周期节律与肿瘤关系的分子机理

周期节律是由内在时钟系统介导的多重生物过程的周期循环.周期节律系统是由位于大脑的视神经交叉上核的中央时钟系统和位于外周的几乎存在于所有细胞的外周时钟系统组成的.中央时钟与外周时钟都能够对生物体的生理过程进行调控,如激素的分泌、能量代谢、细胞增殖、DNA损伤修复等.而周期节律基因的表达失调,对其下游靶基因包括细胞周期相关基因的表达,以及细胞抗凋亡能力等产生重要的影响.而这一结果会导致细胞增殖加速及基因组不稳定,并可能促进肿瘤的发生.许多实验证据表明,肿瘤是一种节律相关的生理失调,在许多肿瘤中都发现周期节律遭到破坏,如乳腺癌、前列腺癌、子宫内膜癌等.本文将从周期节律对细胞周期进程及对细胞DNA损伤修复的影响来讨论分子水平上细胞的周期节律与肿瘤发生发展的关系.     

代谢生物钟研究进展

生物时钟大致以24 h为一个周期,参与调节一系列代谢和生理功能。流行病学和遗传学的相关证据显示,生物时钟的紊乱直接导致许多病理状况,包括睡眠失调、抑郁、代谢综合征和癌症。在分子水平上,生物时钟系统的组成元件与细胞代谢的调控因子之间存在功能性的相互作用:一方面,生物时钟可以调控多种代谢途径;另一方面,代谢物的供给和进食行为也可以反过来作用于生物时钟。进一步理解生物时钟节律和细胞代谢的相互调节作用,将为代谢性疾病的干预治疗提供新的理论基础。     

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。     

细胞命运抉择的数学模型:活性氧与p53的关系及其意义(英文)

生物体内的细胞生活在复杂的环境中。在生物体内,活性氧是普遍存在的。生物体内的活性氧可以诱导DNA损伤,最终破坏基因组稳定性。其中,对基因组损伤最严重的是DNA双链断裂损伤。肿瘤抑制因子p53是细胞内介导DNA损伤反应的重要因子。p53可以修复损伤DNA,保护轻度受损细胞。而当细胞受到严重损伤时,p53能够诱发细胞凋亡,从而维持机体稳态。p53的动力学对于细胞的反应性具有重要影响,然而对这方面却缺少系统的认识。因此在本文中,我们主要关注运用数学模型方法研究p53脉冲的动力学性质,从而揭示细胞内潜在的生死选择机制。     

DNA损伤检验点与损伤修复及基因组稳定性

生物有机体基因组DNA经常会受到内源或外源因素的影响而导致结构发生变化,产生损伤;在长期进化过程中,有机体也相应形成了一系列应对与修复损伤DNA,并维持染色体基因组正常结构功能的机制。其中DNA损伤检验点（DNA damage checkpoint）就是在感应DNA损伤的基础上,对损伤感应信号进行转导,或引起细胞周期的暂停,从而使细胞有足够的时间对损伤DNA进行修复,或最终导致细胞发生凋亡。DNA损伤检验点信号转导途径是一个高度保守的信号感应过程,整个途径大致可以分为损伤感应、信号传递及信号效应3个组成部分。其中3-磷脂酰肌醇激酶家族类成员ATM（ataxia-telangiectasia mutated）和ATR（ataxia-telangiectasia and Rad3-related）活性的增加构成整个途径活化的第一步。它们通过激活下游的效应激酶,Chk2／Chk1,通过协同作用许多其他调控细胞周期、DNA复制、DNA损伤修复及细胞凋亡等过程的蛋白质因子来实现细胞对DNA损伤的高度协调反应。近十几年,随着此领域研究的不断深入,人们逐步揭示了DNA损伤检验点途径发生过程中,各种核心组分通过与不同调节因子、效应因子及DNA损伤修复蛋白间的复杂相互作用,以实现监测感应异常DNA结构并实施相应反应的机制;其中,检验点衔接因子（mediators）及染色质结构,尤其是核小体组蛋白的共价修饰在调控ATM／ATR活性,促进ATM／ATR与底物间的相互作用以及介导DNA损伤位点周围染色质区域上多蛋白复合物在时间与空间上的动态形成发挥着重要的作用。同时,人们也开始发现DNA损伤检验点途径与DNA损伤修复、基因组稳定性以及肿瘤发生等过程之间某些内在的联系。该反应途径在通过协调细胞针对DNA损伤做出各种反应的基础上,直接或间接地参与或调控DNA损伤修复过程,并与DNA损伤修复途径协同作用最终保证染色体基凶组结构的完整性,而检验点途径的改变,则会引起基因组不稳定的发生,包括从突变频率的提高到大范围的染色体重排,以及染色体数量的畸变。如：突变发生在肿瘤形成早期,会大大增加肿瘤发生的几率。文章将对DNA损伤检验点途径机制及其对DNA损伤修复、基因组稳定性影响的最新进展进行综述。     

DNA损伤检验点调控的分子机制

多种因素可以引起DNA损伤而最终导致基因产生错义突变、缺失或错误重组。为确保遗传准确性,细胞形成了复杂的细胞周期监督机制,即细胞周期检验点。其中DNA损伤检验点由许多检验点相关蛋白组成,可以识别损伤的DNA,经复杂的信号转导途径引发蛋白激酶的级联反应,减慢或阻滞细胞周期进程,从而为细胞修复损伤的DNA赢得时间。     

DNA损伤修复蛋白在炎症免疫反应中的作用

细胞代谢或细胞应激均可以引起DNA损伤。DNA损伤可以引起一系列级联反应即DNA损伤反应。炎症免疫反应是活体组织对损伤因子所起的防御反应。DNA损伤反应与炎症的发生发展密切相关,而DNA损伤修复蛋白在免疫系统中具有重要作用。本文将就DNA损伤修复蛋白在炎症免疫反应中的作用及其机制进行综述。     

c-Abl在DNA损伤反应中的功能

非受体酪氨酸激酶c-Abl在正常生理及病理条件下具有多种生物学功能。当电离辐射、顺铂、丝裂霉素C等DNA损伤诱导剂诱导DNA损伤反应后,c-Abl可参与DNA损伤反应后的细胞周期调控、基因重组修复及细胞凋亡调控等,进而决定细胞在DNA损伤反应条件下的状态。简要介绍了c-Abl在DNA损伤反应中的作用及其进展。     

酵母模式生物研究表观遗传调控基因组稳定性的进展

基因组的遗传稳定性是维持正常的细胞复制、增殖和分化的关键。外源因素和内源因素造成的DNA损伤及其修复失败, 是各种遗传疾病发生的根本原因。表观遗传调控(包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA)在DNA损伤修复和细胞周期调控方面发挥着重要的作用, 也是维持基因组稳定性的基础。酵母作为单细胞真核生物, 是最早开展表观遗传学研究的物种之一, 特别是在DNA损伤修复和异染色质形成等方面的研究, 为揭示遗传稳定性的本质提供了理论依据。国际上前期以酵母为模式生物研究表观遗传学的报道主要集中于组蛋白修饰领域; 近期利用裂殖酵母作为模式生物研究RNAi指导的组蛋白修饰也有了一定的进展。文章以酵母作为模式生物, 论述了表观遗传修饰在维持基因组遗传稳定性中的研究进展、作用机制和今后的发展趋势。     

用细小病毒作为探针研究细胞对DNA损伤的反应

一、绪言 在原核和真核细胞中,病毒探针广泛用于研究宿主细胞功能。我们对细胞DNA复制、表达和调控的了解,常始于对噬菌体和病毒的研究。病毒是分析细胞对DNA损伤反应的极好工具。真核细胞中细胞核DNA包含许多复制子,它们的启动是相互独立的,这给研究复制     

Fenton反应及其可能的活性产物

活性氧对许多生物分子,如脂质、蛋白质和DNA等均可引起损伤,它与许多疾病过程相联系.由超氧阴离子自由基和过氧化氢所引起的许多损伤被认为与它们转变为反应活性更强的组分有关,这些组分包括羟自由基及可能的高价铁组分.实验材料及理论结果表明,当铁盐与过氧化氢混合时,除羟自由基产生以外,高价铁组分也被认为同时产生.Fenton试剂的活性中间体是一亲核加合物,其反应活性及其产物不同于游离态羟自由基的反应活性及产物.Fenton试剂的产物分布依赖于不同的过渡金属离子、不同的配位体、不同的反应底物以及不同的溶剂基体效应.     

自噬与DNA损伤修复及其对肿瘤的影响

DNA损伤与肿瘤的发生发展密切相关。当DNA损伤发生时,会触发一系列的损伤应答反应以帮助细胞生存,其中即包括对自噬的诱导。ATM、P53和PARP1等多种参与DNA损伤修复的效应因子通过影响AMPK、mTOR以及一些凋亡蛋白等启动自噬。而作为一种降解途径,自噬则可通过调节DNA修复相关蛋白的水平直接影响同源重组修复、非同源末端连接修复和核苷酸切除修复等促进DNA修复,以及通过维持细胞内稳态间接促进DNA修复,从而在正常细胞的恶性转化和肿瘤耐药等发生机制中扮演重要角色。此外,DNA修复失败时,自噬也可作为一种肿瘤细胞的程序性死亡方式。因此研究自噬通过调节DNA损伤修复而对肿瘤的影响对于理解肿瘤发生的机制和提供治疗思路都有重要意义。     

细胞DNA损伤检控点

细胞周期检控点是维持细胞基因组稳定性的一个重要机制,主要包括。DNA损伤检控点、DNA复制检控点和纺锤体组装检控点。其中DNA损伤检控点能检测细胞在生命活动过程中出现的DNA损伤并引发细胞周期阻滞,为修复损伤提供足够的时间,以保证细胞遗传的稳定性。有关DNA损伤检控点的研究近年来已经取得了突破性进展,现简要介绍近年来在DNA损伤检控点研究中的一些新进展。     

抗氧化剂对脂质过氧化反应混合物引起人培养细胞DNA损伤的影响

 <正> 脂质过氧化反应(LPR)中产生的自由基和过氧化物可引起多种细胞损伤,特别是对DNA的损伤可能是许多癌肿的重要原因。Akasaka等将E.coli与鼠肝微粒体脂质过氧化反应混合物(LPRM)孵育,使有DNA修复缺陷的细菌株突变率增加。我们将人羊膜FL细胞与大鼠肝微粒体LPRM共同培养,看能否诱发程序外DNA合成(UDS),并分组加入抗氧化剂观察其影响。     

Rad9在DNA损伤修复及细胞周期检测点调控中的作用

细胞时刻面临着细胞内部因素或周围环境因素对基因组DNA的攻击,从而导致DNA损伤。DNA损伤可触发生物的DNA损伤修复系统来管理和修复各种DNA损伤,以维持基因组稳定性。当细胞受到损伤后,Rad9在细胞周期检测点中发挥作用,阻滞细胞周期的运行,使细胞有时间修复损伤DNA,来维持基因组的稳定。本文重点介绍Rad9在DNA损伤修复及细胞周期检测点调控中的作用及研究进展。     

维甲酸和维甲类Ⅱ号对两种体外培养细胞非程序性DNA合成(UDS)的影响

紫外线作用于细胞后,损伤DNA并进行非程序性DNA合成(unscheduled DNA synthesis,简称UDS),所以非程序性DNA合成可作为DNA损伤的观察指标。化学致癌物也损伤DNA,近年来以体外培养的动物或人的细胞的非程序性DNA合成作为化学致癌物的生物测定法常有报道。我们曾从24种维     

细胞中的“闹市”

人体处于休息状态时,细胞中的分子也在进行激烈的热运动。这种热运动使得分子可以移动位置,也提供化学键破裂所需要的能量。细胞中的许多化学反应,包括遗传物质(DNA)和蛋白质的合成,都需要消耗反应物分子以极高频率与反应中心碰撞所携带的能量。细胞中分子的这种激烈运动,是人体的生理活动得以正常进行、生命得以维持的必要条件。地表的温度,包括绝大多数的生物的体温,最终主要依靠太阳的热辐射来维持。     

靶向Rad51与肿瘤治疗的研究进展

DNA损伤反应在维持细胞基因组稳定性和机体存活发挥重要作用。DNA双链断裂(Double strand breaks,DSBs)是DNA损伤最严重的形式。同源重组修复是体内参与DSBs损伤修复的重要机制之一,其中Rad51是体内参与同源重组性DNA修复的关键因子。Rad51在人类的多种肿瘤组织中高表达,如乳腺癌、非小细胞肺癌、前列腺癌等,与肿瘤的转移和恶化相关。如何有效下调肿瘤组织中的Rad51的水平,降低肿瘤细胞的DNA损伤修复能力,从而提高肿瘤治疗的疗效具有潜在的临床应用价值。本文对近年来的一个研究热点靶向Rad51在肿瘤治疗研究中的应用进行综述。     

阿霉素诱导下的肝癌细胞HepG2中微小RNA差异表达分析

旨在研究阿霉素诱导引起的DNA损伤压力下,肝癌细胞Hep G2中参与DNA损伤应答的mi RNA,并分析这些mi RNA靶基因参与肝癌DNA损伤应答相关的生物学进程与通路。通过小RNA测序检测阿霉素处理肝癌细胞Hep G2前后mi RNA的差异表达情况,使用GO与KEGG通路富集方法对差异表达mi RNA靶基因进行功能富集分析。结果显示,共检测出显著表达差异mi RNA 68个,其中上调13个,下调55个。mi RNA靶基因的功能分析结果显示,53条mi RNAs靶基因显著富集于调控细胞增殖、细胞凋亡、细胞迁移和细胞周期等与DNA损伤应答以及肿瘤相关的生物进程和信号通路,包括p53信号通路、癌症通路、Wnt信号通路和MAPK信号通路等。研究表明,在阿霉素诱导下,Hep G2中的差异表达mi RNAs与DNA损伤相关的肿瘤生物学进程以及信号通路显著相关,预示这些mi RNAs在阿霉素引发的肝细胞癌DNA损伤应答中起着重要的作用。     

DNA损伤修复过程表观遗传学改变

多种化学、物理及生物因素可诱发细胞DNA损伤,损伤后DNA损伤位点被相关损伤感受器识别,激活相应的修复通路进行DNA修复。越来越多的证据表明DNA甲基化状态、蛋白翻译后修饰、染色质重塑、miRNA等修饰方式参与了DNA的损伤修复。文章通过不同损伤修复通路中这些修饰的特点,阐述表观遗传学改变在DNA损伤修复发展过程中的作用机制。