑胶质瘤中基因突变所导致的代谢物生成异常,突变型胶质瘤与普通型胶质瘤具有不同的分子生物学特征,并常与患者良好预后相关。MGMT(O6-methylguanine-DNA methyltransferase)启动子甲基化能够降低胶质瘤中DNA修复蛋白MGMT的表达,提高患者对化疗药物烷化剂治疗的敏感性。IDH1突变和MGMT启动子甲基化在胶质瘤的生长过程中存在关联,二者的联合检测对胶质瘤的预后及治疗方式具有一定的提示作用,在胶质瘤的分子病理学诊断方面具有很大的应用前景。目前IDH1突变和MGMT启动子甲基化的检测已逐渐应用于临床,但其诊断方式及治疗指导意义有待进一步研究探讨。本文就IDH1基因突变及MGMT启动子甲基化在胶质瘤诊断及治疗方面的研究进展进行综述。     

MPTP诱导的帕金森病小鼠模型黑质脑组织DNA甲基化研究

为研究DNA甲基化在帕金森病发病机制中的作用,本研究用环境毒素1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(MPTP)连续腹腔给药诱导小鼠帕金森病(Parkison's disease,PD)模型,应用ELISA检测小鼠黑质脑组织总体甲基化水平,应用实时荧光定量PCR方法检测DNA甲基转移酶表达水平,探讨MPTP诱导的小鼠PD模型黑质部位是否存在DNA甲基化异常.进一步应用甲基化DNA免疫共沉淀结合DNA甲基化芯片方法,构建MPTP诱导的小鼠PD模型黑质脑组织DNA甲基化谱,并寻找DNA甲基化修饰异常的PD相关基因对其进行验证.结果表明,模型组小鼠黑质脑组织DNA总体甲基化水平较对照组显著降低,Dnmt1的表达水平显著增高.利用DNA甲基化芯片在全基因组内筛选出甲基化差异修饰位点共48个,涉及44个基因,这些甲基化差异基因参与信号转导、分子转运、转录调控、发育、细胞分化、凋亡调控、氧化应激、蛋白质降解等生物学过程.在甲基化差异修饰基因中,对Uchl1基因及Arih2基因进行了甲基化水平以及表达水平的验证.结果表明,模型组小鼠黑质脑组织Uchl1启动子区域甲基化水平较对照组增高,m RNA及蛋白质表达水平降低,Arih2启动子区域甲基化水平较对照组降低,m RNA及蛋白质表达水平增高.实验结果进一步证实,DNA甲基化修饰异常在帕金森病发病机制中有重要作用,环境因素(如MPTP)可以通过改变DNA甲基化修饰参与帕金森病的发生发展.     

DNA甲基转移酶

DNA甲基化在基因调节和动物发育中起着重要作用。负责DNA甲基化作用的酶尔为DNA甲基转移酶（Dnmts）。到目前为止,在哺乳动物细胞中已经鉴定了三种DNA甲基转移酶基因家族,即Dnmt1、Dnmt2和Dnmt3。鉴定和研究DNA甲基转移酶对阐明DNA甲基化机制起着关键的作用。     

DNA甲基化与脊椎动物胚胎发育

DNA甲基化是指DNA甲基转移酶(DNMT)将DNA序列中的5′胞嘧啶转变为5′甲基胞嘧啶的化学修饰, 可以调控基因的时空特异性表达, 从而影响细胞命运决定和分化等生物学过程。近年来研究发现, DNA甲基化在脊椎动物胚胎早期发育中有重要作用, Dnmt基因的缺失会影响胚胎早期发育和多个器官的形成及分化, 如胚胎早期致死、内脏器官和神经系统终末分化缺陷以及血液发生紊乱等。文章总结了DNA甲基化转移酶在小鼠和斑马鱼发育过程中的动态变化, 并系统阐述了DNA甲基化在胚胎早期发育和器官发生中的作用, 重点揭示DNA 甲基化转移酶与组蛋白甲基化转移酶如何协同调控DNA甲基化从而影响基因转录的分子机理。DNA甲基化作为一种关键的表观遗传学因素, 全面系统地理解其在胚胎发育过程中的作用机制对靶向治疗人类相关疾病有一定的理论指导意义。     

地榆皂苷类成分对环磷酰胺致小鼠骨髓抑制的保护作用研究

为了观察地榆皂苷类成分对骨髓抑制的保护作用,本文采用腹腔注射环磷酰胺致小鼠骨髓抑制模型。造模成功后,将骨髓抑制小鼠按体重随机分为:模型对照组、集落刺激因子组、地榆皂苷Ⅰ5、2.5、0.5 mg/kg三个剂量组,地榆皂苷Ⅱ5、2.5、0.5 mg/kg三个剂量组,地榆皂苷元5、2.5、0.5 mg/kg三个剂量组,另设正常对照组。连续灌胃7 d,每天一次,以外周血液白细胞数量、骨髓细胞DNA含量和CD34+的表达以及骨髓细胞O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶(MGMT)蛋白的表达为评价指标,研究地榆皂苷类成分对CTX所致骨髓抑制的治疗作用。结果显示地榆皂苷类成分可显著升高小鼠WBC(P0.05);显著升高小鼠骨髓DNA含量(P0.05);显著促进CD34+的表达(P0.05);显著促进MGMT蛋白的表达(P0.05)。通过本研究可以看出地榆皂苷类成分可显著拮抗CTX所致小鼠骨髓抑制。     

DNA甲基化与植物的生长发育

文章就DNA甲基化与植物生长发育的关系、催化甲基化的酶、5－甲基胞嘧啶在植物基因组中的分布、甲基化的发生和遗传的研究进展作了介绍。