5-氮胞苷对转化后间充质干细胞增殖、衰老及p16~(INK4a)表达的影响

目的观察5-氮胞苷对体外自发转化的间充质干细胞增殖、衰老及p16INK4a基因表达的影响。方法采用细胞计数、SA-β-gal染色、Western Blot和重硫酸盐修饰后测序(BSP)检测体外自发转化的大鼠间充质干细胞在不同浓度5-氮胞苷处理后增殖、衰老、p16INK4a表达及p16INK4a基因启动子区CpG岛甲基化水平的变化。结果细胞计数显示5-氮胞苷可剂量依赖性地抑制转化后间充质干细胞的增殖,但增殖受抑的细胞SA-β-gal染色仍呈阴性。BSP及Western Blot分析显示:转化后间充质干细胞p16INK4a基因启动子区CpG岛呈现高水平甲基化(87.30±2.39%)。5-氮胞苷可在一定程度上降低该基因的甲基化,使p16INK4a表达得以部分恢复;但即使是高浓度高达100μmol/L,5-氮胞苷也只能使p16INK4a基因甲基化降低到46.20±1.65%。结论 5-氮胞苷可显著抑制转化后间充质干细胞的增殖,但并不能促使这些细胞重新恢复衰老状态;其原因是5-氮胞苷单独作用不足以完全解除p16INK4a基因启动子区DNA的高甲基化。     

不同浓度的5-氮杂胞苷对RPMI 8226细胞系的诱导凋亡作用分析

目的:探讨不同浓度的5-氮杂胞苷对RPMI 8226细胞系的诱导凋亡作用.方法:对RPMI 8226细胞系采用5-氮杂胞苷0μmol/L、2μmol/L、5μmol/L、10 μrnol/L、20 μmol/L、50 μmol/L处理24 h、48 h、72 h,并对RPMI 8226细胞系处理后进行刮痕实验,12h后对细胞迁移进行比较.结果:在作用24h、48h时,随着作用浓度的增加,RPMI-8226细胞的抑制率出现明显的增加,但在作用72 h时,我们发现10 μmol/L、20μmol/L、50μnol/L其对RPMI-8226细胞的抑制效果无明显的差异性;刮痕实验后12h后其出现差异性,其中药物浓度越大其对RPMI-8226细胞的运动迁移能力越弱.结论:DNA甲基化转移酶抑制剂5-氮杂胞苷可对RPMI-8226细胞的凋亡具有良好的诱导效果,同时可抑制RPMI-8226细胞的增殖以及迁移.     

5-Aza-dC在mES细胞向生殖细胞分化中的DNA甲基化调控机制

目的: 探讨小鼠胚胎干细胞(mouse embryonic stem cells, mESCs)向生殖细胞(Embryonic germ cells,EG)分化过程中5-杂氮-2'-脱氧胞苷(5-Aza-2'-deoxycytidine,5-Aza-dC) 对DNA甲基化转移酶Dnmt1和Dnmt3a及生殖细胞特征基因Mvh表达变化的DNA甲基化调控机制。方法:将mES细胞分化形成拟胚体(embryoid bodies, EBs) 作为向生殖细胞分化的启动步骤,采用不同浓度(0.05μmol/L,0.1μmol/L,0.5μmol/L,1μmol/L,3μmol/L)处理EBs,RT-PCR实时荧光定量RT-PCR和Western blot分别检测检测在5-Aza-dC处理前后Dnmt1和Dnmt3a在ES细胞和EBs中的表达,甲基化特异性PCR(MSP)检测原始生殖细胞分化特征基因Mvh启动子甲基化状态。结果: 5-Aza-dC的浓度在0.05 μmol/L~1 μmol/L之间时,EBs保持较高的存活率而EBs的形态明显发生了变化;5-Aza-dC 处理后, Dnmt1和Dnmt3a在EBs中mRNA表达量明显降低,其变化特点与WB结果相一致。MSP和测序结果显示, Mvh启动子区表现为部分甲基化,5-Aza-dC 处理后的4d EBs中Mvh CpG岛有4个CG位点发生突变,而mES细胞中未见突变。结论: EBs经5-Aza-dC处理后,Dnmt1和Dnmt3a的表达明显下调;同时,Mvh启动子发生部分甲基化,有可能启动了向生殖细胞的分化进程。     

5-杂氮-2′-脱氧胞苷诱导鼻咽癌细胞株Syk基因启动子去甲基化的研究

利用5-杂氮-2′-脱氧胞苷（5-aza-2′-deoxycytidine,5-aza-CdR）处理体外培养的鼻咽癌细胞株CNE-1、CNE-2及永生化非癌性人鼻咽上皮细胞株NP-69,采用BS-PCR、Q-RT-PCR及Westernblot方法分别检测经5μmol/L的5-aza-CdR处理前后,各细胞株中Syk基因启动子甲基化状况及SykmRNA和蛋白质表达情况。探讨去甲基化药物5-杂氮-2′-脱氧胞苷（5-aza-CdR）对鼻咽癌细胞株中脾酪氨酸激酶（spleen tyrosine kinase,Syk）启动子甲基化水平及其表达的影响。结果显示,Syk基因启动子甲基化水平与鼻咽癌细胞分化程度呈负相关,两种鼻咽癌细胞株的Syk mRNA和蛋白质表达水平显著低于NP-69细胞（P〈0.01）;经5-aza-CdR处理后两种鼻咽癌细胞株的Syk基因启动子甲基化水平降低,Syk mRNA及蛋白质表达升高（P〈0.05）;高分化鼻咽癌细胞株对药物敏感性高于低分化鼻咽癌细胞株（P〈0.01）。由此可见,两种鼻咽癌细胞株中存在不同程度的Syk基因启动子甲基化状态,5-aza-CdR能有效逆转鼻咽癌细胞株Syk基因启动子的甲基化状态,升高Syk mRNA及蛋白质表达,同时鼻咽癌细胞分化程度越高恢复Syk基因表达的比率越高。     

水稻愈伤组织形成过程中甲基化对OsMAPK2的表达调控

利用MSAP方法从经过5-azaC处理和未处理的水稻愈伤组织中获得了1个存在甲基化位点的片段。测序后比对分析表明,该片段为水稻MAPK家族OsMAPK2基因的5′端区域。该基因5′端区域有一个CpG岛,与拟南芥AtMAPK12基因序列高度相似。利用实时定量PCR和HpaII-McrBC PCR分析了在水稻芽段受生长素刺激后形成愈伤组织过程中OsMAPK2基因的表达与甲基化的关系。结果表明:该基因表达量与基因5′端甲基化水平相对应,甲基化调控基因的表达。在愈伤组织形成过程中2.0mg/L的2,4-D诱导该基因5′端区域去甲基化,使基因表达,而长时间(100h)的诱导后或导致重新甲基化,基因表达量降低;低浓度的2,4-D(0.5和1.0mg/L)也可以产生同样的趋势,但是基因的表达量低于2.0mg/L的2,4-D的诱导;高浓度的2,4-D(5.0mg/L)可以在较短的时间内完成对基因的诱导和抑制。     

p16基因甲基化与表达在子宫内膜癌中的意义

肿瘤抑制基因p16定位于9号染色体短臂2区1带,编码细胞周期调节蛋白p16,p16基因失活将导致细胞增殖失控。研究证实肿瘤抑制基因启动子区域5CpG岛甲基化是导致转录水平上基因失活的重要机制。为了研究p16基因甲基化状态及其表达异常与子宫内膜癌发生的关系,采用甲基化特异性PCR(MSP)、免疫组化及PCR方法检测62例子宫内膜癌及相应癌旁组织、10例相应年龄正常子宫内膜中p16基因5′cpG岛甲基化状态、p16蛋白表达及p16基因外显子E,和E：表达缺失情况。结果表明癌旁及正常子宫内膜p16基因无甲基化,且无p16蛋白、外显子1和2的表达异常。62例子宫内膜癌中,15例甲基化,占24、2％;33例p16蛋白表达下降或无表达,占54．8％;p16基因外显子1缺失率16．1％(10／62),外显子2缺失率为30．6％(19／62),两者均缺失9．68％(6／62),至少其中1种缺失46、6％(29／62)。提示P16基因失活在子宫内膜癌中多见且与病理分级、临床分期密切相关。D16基因甲基化在子宫内膜癌的发生中起着重要作用。MSP法测定基因甲基化状态准确且简便可行。     

HDAC4基因甲基化对hMSCs向汗腺样细胞诱导转分化的影响

目的：探讨在诱导人骨髓间充质干细胞（hMSCs）转分化为汗腺样细胞过程中,组蛋白去乙酰化酶4（HDAC4）甲基化的改变及其对诱导转分化过程的影响。方法：选取人骨髓间充质干细胞系体外培养、扩增后,取第三代hMSCs与热休克处理的汗腺细胞进行Transwell+诱导因子的共培养。收集诱导后实验组的汗腺样细胞和同期对照组的hMSCs,采用甲基化特异性PCR（MSP）和飞行质谱（Mass Array）法检测HDAC4基因启动子区CpG岛甲基化状态的变化,随后采用甲基化抑制剂5-氮杂-2'-脱氧胞苷（5-aza-CdR,10 μmol/L）处理实验组hMSCs,对照组为同期培养的hMSCs,RT-PCR测定两组细胞HDAC4基因和癌胚抗原（CEA）基因的mRNA表达量。结果：诱导前hMSCs中HDAC4基因整体甲基化水平较高,探针cg2463009处CpG位点甲基化程度为0.901,诱导转分化后汗腺样细胞中HDAC4基因整体甲基化水平下降37%,甲基化程度为0.531;探针cg14823429处CpG位点甲基化程度由诱导前的0.687下降到0.386。5-aza-CdR处理48 h后,实验组HDAC4基因mRNA表达水平上调,与诱导转分化相关的CEA mRNA同期表达量也增强,与对照组相比差异有统计学意义（P<0.05）。结论：HDAC4基因的甲基化参与了hMSCs转分化为汗腺样细胞过程的调控。     

体外化学诱导人骨髓间充质干细胞分化为心肌样细胞

为了探讨人骨髓间充质干细胞(MSCs)的体外培养及化学诱导向心肌细胞分化的过程及条件,我们用1.073g/mL密度梯度离心法分离健康人骨髓单个核细胞,经骨髓间充质干细胞培养基传代培养后用流式细胞仪检测细胞表面抗原,在完全培养基中分别加入3、5、10μmol/L的5氮胞苷(每组n=5)进行化学诱导分化,阴性对照组采用完全培养基培养,诱导后21天细胞爬片免疫荧光法鉴定,透射电镜观察细胞超微结构。结果显示人MSCs为形态均一的梭形细胞,生长旺盛时呈旋涡样分布,流式细胞仪检测细胞表面CD44阳性,CD34、CD45阴性;5、10μmol/L的5氮胞苷进行化学诱导后细胞形态变长,诱导后14天时20%-30%细胞融合形成多核肌管样结构,3μmol/L组MSCs未出现肌管结构,诱导后21天5、10μmol/L组MSCs中desmin、心肌早期转录因子GATA4、心肌特异性cTnI及闰盘蛋白connexin43的表达阳性,10μmol/L组cTnI阳性染色细胞数目(65.3±4.7%)高于5μmol/L诱导组(48.2±5.4%)(p<0.05);3μmol/L组及阴性对照组无心肌特异性蛋白的表达。细胞诱导后28天透射电镜下可见肌丝形成。本实验说明,人MSCs在体外经化学诱导可分化为心肌样细胞,而且5-氮胞苷对于心肌相关蛋白的表达呈浓度依赖性正相关。     

5''-Aza-CdR 对B细胞淋巴瘤的抑制作用及对瘤细胞CHFR 表达和甲基化的影响

目的:探讨5-氮杂-2'-脱氧胞苷(5'-Aza-Cd R)对人伯基特淋巴瘤Raji裸鼠移植瘤的抑制作用,以及对瘤组织中CHFR表达和甲基化的影响。方法:1皮下接种Raji细胞悬液构建荷瘤裸鼠模型18只,并随机分为实验组和对照组,分别予腹腔内注射等体积的5'-Aza-Cd R(1μg/g)及生理盐水,计算肿瘤体积大小,绘制肿瘤生长曲线,24天后比较两组移植瘤体积大小和重量。2分别从移植瘤组织中提取DNA及RNA,应用实时荧光定量PCR检测CHFR m RNA的表达,甲基化特异性聚合酶链反应(MSP)检测CHFR基因甲基化情况。结果:1实验组移植瘤生长速度较缓慢。实验结束时,实验组移植瘤体积、重量与对照组相比,差异有显著统计学意义(P0.01)。2实验组瘤细胞中CHFR m RNA的表达水平(3.69±1.20)与对照组(1.04±0.30)相比,差异有显著统计学意义(t=3.94,P0.001)。3实验组中的甲基化条带与对照组相比明显变暗,同时出现非甲基化条带,对照组中CHFR基因启动子只有甲基化条带被扩增。结论:5'-Aza-Cd R能抑制人伯基特淋巴瘤的生长,诱导瘤细胞CHFR m RNA表达增加,其机制可能为5'-Aza-Cd R使甲基化的CHFR启动子发生去甲基化。     

DNA甲基化抑制鼻咽癌细胞系膜联蛋白A1基因表达

为了研究不同分化程度和转移潜能鼻咽癌(NPC)细胞系膜联蛋白A1(ANXA1)mRNA和蛋白质表达情况及其与基因甲基化的关系．培养NPC细胞系CNE1、CNE2、5-8F、6-10B和永生化非癌性人鼻咽黏膜上皮细胞NP69细胞用于实验,用甲基化特异性聚合酶链反应(MSP)方法检测ANXA1基因甲基化状态,同时利用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)方法检测ANXA1基因的mRNA表达水平．然后用不同浓度的5-杂氮-2′-脱氧胞苷(5-aza-2dC)对NPC细胞进行去甲基化处理,MSP和RT-PCR方法检测处理组和对照组细胞ANXA1基因甲基化状况和mRNA表达水平,并用Western-blotting方法检测ANXA1基因蛋白质表达水平．结果发现,NP69细胞ANXA1基因无甲基化,4株NPC细胞系ANXA1基因都存在不同程度的甲基化,甲基化程度与细胞的分化程度和转移潜能相关．NPC细胞ANXA1基因mRNA表达水平降低,低于NP69细胞,其降低的程度与基因的甲基化程度相关．5-aza-2dC能够剂量依赖性地引起ANXA1基因去甲基化,经去甲基化处理后,NPC细胞系ANXA1基因的mRNA和蛋白质的表达水平相应提高．研究证明,NPC细胞系ANXA1基因的mRNA和蛋白质表达水平出现下调,甲基化是导致表达下调的主要原因,5-aza-2dC去甲基化处理能够恢复ANXA1基因的表达水平．     

p73基因研究进展

新近发现的p53家族成员－p53基因,其结构和功能均与p53有相似之处。p53蛋白可与多种病毒,胞内信号分子,p53蛋白及其他调节蛋白作用,参与粒细胞分化及T细胞凋亡等多种生理过程;还不清楚p53介否作为一种抑癌基因。     

p73 in apoptosis

The TP53 tumour-suppressor gene belongs to a family that includes the two recently identified homologues TP63 and TP73. Overexpression of p73 can activate typical p53-responsive genes and induce apoptosis like p53. In addition, activation of p73 has been implicated in apoptotic cell death induced by aberrant cell proliferation and some forms of DNA-damage. These data together with the localization of TP73 on chromosome 1p36, a region frequently deleted in a variety of human cancers, led to the hypothesis that p73 has tumour suppressor activity just like p53. However, despite its proapoptotic activity in vitro, the lack of tumour-formation in p73 knock-out mice and primary human tumour data demonstrating overexpression of wild-type p73 currently argue against p73 being a classical tumour suppressor. Interestingly, in contrast to TP53, TP73 gives rise to a complex pattern of pro- and antiapoptotic p73 isoforms generated by differential splicing and alternative promoter usage. Therefore further insight into the function and regulation of these structurally and functionally diverse p73 proteins is needed to elucidate the role of TP73 for apoptosis and human tumorigenesis.     

From p63 to p53 across p73

Most genes are members of a family. It is generally believed that a gene family derives from an ancestral gene by duplication and divergence. The tumor suppressor p53 was a striking exception to this established rule. However, two new p53 homologs, p63 and p73, have recently been described [1, 2, 3, 4, 5 and 6]. At the sequence level, p63 and p73 are more similar to each other than each is to p53, suggesting the possibility that the ancestral gene is a gene resembling p63/p73, while p53 is phylogenetically younger [1 and 2].

The complexity of the family has also been enriched by the alternatively spliced forms of p63 and p73, which give rise to a complex network of proteins involved in the control of cell proliferation, apoptosis and development [1, 2, 4, 7, 8 and 9].

In this review we will mainly focus on similarities and differences as well as relationships among p63, p73 and p53.     

Structural diversity of p63 and p73 isoforms

AbstractThe p53 protein family is the most studied protein family of all. Sequence analysis and structure determination have revealed a high similarity of crucial domains between p53, p63 and p73. Functional studies, however, have shown a wide variety of different tasks in tumor suppression, quality control and development. Here we review the structure and organization of the individual domains of p63 and p73, the interaction of these domains in the context of full-length proteins and discuss the evolutionary origin of this protein family. Facts

• Distinct physiological roles/functions are performed by specific isoforms.
• The non-divided transactivation domain of p63 has a constitutively high activity while the transactivation domains of p53/p73 are divided into two subdomains that are regulated by phosphorylation.
• Mdm2 binds to all three family members but ubiquitinates only p53.
• TAp63α forms an autoinhibited dimeric state while all other vertebrate p53 family isoforms are constitutively tetrameric.
• The oligomerization domain of p63 and p73 contain an additional helix that is necessary for stabilizing the tetrameric states. During evolution this helix got lost independently in different phylogenetic branches, while the DNA binding domain became destabilized and the transactivation domain split into two subdomains.

Open questions

• Is the autoinhibitory mechanism of mammalian TAp63α conserved in p53 proteins of invertebrates that have the same function of genomic quality control in germ cells?
• What is the physiological function of the p63/p73 SAM domains?
• Do the short isoforms of p63 and p73 have physiological functions?
• What are the roles of the N-terminal elongated TAp63 isoforms, TA* and GTA?

Subject terms: X-ray crystallography, Solution-state NMR