DNA错配修复与癌症的发生及治疗

DNA错配修复是细胞复制后的一种修复机制,具有维持DNA复制保真度,控制基因变异的作用。DNA错配修复缺陷使整个基因组不稳定,最终会导致肿瘤和癌症的发生。DNA错配修复系统不仅通过矫正在DNA重组和复制过程中产生的碱基错配而保持基因组的稳定,而且通过诱导DNA损伤细胞的凋亡而消除由突变细胞生长形成的癌变。错配修复缺陷细胞的抗药性也引起了癌症化疗研究方面的关注。大多数情况下,错配修复健全型细胞对肿瘤化疗药物敏感,而错配修复缺陷细胞却有较高的抗性。DNA错配修复系统通过修复和诱导细胞凋亡维护基因组稳定的功能,显示了错配修复途径在癌症生物学和分子医学中的重要性。     

一组多功能的错配修复蛋白

错配修复蛋白是DNA错配修复系统中主要功能蛋白质,主要参与DNA复制过程中对错配碱基的识别和修复.近年来研究表明错配修复蛋白还参与DNA损伤信号的传递、细胞周期的调控、减数分裂和有丝分裂等.错配修复蛋白缺陷会增加患肿瘤的危险性或者直接导致肿瘤;由于错配修复蛋白参与了DNA损伤信号传递、周期调控,错配修复蛋白缺陷还会导致细胞对相关抗癌药物产生耐受.     

错配修复蛋白MutS的新功能位点

MutS蛋白是DNA错配修复系统的关键成份,其突变会使细胞失去正常的错配修复功能,导致基因组不稳定和细胞异常.本研究利用易错PCR随机突变和利福平筛选,建立了研究MutS蛋白的新方法,发现影响MutS错配修复功能的新位点,并利用表面等离子共振、分子筛、farwestern等方法对错配修复功能缺陷的突变体进行了活性测定和分析;通过揭示MutS与错配修复功能相关的新信息,为MutS同源物多态性的研究及人源MutS同源物突变与癌症相关的研究提供新的线索.     

MNNG诱发的遗传不稳定vero细胞中错配修复功能的研究

在MNNG诱发的延迟发生的,以非定标性突变形成为特征的遗传不稳定vero细胞抽提物中,应用凝胶阻滞和体外错配修复技术,发现仍存在特异性针对G·T的错配结合蛋白,能选择性识别并结合DNA中的G·T错配;同时发现在该细胞核抽提物中G·T错配能被有效、特异地修复成G·C。经与正常vero细胞比较,证实二者功能均无缺陷。从而排除了MNNG通过对错配结合蛋白及G·T错配修复功能的损伤而诱发细胞遗传不稳定的可能机制。     

错配修复基因与涎腺肿瘤的关系

错配修复(mismatch repair,MMR)是DNA复制后的一种修复机制,对维持基因组稳定起重要作用.错配修复基因功能缺陷是继癌基因激活、抑癌基因失活之后又一肿瘤的发生、发展机制,错配修复基因的异常表达与全身多种肿瘤相关.涎腺肿瘤为口腔颌面部常见肿瘤之一,具有与其他系统肿瘤相似的组织学类型,多来源于肌上皮.近年来,有关涎腺肿瘤与错配修复基因的关系正逐步成为研究热点,本文就错配修复基因的组成、作用机制以及与涎腺肿瘤发生、发展的关系作一综述.     

DNA错配修复与肺癌

肺癌是目前世界上最常见的恶性肿瘤之一,虽然近年来对其研究较多,但其发生发展的确切机制仍不清楚。DNA错配修复作为一种重要的复制后修复系统,在确保DNA复制保真性、控制基因突变和维持基因组稳定等方面具有重要作用。近年研究表明,DNA错配修复系统与肺癌的发生、治疗及预后判断有着密切关系。本文主要对DNA错配修复系统在肺癌中的研究进展作一简要综述。     

DNA错配修复系统组成和功能的研究进展

DNA错配修复(Mismatch repair,MMR)系统广泛的存在于从原核到真核的生物体中,是进化上保守的生化通路.MMR系统由一系列特异性修复DNA碱基错配的酶分子(错配修复基因产物)组成.细胞由于此系统的存在使DNA复制保持忠实性,从而保持遗传物质的完整性和稳定性,避免遗传物质发生突变.MMR系统基因的失活会导致自发突变率的明显增加,从而导致微卫星不稳定(MSI),可能引发某些肿瘤发生.近年来,MMR系统的研究越来越受到学者的重视,对MMR作用机制及组成该系统的几种酶蛋白结构与功能方面的研究不断深入,加深了对MMR系统的理解.这些为MMR系统相关的应用研究,尤其是为肿瘤发生奠定了理论的基础.本文重点讨论了错配修复系统的蛋白组成、各蛋白的功能及它们如何相互协调发挥作用的最新研究进展.     

DNA错配修复

ＤＮＡ错配修复＊任庆虎张宗玉童坦君（北京医科大学生化与分子生物学系,北京１０００８３）关键词错配修复遗传性非息肉型结直肠癌微卫星ＤＮＡＤＮＡ错配修复基因（ＤＮＡｍｉｓｍａｔｃｈｒｅｐａｉｒｇｅｎｅ）首先在细菌和酵母中发现,最近在人类基因组中也找到了类...     

DNA错配修复、染色体不稳定和肿瘤的关系

DNA错配修复系统可以识别并纠正DNA复制过程中出现的错误.保证基因组的稳定性和完整性.错配修复系统缺陷可能导致遗传物质发生突变,引发恶性肿瘤.肿瘤患者经常表现出染色体不稳定,具体表现为微卫星不稳定性和杂合性缺失.本文就DNA错配修复、染色体不稳定和肿瘤之间的联系予以综述.     

MutL融合蛋白的高效表达及其伴侣功能研究(英文)

DNA错配修复蛋白MutL和其它的修复蛋白相互作用来共同完成大肠杆菌甲基介导的错配修复过程 .为研究修复蛋白MutL的体外生物功能构建了融合蛋白Trx His6 Linkerpeptide MutL(THLL)的表达载体并使其高效表达及易于纯化 .mutL基因片段是以E .coliK 12基因组为模板经PCR扩增获得 ,并通过基因的体外拼接成功构建了融合蛋白THLL表达载体pET32a linkerpeptide mutL .重组菌株E .coliAD4 94 (DE3) pET32a linkerpeptide mutL经过IPTG的诱导表达了融合蛋白THLL .收集菌体细胞、超声波破碎后离心取上清进行SDS PAGE分析 ,结果表明有一与预期分子量(84kD)相应的诱导表达条带出现 ,其表达量约占全细胞蛋白的 30 %且以可溶形式存在 .利用固定化金属离子 (Ni2 +)配体亲和层析柱纯化融合蛋白THLL ,其纯度达到 90 % .通过非变性凝胶电泳分析 ,对融合蛋白THLL在DNA错配修复过程中的分子伴侣生物功能进行了系统研究 .结果表明 ,THLL能增加融合蛋白Trx His6 Linkerpeptide MutS (THLS)与含有错配碱基DNA双链的结合 ,但受ATP的浓度变化影响很大     

新发现的人类错配DNA修复蛋白0hMLH3

近年来的研究认为 ,防止人类ＤＮＡ复制错误的因素涉及 5个错配修复 (ＭＭＲ)蛋白 ,即ｈＭＳＨ2、ｈＭＳＨ3、ｈＭＳＨ6、ｈＭＬＨ1和ｈＰＭＳ2。最新研究报告发现了ＭＭＲ家族的第 6种成员 ,ｈＭＬＨ3,也与错配修复过程有关[1] 。　　错配修复是将ＤＮＡ复制时产生的错误修复 ,是维持正确的遗传信息的重要机制。错配修复机制的异常是遗传倾向性癌症产生的原因之一。人的错配修复过程与大肠杆菌类似。都有几种蛋白质的复合物的参与。即有错配结合活性的ＭｕｔＳ同源二聚体和蛋白质相互作用的ＭｕｔＬ同源二聚体 ,这两种同源二聚体又结合形成…     

错配修复蛋白Tmlh1维持嗜热四膜虫细胞核的稳定性

DNA错配修复(DNA mismatch repair,MMR)蛋白Mlh1和其它因子形成多种不同的复合物,在DNA复制后的MMR途径和减数分裂DNA重组中发挥重要作用。然而对Mlh1的功能并不完全清楚,进一步分析Mlh1在不同进化地位生物中的功能具有重要意义。嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)含有不同的错配修复复合物,基因表达谱分析发现,MutL复合物中的TMLH1(TTHERM_00127000)在营养生长期和饥饿期低水平表达,在有性生殖减数分裂期表达水平显著上调。免疫荧光定位显示营养生长期,Tmlh1定位于生殖系小核和转录活跃的大核;有性生殖期,定位于功能性小核和亲本大核,但在凋亡的大核和小核中消失。在减数分裂和有丝分裂时期,Tmlh1和α-微管蛋白(α-tubulin)存在共定位;而有性生殖后期,Tmlh1与异染色质蛋白Pdd1共定位于DNA删除的异染色结构域。TMLH1敲除细胞增殖速率降低,DNA损伤修复抑制,导致有性生殖细胞配对率降低和微核形成。1 mmol/L甲基甲磺酸甲酯(methy methanesulfonate, MMS)处理下,ΔTMLH1细胞传代时间增加了4.53%±0.35%,而野生型细胞传代时间增加了0.60%±0.14%。TMLH1敲除突变细胞株小核上呈现强烈的γ-H2A.X的荧光信号。免疫共沉淀和蛋白质谱分析发现,Tmlh1同微管蛋白、错配修复因子MutS、同源重组修复关键因子Rad51,非同源末端修复因子Ku80因子等存在相互作用。这些结果表明,嗜热四膜虫错配修复蛋白Tmlh1通过多种途径参与DNA修复和基因组重排,从而维持四膜虫生长发育和有性生殖过程中细胞核的稳定性。     

Cancer Res:新化疗药物可以特异性杀伤抗药肿瘤

正近日,来自美国和韩国的科学家们在国际学术期刊Cancerresearch上发表了一项最新研究进展,他们发现一种具有基因毒性的小分子能够对存在DNA错配修复机制缺陷的癌细胞发挥特异性杀伤作用。该研究为癌症的精准治疗提供了一种新选择。利用具有基因毒性的小分子干扰癌细胞的分裂是开发化疗药物的一个主要目标,但是存在DNA错配修复缺陷的癌细胞会对大多数传     

Pmr1基因缺失对粟酒裂殖酵母细胞有性生殖和有丝分裂的影响及其分子机制研究*

目的:pmr1基因编码P型钙转运ATP酶Pmr1,参与维持细胞壁完整性和调控胞质分裂。以粟酒裂殖酵母为模式细胞,探究pmr1缺失后对细胞有性生殖及细胞分裂中肌动蛋白环精细动力学的影响,揭示pmr1缺失后细胞异常生长过程中的关键基因和代谢通路。方法:通过细胞生长速率测定、产孢统计、绿色荧光蛋白标记肌动蛋白和活细胞成像的方法,检测pmr1缺失对细胞有丝分裂和有性生殖的影响;采用RNA-Seq对野生型菌株和pmr1Δ菌株测序和生物信息学分析,并进行qRT-PCR验证。结果:pmr1缺失后细胞生长减慢,分裂期细胞长度减小,子囊孢子长度增加,且肌动蛋白环的形成时间增加。RNA测序结果显示,mfm1、mfm2和mat1-Mc下调,错配修复通路cdc1和exo1上调以及糖酵解/糖异生途径pgi1、pfk1和dld1下调是引起pmr1Δ孢子长度增加的主要因素;糖酵解/糖异生途径tdh1、pgk1下调,以及脂肪酸合成代谢途径fas1、fas2、cut6和lcf1下调导致了pmr1Δ分裂期细胞长度减小;hsp9上调是影响pmr1Δ收缩环形成时间增加的关键基因。qRT-PCR实验证实,pmr1缺失后关键基因的表达趋势与RNA-Seq结果一致。结论:pmr1缺失后,粟酒裂殖酵母细胞中错配修复通路、糖酵解/糖异生途径及脂肪酸合成代谢途径发生障碍,导致细胞及孢子形态均异常,且肌动蛋白环形成受阻,细胞增殖减缓。     

错配修复蛋白Mlh3对四膜虫有性生殖是必需的

DNA错配修复(mismatch repair, MMR)是一种进化中保守的机制,它校正DNA复制过程中产生的错误,维持基因组的稳定性。MMR家族蛋白同时也参与多种DNA相关的生物学功能。本研究从嗜热四膜虫鉴定了一种新的错配修复蛋白MLH3基因,该基因预测编码 319 个氨基酸,在有性生殖期特异表达。免疫荧光定位表明,HA-Mlh3定位在有性生殖期减数分裂的小核和新发育的大核中。MLH3 敲除的突变体细胞株,在有性生殖发育期停滞在两大核和两小核阶段,新大核DNA复制受阻。γ-H2A.X 检测表明,新大核和小核有性生殖后期断裂的基因组不能正常修复,发育中的细胞裂解,不能形成有性生殖后代。结果表明,Mlh3参与四膜虫新大核发育过程基因组的断裂修复和复制,对四膜虫的有性生殖是必需的。     

错配识别蛋白MutS的研究及应用进展

错配修复(mismatchrepairsystem,MMR)系统维护着遗传物质的稳定性。错配识别蛋白MutS是错配修复系统行使修复功能的第一个蛋白,具有识别并结合错配的能力。MutS蛋白具有特异性结合错配的特殊功能,在检测突变和SNP的研究中具有很大的应用潜力。近年来已有一些报道介绍了Muts蛋白的一些方法,虽然这些方法还有待改进,但MutS应用前景仍然十分诱人。     

Cu胁迫对拟南芥幼苗错配修复基因表达的影响

采用半定量反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)技术,以18S rRNA为内参基因,研究了Cu胁迫对拟南芥(Arabidopsis thaliana)幼苗错配修复相关基因(MLH1、MSH2、MSH3、MSH6、MSH7)表达的影响,并结合幼苗的形态和生理指标,选取Cu胁迫敏感的生物标记物.结果表明,Cu处理10 d后,对拟南芥种子发芽率、地上部鲜重及叶绿素含量的影响不大;根的长度明显受到抑制;拟南芥幼苗地上部可溶性蛋白质含量随着Cu浓度增加明显降低;5个错配修复相关基因的表达均受到不同程度的抑制,Cu浓度与拟南芥幼苗上述指标之间存在明显的剂量-效应关系.以上结果表明,地上部可溶性蛋白含量变化与上述错配修复相关基因表达量的改变趋势一致,且均对Cu胁迫较敏感,可以作为检测Cu污染对植物遗传毒性效应的生物标记物.     

上调hMLH1基因表达对卵巢癌药物敏感性的影响

构建携带错配修复基因hMLH1编码序列全长的真核表达质粒pCAN—hMLHl,并探讨其对卵巢癌细胞顺铂耐药的逆转作用。应用基因重组技术将pET28-hMLHl中的目的基因hMLHl定向克隆到真核表达载体pCAN,经酶切及测序鉴定：分别将pCAN—hMLHl和空质粒pCAN转染进卵巢癌耐药细胞SKOV3／DDP,同时以对顺铂敏感的sKOV3细胞和未转染的SKOV3／DDP细胞作为对照：应用RT-PCR和Westemblo凇测转染前后细胞内hMLHlmRNA和蛋白的表达变4Jc;四甲基偶氮唑蓝（MTT）比色法检测转染前后sKOv3／DDP细胞对顺铂敏感性的变化;Hoechst染色检测转染前后细胞的凋亡。结果提示：pCAN—hMLHl重组质粒经酶切及测序鉴定,表明真核表达质粒构建正确;采用脂质体法转染sKOv3／DDP细胞后,RT-PCR和Westernblot检测到耐药细胞内hMLHl的表达增强：MTT结果显示转染重组质粒后sKOv3／DDP细胞对顺铂的敏感性显著增加;Hoechst染色观察到转染后耐药细胞的凋亡明显增强。该研究成功构建了pCAN．hMLHl重组质粒,在sKOV3／DDP细胞中进行表达,并能增强耐药细胞对顺铂的敏感性,促进耐药细胞的凋亡。     

错配修复蛋白hMSH2、hMLH1在涎腺粘液表皮样癌中的表达

目的:探讨人类错配修复基因2 the human mutS homolog 2(hMSH2)人类错配修复基因1human mutL homolog 1(hMLH1)在涎腺粘液表皮样癌(salivary gland mucoepidermoid carcinoma-SMEC)表达水平及临床病理意义。重点研究人类错配修复基因2和人类错配修复基因1与目标肿瘤发生的相关性。方法:采用HE染色方法筛选共计47例典型病例,采用免疫组织化学染色分析37例SMEC、10例正常组织涎腺中hMSH2、hMLH1的表达水平,结合计算机辅助高清晰图像分析处理技术做出综合评价。结果:hMLH1的表达与SMEC分化呈负相关(P0.05);hMLH1的低表达或表达缺失在低分化的SMEC中较普遍,在中分化和高分化中表达逐步增强;hMSH2的表达与SMEC分化不相关(P0.05)。结论:hMSH2、hMLH1异常表达与涎腺黏液表皮样的发生、演进存在相关性,以hMLH1、hMSH2为切入点为涎腺黏液表皮样癌治疗与预防提供参考依据。     

分枝杆菌非典型错配修复及其在抗生素耐药中的研究进展

错配修复(mismatch repair, MMR)是生物体DNA复制后的一种常见修复系统，对于维持基因组稳定性至关重要，其关键步骤由MutS和MutL蛋白家族的成员执行，尽管这种修复途径十分重要，但在许多古菌和放线菌基因组中并不存在MutS或MutL的同源蛋白。这类细菌(例如分枝杆菌等)采用另一种非典型的MMR途径，由核酸内切酶EndoMS/NucS发挥关键作用，与典型MMR蛋白(MutS/MutL)相比没有结构同源性。EndoMS/NucS介导的非典型错配修复在分枝杆菌DNA修复、突变和同源重组以及抗生素耐药等方面发挥重要作用。本文通过对比典型MMR途径和非典型MMR途径，深入阐述了分枝杆菌EndoMS/NucS介导的非典型MMR途径及其最新进展，以期为分枝杆菌错配修复分子机制带来新见解以及对分枝杆菌抗生素治疗提供研究线索。