重建端粒酶活性延长人成纤维细胞寿命的研究

正常人体细胞DNA的端粒随着细胞分裂而缩短,当缩短至一定长度时细胞将停止增殖并衰老死亡。细胞中的端粒酶对端粒起着补足长度的作用。但端粒酶在正常体细胞中不表达,只在生殖细胞、干细胞和肿瘤细胞中表达。最近已有将人端粒酶亚单位基因导入正常人体细胞而使细胞寿命延长的报道。本研究将人端粒酶催化亚基(hTERT)基因用电穿孔法转入正常人体成纤维细胞,筛选出阳性克隆后传代培养,确认外源性端粒酶基因表达和端粒酶活性的重建,证实细胞衰老延缓;同时,通过DNA整倍性和染色体核型分析,明确这些寿命延长的细胞并未发生恶性转化。目的在于通过在具有成骨潜能的成纤维细胞中重建端粒酶活性来延长它们作为骨修复种子细胞的寿命,并且对它们进一步用于临床的安全性进行考察。     

端粒及端粒酶的研究进展

端粒是染色体末端独特的蛋白质-DNA结构,在保护染色体的完整性和维持细胞的复制能力方面起着重要的作用.端粒酶则是由RNA和蛋白质亚基组成的、能够延长端粒的一种特殊反转录酶.端粒长度和端粒酶活性的变化与细胞衰老和癌变密切相关.端粒结合蛋白可能通过调节端粒酶的活性来调节端粒长度,进而控制细胞的衰老、永生化和癌变.研制端粒酶的专一性抑制剂在肿瘤治疗方面有着广阔的前景.     

端粒DNA损伤与细胞衰老的研究进展

细胞衰老是生物不可逃避的生命现象。研究表明,端粒DNA的长度与细胞的衰老进程有关,衰老细胞的端粒DNA出现不同程度的损伤,如端粒DNA的断裂、融合、缩短和缺失等。因此,端粒长度被称作控制寿命的"生命时钟"。目前,端粒DNA损伤发生的机制也得到进一步阐明。端粒酶作为逆转录酶,主要维持端粒的长度、减少染色体的损伤,保证细胞分裂周期的持续进行。该文探讨了端粒DNA损伤发生的机制及不同类型的端粒DNA损伤与细胞衰老之间的关系,在分子水平上寻找诱发细胞衰老的原因,从而为基础研究转化为临床应用提供思路,为研发相应衰老通路的阻滞剂或端粒酶的激活剂奠定理论基础。     

端粒及端粒酶的研究进展

端粒是真核细胞染色体末端的特有结构,是由端粒结合蛋白和一段重复序列的端粒DNA组成的一个高度精密的复合体,在维持染色体末端稳定性,避免染色体被核酸酶降解等方面起着重要的作用。端粒的长度、结构及组织形式受多种端粒结合因子的调控。由于端粒的重要性,在哺乳动物细胞里,端粒的长度或端粒结构变化与癌症发生及细胞衰老有密切的关系。由于末端复制问题的存在,随着细胞分裂次数的增加,端粒不断缩短,细胞不可避免的走向衰老或凋亡。由于在细胞分裂过程中端粒长度的不断缩短与细胞分裂代数增加具有相关性,即端粒长度反应了细胞的分裂次数,因此有人将端粒形象的比喻为生物时钟。在90%的癌细胞中,端粒酶被重新激活,以此来维持端粒的长度,使细胞走向永生化。简要综述了端粒、端粒酶及端粒酶结合蛋白的最新研究进展。     

核纤层蛋白B1通过影响端粒酶活性调控肝癌细胞生长

核纤层蛋白B1(nuclear lamina protein B1,LMNB1)高表达于肝癌组织中,通过敲低LMNB1探讨其对肝癌细胞增殖的影响及其机制。利用siRNA在肝癌细胞中敲低LMNB1,Western blotting检测敲低效果,使用端粒重复序列扩增法(telomeric repeat amplification protocol assay,TRAP)检测其端粒酶活性变化。利用实时定量聚合酶链反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,qPCR)检测其端粒长度变化。并通过CCK-8、克隆形成、Transwell、划痕实验检测其生长,侵袭和迁移能力变化。利用慢病毒系统构建稳定敲低LMNB1的HepG2细胞,检测其端粒长度及端粒酶活性变化,采用SA-β-gal衰老染色检测细胞衰老情况,通过裸鼠皮下成瘤实验及对肿瘤后续的组化染色,SA-β-gal衰老染色,端粒荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)检测其对成瘤性的影响。最后利用生物信息分析的方法寻找LMNB1在临床肝癌组织中的表达情况,及其与临床分期、病人生存期的关系。HepG2和Hep3B中敲低LMNB1后端粒酶活性显著降低,细胞增殖、迁移和侵袭能力显著降低,细胞和裸鼠成瘤实验证明稳定敲低LMNB1后端粒酶活性降低的同时端粒长度缩短,细胞发生衰老,此外细胞成瘤性降低,Ki-67表达降低,生物信息分析结果显示,LMNB1高表达于肝癌组织,且与肿瘤分期和患者生存相关。LMNB1在肝癌细胞中过表达,其有望成为评估肝癌患者临床预后的指标和精准治疗的靶点。     

端粒和端粒酶在癌症中的研究进展及意义

端粒是位于染色体末端的DNA串联重复序列,对基因组稳定性和完整性起保护作用。端粒的长度与细胞周期密切相关。其长度变化机制分为依赖端粒酶活性和端粒重组两类,氧化应激和铅(Pb)与端粒酶的功能蛋白相结合抑制其活性,致使端粒缩短,硒(Se)与二者具有拮抗作用,延缓衰老。相关数据表明85%肿瘤细胞与端粒酶活性成正相关,以端粒酶活性作为肿瘤治疗靶标称为当代热点之一。主要对肺癌、乳腺癌等恶性肿瘤与端粒的相关性进行了综述,以期为端粒和端粒酶在癌症治疗研究提供参考依据。     

亚硒酸钠对肝细胞L-02端粒酶活性和端粒长度的作用

通过研究硒对端粒酶活性和端粒长度的作用 ,探讨硒抗衰老的生物学机制。实验以人肝细胞株L 0 2为研究对象 ,分别补充 0 .5和 2 .5 μmol L亚硒酸钠 ,采用端粒重复序列扩增 焦磷酸根酶联发光法、逆转录聚合酶链式反应法及流式荧光原位杂交法 ,分别检测细胞的端粒酶活性、人端粒酶逆转录酶催化亚基基因 (hTERT)的表达及端粒长度的变化。结果表明 :常规培养的肝细胞株L 0 2的端粒酶活性和hTERT基因表达水平均较低。补充 0 .5和2 .5 μmol L亚硒酸钠三周后细胞生长状况良好、端粒酶活性和hTERT基因表达水平显著性增高 ,且呈一定的剂量 效应关系。细胞补充亚硒酸钠四周后端粒长度显著增长。说明营养浓度的亚硒酸钠可通过提高端粒酶活性和增长端粒长度来减缓L 0 2肝细胞衰老、延长细胞寿命。     

端粒及端粒酶研究的最新进展

端粒是位于真核细胞染色体末端由重复DNA序列和蛋白组成的复合物,它具有保护染色体、介导染色体复制、引导减数分裂时的同源染爸体配对和调节细胞衰老等方面的作用。正常体细胞每分裂一代,端粒就会缩短一段,而端粒酶的作用是将一段端粒序列加到端粒末端,从而维持端粒长度。正常体细胞中是没有端粒酶活性的,而在大多数肿瘤细胞中都发现了端粒酶的表达,提示端粒和端粒酶在癌症发生和肿瘤细胞行为中具有重要作用。     

端粒植入胃癌7901细胞对细胞生长、端粒和端粒酶的影响

研究外源端粒片段植入胃癌7901细胞后对细胞生长、端粒长度和端粒酶活性的影响.采用lipofectTM2000介导的转染方式,将含有端粒片段质粒pSXneo-1.6-T2AG3转染胃癌细胞SGC7901,PCR在基因水平上鉴定外源性端粒片段的植入后,采用TRAP法检测转染细胞端粒酶活性变化,TRF法检测转染细胞端粒长度变化,MTT法检测细胞生长曲线,RT-PCR测定转染细胞hTERT表达变化.染色体核型分析细胞染色体变化.结果显示端粒片段成功导入SGC7901细胞后获得稳定的细胞株,端粒片段植入后细胞生长变慢,端粒长度延长不明显,端粒酶活性明显降低,hTERT mRNA表达水平下降,核型分析显示转染前后细胞染色体数目无明显变化.实验成功将携带了1600 bp端粒TTAGGG重复序列的真核表达载体pSX-T2AG3-neo稳定转染至人胃癌7901细胞中,端粒植入降低细胞端粒酶的活性和下调端粒酶活性亚单位hTERT的表达,但对端粒长度无明显影响.     

HeLa细胞端粒酶最适反应条件及活性重建

端粒是真核细胞染色体末端的重复ＤＮＡ序列 ,其生物学功能是防止染色体ＤＮＡ降解、末端融合、非正常重组和染色体的缺失[1] .由于存在“末端复制问题” ,随着老化人体细胞端粒重复序列长度不断缩短 ,但在生殖细胞中由于端粒酶的存在 ,端粒序列并不缩短 .端粒酶是由蛋白质和ＲＮＡ构成的核蛋白 ,是依赖ＲＮＡ的ＤＮＡ聚合酶 ,在ＤＮＡ3’端合成端粒重复序列[2 ] .研究表明 ,在 85 %～ 95 %的人肿瘤细胞中可以检测到端粒酶的活性[3 ,4 ] ,而在正常体细胞中除生殖细胞和造血干细胞等极少数细胞中存在端粒酶活性外 ,均检测不到端粒酶活性 ,这…     

端粒和端粒酶紊乱促进阿尔茨海默病的机制研究进展

端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构,由DNA与蛋白质复合而成,可保护染色体末端免于降解和融合。随着细胞分裂,端粒逐渐缩短,从而驱动细胞和个体衰老,但是部分细胞可以通过表达端粒酶或其他方式延长端粒。阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种与衰老密切相关的神经退行性疾病,大量研究揭示了血液或大脑细胞端粒长度改变与个体AD风险以及AD病程密切相关。AD小鼠模型研究数据表明,延缓端粒缩短可显著改善学习记忆能力,端粒酶可以通过依赖和不依赖其酶活性的方式改善小鼠的认知能力和病理表型。该文总结了端粒的结构与功能,综述了端粒长度改变与AD风险间的相关性研究,讨论了端粒酶预防AD发生发展的分子机制,系统性解析端粒及端粒酶紊乱与AD间的联系,对于扩大AD研究的广度和深度具有积极意义。     

细胞衰老及其在抗肿瘤研究中的应用

细胞衰老是细胞脱离细胞周期并不可逆地丧失增殖能力后进入的一种相对稳定的状态,虽然基本代谢过程仍然能够维持,但丧失合成DNA及增殖能力。细胞衰老具有复制衰老、癌基因诱导的衰老及加速衰老等类型。衰老细胞具有细胞体积大而扁平、细胞停止分裂及SA-β-gal反应阳性等明显特性,复制衰老还具有端粒缩短到无法维持染色体结构完整性的特征。目前已知,p53-p21和p16-pRB在细胞衰老过程中起着重要的调控作用,细胞衰老对肿瘤的形成起着天然的屏障作用。通过抑制端粒酶活性来诱导肿瘤细胞衰老和通过胞外刺激或化学治疗药物诱导肿瘤细胞发生衰老样生长停滞,已成为抗肿瘤研究的新思路。     

端粒和端粒酶及其在肝细胞癌中的研究进展

摘要：端粒是位于染色体末端的特殊核蛋白复合物,其高度保守的重复序列和蛋白复合物形成保护环结构,以维持线性染色体的稳定性和完整性。端粒酶通过添加富含鸟嘌呤的重复序列,在维持和调节端粒长度、细胞永生性和衰老中起着重要作用。通过研究病变细胞的端粒长度变化趋势和端粒酶活性,可为选择端粒酶作为治疗癌症的标记物提供理论参考。本文针对端粒、端粒酶的结构和日常作用机理,以及它们在肝细胞癌中的研究进展进行综述,以期有助于恶性肿瘤和代谢性疾病的预防、诊断和治疗。     

基于CRISPR/Cas9系统的人成神经瘤SK-N-SH细胞CAPNS1基因的靶向敲除

利用CRISPR/Cas9技术靶向构建CAPNS1基因敲除人成神经瘤细胞SK-N-SH细胞系。在NCBI数据库查找人CAPNS1基因,获得该基因CDS区,根据CRISPR/Cas9敲除靶位点设计原则即g RNA设计原则,设计3条sg RNAs,以p GK1.1为载体,构建人CAPNS1基因敲除载体,并运用共转染的方法转染到SK-N-SH细胞,构建CAPNS1基因敲除SK-N-SH细胞系。结果发现,菌落PCR筛选均能扩增出100 bp大小的片段,单克隆为阳性,DNA测序显示sg RNA序列正确插入质粒,序列比对结果正确;质粒转染SK-N-SH细胞后,制备单克隆,CruiserTMEnzyme酶切后疑似为阳性克隆,进一步的单克隆测序结果显示CAPNS1基因敲除SK-N-SH细胞系构建成功;此外,在CAPNS1-/-组,CAPNS1蛋白及calpain1和calpain2蛋白水平明显降低。以上结果表明CAPNS1基因敲除SK-N-SH细胞系构建成功。     

人端粒酶催化亚基(hTERT)基因及其表达调控

端粒酶是一种核糖核蛋白复合物 ,能引起染色体的末端结构端粒的完全复制。端粒作为一种保护性结构 ,是由短的重复ＤＮＡ序列组成。在人体中这种序列为ＴＴＡＧＧＧ ,其平均长度为 5～ 1 5ｋｂ[1] ,细胞每经过一次分裂端粒缩短 50～ 2 0 0ｂｐ ,这种分子侵蚀作用使得细胞的分裂次数有了生理限制 ,从而限制了体细胞的寿命。一种逃避这种限制的机制是端粒酶的激活 ,因为端粒酶能弥补端粒的缩短 ,因此端粒酶被认为与细胞的永生化、肿瘤发生和细胞衰老密切相关。近来 ,组成人端粒酶复合物的 3个主要成分已被鉴定。人端粒酶ＲＮＡ成分 (ｈＴＲ)提…     

铅和硒对端粒长度、端粒酶及端粒结合蛋白的影响

以酿酒酵母细胞为实验材料 ,在分子水平上研究铅 (Pb)和硒 (Se)对端粒长度、端粒酶及端粒结合蛋白的影响。结果发现 :与对照组相比 ,添加 1mg/LPb的培养基中培养 10 0代后的酿酒酵母细胞中端粒DNA的平均长度缩短 ,端粒结合蛋白Rap1p含量减少 ,而且Rap1p蛋白的二级结构受到扰动、端粒酶活性降低、43%的细胞死亡。加 1mg/LSe培养 10 0代后的酿酒酵母细胞与对照组相比 ,细胞中端粒平均长度增加 ,Rap1p蛋白浓度和二级结构保持稳定 ,端粒酶活性增加 ,细胞正常存活。以上结果表明 ,Pb对酿酒酵母细胞端粒有损伤 ,而且其损伤在子代细胞中有累积效应 ;而Se对Pb损伤具有一定程度的修复保护作用 ,适量给机体补Se对抑制细胞损伤和衰老有一定作用。由于端粒的特殊结构特征 ,推断Pb和Se是通过作用于端粒酶及端粒结合蛋白而间接影响端粒长度的     

从分子水平看c-Myc在细胞衰老中的作用

细胞衰老是指细胞生长永久阻滞于细胞周期的G1期,出现形态、生化及表观遗传的变化特性.细胞衰老由端粒缩短、DNA损伤、缺氧或癌基因失调等因素引起,它是抵抗肿瘤发生的主要壁垒.原癌基因c-myc编码转录因子,可调控很多基因,进而影响细胞周期演进、衰老、凋亡、代谢等生物学过程.c-Myc蛋白与细胞衰老密切相关,它可影响hTERT、p16、p53、Bmi-1和p27等衰老相关基因转录.c-Myc不仅可抑制复制性衰老,也能抑制癌基因诱发的衰老.c-Myc抑制ras诱导的细胞衰老取决于CDK2.c-Myc失活不仅能够诱导非恶性细胞(如人成纤维细胞)衰老,而且在许多肿瘤细胞中也可诱导衰老.然而,与ras基因类似,在特定条件下,c-Myc也可诱导细胞衰老,并可促进维氏综合症(Werner syndrome,WRN)缺失细胞的衰老.     

综述: 从分子水平看c-Myc在细胞衰老中的作用

细胞衰老是指细胞生长永久阻滞于细胞周期的G1期,出现形态、生化及表观遗传的变化特性.细胞衰老由端粒缩短、DNA损伤、缺氧或癌基因失调等因素引起,它是抵抗肿瘤发生的主要壁垒.原癌基因c-myc编码转录因子,可调控很多基因,进而影响细胞周期演进、衰老、凋亡、代谢等生物学过程.c-Myc蛋白与细胞衰老密切相关,它可影响hTERT、p16、p53、Bmi-1和p27等衰老相关基因转录.c-Myc不仅可抑制复制性衰老,也能抑制癌基因诱发的衰老.c-Myc抑制ras诱导的细胞衰老取决于CDK2.c-Myc失活不仅能够诱导非恶性细胞(如人成纤维细胞)衰老,而且在许多肿瘤细胞中也可诱导衰老.然而,与ras基因类似,在特定条件下,c-Myc也可诱导细胞衰老,并可促进维氏综合症(Werner syndrome,WRN)缺失细胞的衰老.     

端粒酶线粒体转位

端粒酶是一种逆转录酶,主要存在于细胞核,其主要功能是维持端粒长度,有助于细胞永生化。现已发现,氧化应激可以改变端粒酶活性,促使端粒酶从细胞核转位到线粒体,因而不能继续维持端粒长度,使细胞端粒缩短。端粒酶线粒体转位的非依赖端粒功能包括改善线粒体功能、减少细胞氧化应激、拮抗细胞凋亡。