转录因子HBP1调控H2O2诱导的骨肉瘤细胞生长阻滞过程

为探讨氧化应激对人骨肉瘤细胞增殖的影响及其作用机理,首先用H2O2处理U2OS细 胞,采用Western印迹和real-time PCR检测HMG盒转录因子1 (HBP1)及其下游靶基因 DNMT1和p16表达水平的变化. 用荧光素酶报告基因实验检测在H2O2诱导下, HBP1对于DNMT1 和p16启动子的影响. 用细胞增殖试验（BrdU掺入,细胞生长曲线）检测 H2O2对细胞增殖的影响以及HBP1的作用. 用衰老相关β半乳糖苷酶(SA-β-Gal)染色 检测在H2O2诱导的细胞衰老中HBP1所起的作用. Western 印迹, real-time PCR及荧光素酶报告基因实验结果显示,细胞经H2O2处理后,明显增高HBP1表达水平,转录抑制DNMT1的表达, 促进p16蛋白的表达. 细胞增殖实验结果显示, H2O2显著抑制了细胞的增殖,HBP1 knockdown可部分逆转这种抑制作用. SA-β-Gal染色实验说明, H2O2可诱导HBP1表达正常的U2OS细胞衰老,而HBP1 knockdown使这种促衰老作用减弱. 研究结果说明, H2O2可抑制人骨肉瘤细胞增殖,诱导细胞衰老. 其作用机制是通过上调转录因子HBP1的表达,转录抑制或促进其下游靶基因DNMT1或p16的表达来抑制细胞增殖,促进细胞衰老.     

转录因子HBP1抑制骨肉瘤细胞增殖

转录因子HBP1(HMG-box containing protein 1, HBP1)属HMG家族,是1个含有513个氨基酸残基的多肽,可与RB蛋白结合,抑制许多癌基因的表达,从而抑制细胞的增殖. 本工作构建了HBP1慢病毒表达载体,病毒包装后感染骨肉瘤细胞U2OS细胞.Western印迹结果显示,感染细胞cyclin D1、c-Myc蛋白质水平降低 ,而p53蛋白质水平增加;Real-time PCR检测cyclin D1、c-Myc及p53 mRNA水平与蛋白质检测结果一致. HBP1表达载体（pEFBOS-HBP1）和报告基因载体（含 cyclin D1、c-Myc或p53 promoter）共转染U2OS细胞后的荧光素酶分析发现,HBP1可抑制cyclin D1、c-Myc启动子转录激活,促进p53启动子转录激活,并且这种抑制或激活作用具有HBP1剂量依赖性. 以细胞代龄群体倍增值PD （population doubling）为指标测试细胞生长结合软琼脂集落形成实验证明,HBP1慢病毒感染的U2OS细胞生长速度减缓、集落形成能力下降. 上述结果提示,HBP1可能通过调控细胞增殖相关基因的表达抑制骨肉瘤细胞的增殖.     

HMG盒转录因子1(HBP1)参与H2O2诱导的细胞衰老过程

为探讨HMG盒转录因子1 (HBP1)在过氧化氢（H2O2）诱导的细胞衰老中所起的作用,通过慢病毒感染得到稳定表达HBP1的MDA-MB-231细胞,以H2O2处理细胞．采用Western免疫印迹杂交试验和实时PCR检测HBP1、p16和细胞周期蛋白D1（cyclinD1）表达水平的变化．用荧光免疫试验检测H2O2对HBP1表达的影响,以及HBP1在H2O2的诱导下对于p16和细胞周期蛋白D1启动子的影响．用细胞增殖试验检测H2O2对于细胞增殖的影响． 用基因敲减实验和衰老相关β半乳糖苷酶(SA-β-Gal)染色检测在H2O2诱导的细胞衰老中HBP1所起的作用．Western和免疫荧光实验结果显示,细胞经H2O2处理后,HBP1表达增高的同时促进了p16的表达,降低了细胞周期蛋白D1的表达．细胞增殖实验结果显示,H2O2显著抑制了细胞的增殖．基因敲减实验和SA-β-Gal染色实验说明,H2O2可诱导HBP1表达正常的MDA-MB-231细胞衰老,而HBP1的敲减则抑制了H2O2诱导的细胞衰老过程．本研究结果提示,在H2O2诱导的衰老中,HBP1的表达显著增加,并通过促进衰老相关基因p16的表达和抑制生长因子cyclinD1的表达来阻碍细胞增殖,促进细胞衰老．HBP1在H2O2诱导的细胞衰老过程中起着重要作用,H2O2诱导的细胞衰老必须在HBP1存在的情况下才能发生．     

p53过表达抑制同源盒基因NKX3.1启动子活性

NKX3.1是前列腺特异表达的同源盒基因,在前列腺癌的发生发展中起重要作用,而在前列腺癌进展中常会发生p53的基因突变.为研究两者之间的关系,构建NKX-3.1启动子(1 040bp)-荧光素酶报告基因重组质粒（pGL3-1040）及其缺失突变体,瞬时转染前列腺癌细胞LNCaP.通过荧光素酶表达活性分析,检测p53过表达对NKX3.1启动子活性的影响.结果表明：p53在LNCaP细胞中过表达可明显抑制NKX3.1启动子活性;RT-PCR及Western印迹检测p53过表达对NKX3.1表达的影响.结果表明,p53过表达可以明显抑制同源盒基因NKX3.1的表达.通过TRANSFAC软件分析,在NKX3.1基因上游-526至-507区存在一个p53反应元件的5′核心序列.缺失pGL3-1040中的p53反应元件核心序列并不能消除p53对NKX3.1启动子的抑制作用,表明p53不是通过p53反应元件直接抑制NKX3.1启动子活性.进一步通过5′缺失突变分析,发现NKX3.1启动子-140～+8 bp区仍受p53负调控.此148 bp区域中含有一个Sp1和一个CREB元件,瞬时共转染Sp1表达载体或CREB表达载体的结果表明,p53并不是通过与Sp1或CREB相互作用对NKX3.1启动子发挥抑制作用的.上述结果表明,p53过表达可以抑制同源盒基因NKX3.1启动子活性,下调NKX3.1基因的转录,其调控机制有待进一步研究.     

儿童孤独症相关基因NRXN1β启动子功能分析

Neurexins是神经特异性突触蛋白,Neurexin1β结构的异常与孤独症密切相关。为分析孤独症相关基因NRXN1β最小启动子和调节基因转录的功能元件,本文构建了含NRXN1β基因上游调控区不同区域的荧光素酶报告基因质粒,转染HEK293细胞后,利用检测双荧光素酶报告基因的转录活性以确定NRXN1β基因最小启动子区,进而筛选出相应的显著增强或抑制报告基因活性的功能区;同时,为鉴定顺式作用元件,利用基因定点突变技术对基因功能区内和临近DNA序列进行连续的碱基突变;最后,采用转录因子预测工具对启动子功能区内的转录调控元件进行分析。结果首次发现NRXN1β最小启动子区位于-88~+156 bp,-88~-73 bp和+156~+149 bp可增强启动子活性,+229~+419 bp可抑制启动子活性,且-84~-63 bp为能够显著性增强启动子活性的顺式作用元件,该区域可能存在DBP(Albumin D-site-binding protein,DBP)和ABF1(Autonomously replicating sequence-binding factor 1,ABF1)两个转录因子结合位点。     

儿童孤独症相关基因NRXN1β启动子功能分析

Neurexins是神经特异性突触蛋白,Neurexin1β结构的异常与孤独症密切相关。为分析孤独症相关基因NRXN1β最小启动子和调节基因转录的功能元件,本文构建了含NRXN1β基因上游调控区不同区域的荧光素酶报告基因质粒,转染HEK293细胞后,利用检测双荧光素酶报告基因的转录活性以确定NRXN1β基因最小启动子区,进而筛选出相应的显著增强或抑制报告基因活性的功能区;同时,为鉴定顺式作用元件,利用基因定点突变技术对基因功能区内和临近DNA序列进行连续的碱基突变;最后,采用转录因子预测工具对启动子功能区内的转录调控元件进行分析。结果首次发现NRXN1β最小启动子区位于?88~+156 bp,?88~?73 bp和+156~+149 bp可增强启动子活性,+229~+419 bp可抑制启动子活性,且?84~?63 bp为能够显著性增强启动子活性的顺式作用元件,该区域可能存在DBP(Albumin D-site-binding protein,DBP)和ABF1(Autonomously replicating sequence-binding factor 1,ABF1)两个转录因子结合位点。     

斑点叉尾鮰巨噬细胞移动抑制因子(MIF)基因多态性及表达分析

巨噬细胞移动抑制因子(MIF)是一类主要由T细胞产生、负责机体在环境协迫和炎症反应中进行免疫应答的细胞因子。根据斑点叉尾鮰MIF基因EST序列,应用RACE技术克隆了MIF 3'UTR和5'UTR序列,利用Genome Walking技术克隆了MIF启动子序列,通过特异PCR克隆MIF内含子序列,并对多个体MIF基因组序列进行多态性分析,利用荧光定量PCR研究MIF的组织分布。结果显示,斑点叉尾鮰MIF基因组序列共3 918 bp,其中编码区348 bp,编码115个氨基酸,5'UTR为70 bp,3'UTR为434 bp,启动子为1 382 bp,共有2个内含子,分别为243 bp和1 441 bp。MIF基因组序列中包含4个重复单元序列和60个多态性位点,其中共有6个SNP位于转录因子结合位点上。斑点叉尾鮰MIF mRNA在肠中表达量最高,肌肉中表达量最低。     

空间飞行水稻pi-hit-1基因启动子功能分析

pi-hit-1基因是本实验室通过空间诱变找到的一个水稻新基因。为了对pi-hit-1基因启动子结构和功能进行研究,首先使用植物启动子分析数据库(PlantProm DB-TSSP,TFSEARCH,PLACE及PlantCARE)对该基因转录调控区序列进行预测分析,结果显示该基因上游调控区存在多个顺式元件,主要集中在翻译起始位点前300bp的区域,转录起始位点位于翻译起始位点前100bp,在转录起始位点前132bp存在TATA box元件。凝胶电泳迁移率实验(EMSA)发现翻译起始位点上游约300bp存在转录因子特异结合位点,为该基因的核心启动子,这与预测结果一致。采用系统生物学的方法研究水稻新基因pi-hit-1启动子结构,发现了该基因的核心启动子元件,为研究空间环境如何影响基因的转录调控提供了重要依据。     

以转录因子AP-1为靶的decoy核酸体内外抗肿瘤研究

合成了双链寡聚核苷酸——decoy核酸,其与靶转录因子AP-1有高亲和性,可进入细胞作为decoy顺式元件,通过抑制特异的转录因子和调控区域的结合,调控基因转录而改变基因的表达.在体内外抗肿瘤试验中, decoy核酸有显著抑制肿瘤细胞增殖的作用,可以成为潜在性的肿瘤基因治疗药物.     

High mobility group box transcription factor 1 (HBP1) from Lampetra japonica affects cell cycle regulation

High mobility group (HMG) box‐containing protein 1 (HBP1) is a member of the HMG family of chromosomal proteins. Previous studies have shown that human HBP1 exhibits tumor‐suppressor activity. Here, we identified a homologue of HBP1, L‐hbp1, in Lampetra japonica. The L‐hbp1 gene shared high sequence similarity with its homologues in jawed vertebrates, as shown by bioinformatics analyses. L‐hbp1 contains a 1,584‐bp open reading frame that encodes 527 amino acids. A pAdenox‐L‐HBP1 plasmid was constructed and transfected successfully in Raji cells, as revealed by real‐time PCR. The overexpression of L‐HBP1 reduced cell growth rates, inhibited G1 phase progression, decreased cyclin D1 and c‐Myc protein expression, and increased p53 protein expression. Western blot and immunohistochemical assays showed that L‐HBP1 was primarily distributed in the heart, kidney, gill and liver of lamprey. Cell cycle analysis revealed that decreased L‐HBP1 expression in HBP1 morpholino oligonucleotide‐transfected lamprey cells resulted in a decreased fraction of cells in the G1 phase and corresponding increases in the S and G2/M phases. Additionally, treatment of lamprey cardiac cells with pharmacological inhibitors of p38 MAP kinase released the cells from G1 arrest. Together, these results indicated that HBP1 expression in lamprey was correlated with the onset of mitotic arrest in these cells, which have implications for cell cycle regulation.     

Human HMG box transcription factor HBP1: a role in hCD2 LCR function

The locus control region (LCR) of the human CD2 gene (hCD2) confers T cell-specific, copy-dependent and position-independent gene expression in transgenic mice. This LCR consists of a strong T cell-specific enhancer and an element without enhancer activity (designated HSS3), which is required for prevention of position effect variegation (PEV) in transgenic mice. Here, we identified the HMG box containing protein-1 (HBP1) as a factor binding to HSS3 of the hCD2 LCR. Within the LCR, HBP1 binds to a novel TTCATTCATTCA sequence that is higher in affinity than other recently reported HBP1-binding sites. Mice transgenic for a hCD2 LCR construct carrying a deletion of the HBP1-binding sequences show a propensity for PEV if the transgene integrates in a heterochromatic region of the chromosome such as the centromere or telomere. We propose that HBP1 plays an important role in chromatin opening and remodelling activities by binding to and bending the DNA, thus allowing DNA-protein and/or protein-protein interactions, which increase the probability of establishing an active locus.