线粒体DNA编码细胞色素氧化酶亚基基因的进展

细胞色素氧化酶由13个亚基组成,其中构成级联反应核心的最大3个亚基(COXⅠ,COXⅡ和COXⅢ)由mtDNA编码,其余10个亚基(COⅣ,Ⅴa,Ⅴb,Ⅵa,Ⅵb,Ⅵc,Ⅶa,Ⅶb,Ⅶc,和Ⅷ)均由nDNA编码。COXⅠ亚基与hemea、hemea3、CuB结合,直接参与质子泵过程;COXⅡ亚基与CuA结合,位于线粒体包质面与细胞色素C进行反应;COXⅠП亚基参与氧化还原连接的质子易位过程;其余10个亚基的功能尚不明确。COX是线粒体组装所必需的基因,其表达调控与nDNA和mtDNA相互作用有关。     

抑制消减杂交和辐射小鼠血虚模型筛选"四物汤"诱导表达的基因

应用抑制性消减杂交技术构建受辐射小鼠血虚模型在中药四物汤诱导前后消减cDNA库,并从中克隆鉴定出与四物汤药效相关基因。从受辐射小鼠四物汤诱导前后骨髓细胞中提取mRNA并合成cDNA,分别作为tester和driver进行消减杂交及抑制性PCR,将PCR产物与载体连接构建cDNA库,高效电转化大肠杆菌进行库扩增,随机挑取其中的克隆进行酶切、测序分析。成功构建了具有高消减效率的受辐射小鼠四物汤诱导前后的消减cDNA库。库挑选得到512个阳性克隆。随机挑取30个插入片段测序,生物信息学分析结果显示大部分与红细胞分化、骨髓组织修复、结构重建有密切关系,其中8个为新基因片段。应用抑制性消减杂交技术所构建的受辐射小鼠四物汤诱导前后cDNA消减库为大批量筛选、克隆四物汤药效特异性相关基因奠定了基础。并从分子水平上发现四物汤对抑制凋亡、促进骨髓组织修复和结构重建、诱导红细胞分化的基因具有调节作用,可能和四物汤补血作用有关。     

脊椎动物线粒体DNA的基因重排

将GenBank上已公布的321种脊椎动物mtDNA全序列,按纲整理归类,绘制基因排布图并进行比对。比对结果表明：81个物种的mtDNA中观察到基因重排现象,涉及脊椎动物各纲,其中9个物种同时存在基因顺序变化和基因倒置现象,所有的基因重排都涉及tRNA的变化。脊椎动物mtDNA基因顺序变化可分为3类：1)邻接的基因或片段的位置交换;2)接近于控制序列或轻链起始位点的基因或片段的位置变化,有时还伴随着控制序列的倍增;3)I-Q-M区域的变化。所有鸟类、蛇类、鳄类和有袋类的mtDNA具有各自独特的基因排列顺序。基因倒置现象常见于鱼类和哺乳类,且多表现为tRNA从轻链往重链上迁移。本文就这些基因重排现象、发生重排的机制和mtDNA基因重排在系统发生研究中的应用做一简要概述。     

线粒体疾病与核基因-线粒体基因的表达调控

线粒体与疾病是当前生物医学领域最前沿之一。本文简单介绍线粒体生物医学的基础知识、线粒体疾病的遗传模式,综述了近年来在线粒体DNA（mtDNA）突变和疾病、核基因突变和疾病等领域的研究进展,着重阐明核基因（特别是核修饰基因）调控mtDNA突变致病表达的分子机制。     

差异表达基因分析

细胞在增殖,分化及对外界刺激反应过程中,可伴随某些特殊基因的表达,利用这一特性,通过比较细胞在不同状态及不同分化阶段基因表达的差异,可以发现与细胞分化／生长相关的基因,近年来国外学者发展了几种能有效进行差异表达基因分析的技术和方法,包括差异显示PCR,代表性差异分析,抑制性消减杂交及DNA微阵列等。本文主要对目前主要技术方法作一综述。     

小鼠生精细胞凋亡相关基因的分子克隆

利用手术隐睾的方法建立小鼠生精细胞凋亡模型,通过光镜、电镜以及原位末端标记法（TUNEL）证实手术隐睾可成功诱导小鼠生精细胞凋亡;在此基础上应用抑制消减杂交法（suppression subtractive hybridization,SSH)对隐睾和对侧睾丸组织的基因表达进行研究,在隐睾组织中分离得到24个高表达cDNA片段,经克隆、PCR和酶切鉴定、测序及匹配分析,证实24个cDNA片段均为新的ESTs,已被GenBank接受并给予新序列编号。任选其中3个cDNA片段作为探针进行Northern印迹杂交,证实它们在隐睾和对侧睾丸组织有差异表达。上述结果提示手术隐睾是研究生精功能降低和睾丸组织凋亡过程中基因表达的适合实验模型,所分离的差异表达cDNA序列可能与生精细胞凋亡密切相关。     

抑制消减杂交结合cDNA微阵列技术鉴定人肾癌组织高表达基因谱

为克隆肾癌组织高表达基因, 探讨肾癌发生、发展的分子基础, 以人肾癌组织mRNA为试验方, 正常肾组织mRNA为对照构建抑制消减杂交文库. 用文库379个克隆制作基因芯片, 以同位素标记探针对文库进行高通量筛选, 对肾癌组织中表达增高6倍以上的67个克隆进行测序, 结果在GenBank中进行比对分析, 其中4个克隆为新EST片段, 2个为KIAA类基因, 其余克隆为已知基因. 其中已有文献报道的肾癌相关基因, 如VEGF, 波形蛋白, 组织因子等, 大部分为新发现的肾癌相关基因, 包括锌带蛋白、垂体瘤转化基因1等. 3个EST及一些在肾癌组织中高表达的已知基因以Northern杂交、RT-PCR作了验证. 免疫组化与Western blot进一步证实锌带蛋白与垂体瘤转化基因1在肾癌组织中表达显著增强. 这些高表达的基因可能成为肾癌诊断、治疗的潜在靶点, 有助于从基因谱的角度进一步认识肾癌发生、发展的分子机制.     

提取线粒体DNA方法的比较及较纯线粒体基因获取方法的确立

目的:对2种常用的线粒体DNA提取方法进行比较,分析提取物中核DNA的存在情况,同时建立新检测方法降低线粒体假基因干扰。方法:以仅在核DNA中存在的基因β-actin作为核DNA存在的标定基因,通过PCR方法扩增线粒体DNA上的一段基因MTND5-2,并以β-actin做参比,比较常用的2种提取线粒体DNA方法的优劣,即碱法Ⅰ(先提取完整线粒体后从中获得线粒体DNA)和碱法Ⅱ(根据线粒体DNA与核DNA的结构差异,从中获得双链环状的线粒体DNA)。结果:2种线粒体DNA提取方法并不能获得仅含线粒体DNA的纯提取物,碱法Ⅰ获得的线粒体DNA纯度相对较高;以碱法Ⅰ提取物为模板进行PCR,可获得更多较纯的线粒体目的基因。结论:碱法Ⅰ较碱法Ⅱ可获得更纯的线粒体来源的目的基因;新建方法可获得较纯的线粒体基因,且是一种简单、方便、经济的方法。     

鼻咽癌上皮细胞株HNE1差异表达基因的分离与鉴定

为了分离鼻咽癌差异表达基因 ,应用抑制性扣除杂交技术 ,在正向抑制性扣除杂交中 ,以鼻咽癌上皮细胞株HNE1cDNA作为检测子 ,以人胚鼻咽上皮细胞cDNA作为驱赶子 ;在反向抑制性扣除杂交中 ,以人胚鼻咽上皮细胞cDNA作为检测子 ,以鼻咽癌上皮细胞株HNE1cDNA作为驱赶子 ,分别通过抑制性扣除杂交 ,构建了鼻咽癌上皮细胞株HNE1表达下调和表达上调的两个扣除cDNA文库 .从鼻咽癌相关的扣除cDNA文库中随机挑取 1 2 0 0个克隆 ,采用菌落PCR扩增其插入cDNA片段 ,自动点膜制备成cDNA微阵列膜 ,分别用鼻咽癌上皮细胞株HNE1、人胚鼻咽上皮mRNA经逆转录标记cDNA探针 ,分别与cDNA微阵列膜杂交 ,通过杂交信号的自动扫描分析 ,对杂交信号存在 5倍差异的克隆进行测序 ,获得了 1 0个鼻咽癌差异表达基因的cDNA片段 ,其中 3个为新基因序列 ,其GenBank登录号为 :AF5 1 0 1 88、AF5 1 0 1 89和AF5 1 0 1 90 ,7个代表已知基因序列 .采用RT PCR证实S1 0 0A8,CK1 9和RBP1基因在人胚鼻咽上皮中高表达而在鼻咽癌细胞株HNE1中低表达 .这些结果显示上述基因可能是鼻咽癌发生的重要因素     

姜黄素对人食管癌EC9706细胞凋亡的诱导作用

目的:应用姜黄素处理人食管癌EC9706细胞,研究姜黄素对人食管癌EC9706细胞凋亡的诱导作用。方法:应用细胞计数、流式细胞仪、琼脂糖凝胶电泳、Hoechst染色、H.E染色和透射电镜检测经姜黄素诱导处理后人食管癌EC9706细胞的凋亡。结果:经姜黄素诱导处理后,人食管癌EC9706细胞生长抑制率达69.9%;细胞周期检测出现亚二倍体(亚G1期)细胞峰值,细胞凋亡率达23%;琼脂糖凝胶电泳显示出细胞凋亡典型的180-200 bp及其倍体的DNA"梯状"条带;Hoechst染色显示细胞核内出现浓染致密的固缩形态或颗粒状荧光;光镜和电镜下可见典型的细胞凋亡特征:细胞体积缩小,染色体凝集,可见有成群或单独存在的凋亡细胞,电镜下可见凋亡小体存在。结论:姜黄素能够有效诱导人食管癌EC9706细胞的凋亡,从而进一步为食管癌等恶性肿瘤疾病的治疗和凋亡机理的研究提供重要基础和科学依据.     

抑制消减杂交法筛选原发性肝细胞癌中差异表达的基因及其生物学意义

为了筛选原发性肝细胞癌 (hepatocellularcarcinoma ,HCC)中差异表达的基因 ,以了解HCC发生发展的分子基础 ,选取了一例早期高分化肝癌标本作为材料 ,采用抑制消减杂交 (suppressionsubtractivehybridization ,SSH)技术 ,进行了前向及反向消减杂交 ,结合反向Northern印迹筛选 ,得到多个差异表达的基因 .对有意义的基因用半定量RT PCR检测了肝癌中的表达 .结果显示 ,PON2、hSRP1alpha、H4 1在大部分肝癌中表达升高 ,IGFBP1、ITIH1在早期癌症中 ,大部分癌的表达升高 ,在晚期癌症中则表达下降 .EGR1在大部分肝癌中表达降低 .研究表明 ,不同分化程度、不同临床分期的肝癌 ,有共同的或不同的基因表达发生改变 ,明确这些差异表达的基因谱 ,对于肝癌发生发展机理的阐明及肝癌的预防、诊断、治疗都有重要意义 .     

肾癌相关基因克隆——肾癌cDNA消减文库的构建

应用抑制性消减杂交技术,构建人肾癌与正常肾差异表达的cDNA消减文库.分别从肾癌及正常肾细胞系中提取poly(A)⁺RNA,依次合成单链及双链cDNA,经酶切成平均大小为400～600 bp的片段,将肾癌cDNA分为两组,分别与两种不同的接头衔接,再与正常肾cDNA进行两次消减杂交及两次抑制性PCR后,将产物与T/A载体连接构建成功cDNA消减文库,并转染大肠杆菌进行文库扩增.构建成功具有高消减效率的人肾癌cDNA消减文库,非特异性cDNA片段被有效地消减,特异表达的cDNA得到富集.文库扩增后得到6 500个克隆,随机挑取350个制备质粒,酶切分析均得到400～600 bp插入片段.所构建的人肾癌cDNA消减文库为进一步大批量筛选、克隆肾癌特异性表达的未知新基因奠定了基础.     

人胚胎干细胞和分化细胞差别基因的筛选

人类胚胎干细胞(human embryonic stem cell,hESC)在增殖过程中如何保持未分化状态是干细胞生物学的核心问题之一,已有的LIF通路、Oct-4因子及Nanog基因的作用还不能对这一问题做出全面的解释。为进一步了解维持hESC未分化状态的机制,采用自行建立培养的hESC及分化的hESC细胞克隆(differentiated hESC,dhESC),应用抑制消减杂交(Suppression Subtractive Hybridization,SSH)结合反向cDNA斑点杂交技术,筛选出在hESC高表达、在dhESC中低表达或不表达的表达序列标签(Expressed Sequence Tag,EST)共105个。通过与GenBank比较,显示其中76个EST代表61个已知基因,18个EST代表15个假想基因,另有11个属于未知EST。选取其中8个克隆进行半定量RT-PCR分析,证实其中7个克隆在hESC中高表达,在dhESC中低表达或不表达。结果表明,hESC分化前后涉及多个基因的差异表达,对这些在hESC中高表达、在dhESC中低表达或不表达基因的进一步功能研究为阐明维持hESC未分化状态的机制提供了基础。     

高良姜素对人食管鳞癌KYSE-510细胞的抑制作用

探讨在体外高良姜素对人食管鳞癌KYSE-510细胞的抑制作用以及可能的作用机制.MTT结果表明,高良姜素对人食管鳞癌KYSE-510细胞具有很强的生长抑制作用.光学显微镜、激光共聚焦显微镜以及流式细胞仪的分析结果表明,高良姜素可诱导KYSE-510细胞分化.荧光定量RT-PCR和Western印迹分析结果表明,高良姜素诱导P21^waf1、抑制细胞周期蛋白B1和细胞周期蛋白D1的表达,推测上述基因可能是高良姜素实现细胞分化诱导作用的靶基因.     

Protection of Human Keratinocyte mtDNA by Low-Level Nitric Oxide

This study was designed to evaluate the DNA damaging effects of nitric oxide and to determine whether the endogenous generation of nitric oxide at low levels in the cell exerts a protective effect against this damage. Damage to mitochondrial and nuclear DNA in normal human epidermal keratinocytes (NHEK) was assessed after treatment of these cells with varying concentrations of S-nitroso-N-acetylpenicillamine, which decomposes to release nitric oxide. The results showed that mitochondrial DNA was more vulnerable to nitric oxide-induced damage than was a similarly sized fragment of the beta-globin gene. To evaluate the effects on DNA damage by pretreatment of cells with low-levels of nitric oxide, NHEK cells were treated with the prodrug V-PYRRO/NO. This agent is metabolized inside these cells and releases small quantities of nitric oxide. The cells then were exposed to damaging amounts of nitric oxide produced by S-nitroso-N-acetylpenicillamine. The results of these studies showed that pretreatment of NHEK cells with V-PYRRO/NO attenuated the mtDNA damage and loss of cell viability produced by exposure to S-nitroso-N-acetylpenicillamine.     

Interferon-Gamma-Induced Nitric Oxide Inhibits the Proliferation of Murine Renal Cell Carcinoma Cells

Renal cell carcinoma (RCC) remains one of the most resistant tumors to systemic chemotherapy, radiotherapy, and immunotherapy. Despite great progress in understanding the basic biology of RCC, the rate of responses in animal models and clinical trials using interferons (IFNs) has not improved significantly. It is likely that the lack of responses can be due to the tumor''s ability to develop tumor escape strategies. Currently, the use of targeted therapies has improved the clinical outcomes of patients with RCC and is associated with an increase of Th1-cytokine responses (IFNγ), indicating the importance of IFNγ in inhibiting tumor proliferation. Thus, the present study was designed to investigate a new mechanism by which IFNγ mediates direct anti-proliferative effects against murine renal cell carcinoma cell lines. When cultured RCC cell lines were exposed to murine recombinant IFNγ, a dose dependent growth inhibition in CL-2 and CL-19 cells was observed; this effect was not observed in Renca cells. Growth inhibition in CL-2 and CL-19 cell lines was associated with the intracellular induction of nitric oxide synthase (iNOS) protein, resulting in a sustained elevation of nitric oxide (NO) and citrulline, and a decrease in arginase activity. The inhibition of cell proliferation appears to be due to an arrest in the cell cycle. The results indicate that in certain RCC cell lines, IFNγ modulates L-arginine metabolism by shifting from arginase to iNOS activity, thereby developing a potent inhibitory mechanism to encumber tumor cell proliferation and survival. Elucidating the cellular events triggered by IFNγ in murine RCC cell lines will permit anti-tumor effects to be exploited in the development of new combination therapies that interfere with L-arginine metabolism to effectively combat RCC in patients.