高等真核细胞蛋白质磷酸化与细胞周期G1向S期过渡的调控

真核生物细胞周期运行涉及三个时期过渡(Phase transitions)的调控;1.G_0向G_1期过渡,2.G_1向S期过渡,3.G_2向M期过渡等的调控。近年来,对调控G_1向S期过渡的生化事件的研究结果表明,转录和转录后水平上的调控机制在其中起重要作用。通过磷酸化与去磷酸化而参与G_1向S期过渡调节的蛋白主要有:pRB(retinoblastoma gene product,视网膜母细胞瘤基因蛋白),p107(pRB related pro-tein,pRB相关蛋白),p53,RPA(replicati一     

细胞周期蛋白和细胞周期

细胞周期是当前细胞生物学和分子生物学的热门研究课题之一。细胞生物学家、分子生物学家和遗传学家们运用了不同的材料对细胞周期G_1→S、S→G_2、G_2→M和M→G_1等过渡的调控问题进行了研究,其中以周期蛋白和p34~(cdc2)相互作用的研究最为引人注目。在G_2→M过渡期,p34~(cdc2)和周期蛋白B结合,经历一系列的磷酸化和去磷酸化过程,形成有活性的MPF,实现G_2→M期的过渡,在M期中/后期,周期蛋白B降解,致使MPF失活,细胞离开M期;在G_1→S期过渡时,p34~(cdc2)和G_1周期蛋白结合,引起DNA的复制,使细胞进入S期。此外还发现不少cdc 2的类似物在细胞周期各过渡期也有作用。因此,不同的周期蛋白和不同的cdc 2产物,参与细胞周期的方式不同。细胞周期的调控是多途径的和多层次的,这已成为进一步揭示细胞周期调控活动所必需研究的问题。     

HMBA对人肝癌SMMC-7721细胞周期相关基因表达的影响

本文研究HMBA对人肝癌SMMC-7721细胞周期G_0/G_1期阻滞相关基因表达的影响。免疫细胞化学和核酸原位杂交检测结果显示,HMBA可明显上调p21~(WAFl/CIPl)、p16蛋白表达并增强p21~(WAFl/CIPl)基因转录,同时对CDK4、Cyclin D1蛋白表达以及c-myc基因转录均具有明显的下调作用。结果表明,HMBA可通过增强p21~(WAFl/CIPl)、p16基因表达而抑制Cyclin D1-CDK4活性,最终导致细胞进入S期所需的c-myc等基因转录活性下降,从而将细胞周期阻滞于G_0/G_1期,诱导人肝癌细胞分化。     

视黄酸对胃癌细胞周期的调控

视黄酸(RA)能够抑制许多类型癌细胞生长、诱导细胞凋亡和调节细胞周期。本文研究了全反式视黄酸(ATRA)对人胃癌细胞的作用机理。结果表明,ATRA通过诱导细胞滞留在G_0/G_1期而显著抑制胃癌细胞生长,但ATRA不能诱导胃癌细胞凋亡;ATRA调控细胞周期与c-myc、磷酸化Rb水平的下调和p21~(WAF1/CIP1)、p53水平的上调有关,而cyclinD_1和CDK_4水平没有明显变化。在RA抗性细胞中,ATRA不能调节这些基因表达。结果证实,ATRA对胃癌细胞生长抑制与其诱导细胞滞留在G_0/G_1期有关,而与细胞凋亡的诱导无关,许多重要的、与周期相关的分子,包括cmyc、p21~(WAF1/CIP1、p53和Rb等参与细胞周期的调控。     

p53转录活化的p21和Gadd45在细胞DNA损伤监视中的作用

p2 1,Gadd45均是受抑癌基因p5 3转录调控的分子 ,当电离辐射引起细胞DNA损伤时 ,p2 1,Gadd45基因的转录以p5 3依赖的方式增强 .为了深入探讨p2 1,Gadd45在DNA损伤监视中的作用 ,构建了稳定表达p2 1及Gadd45反义RNA的p2 1^as/MCF 7及Gadd45 ^as/MCF 7细胞系 .对辐射引起这些细胞G₁期阻滞、DNA损伤修复和细胞凋亡的发生进行了研究 ,发现Gadd45同p2 1一样 ,当其表达受阻后辐射引起的细胞G₁期阻滞明显减弱 ,宿主细胞对辐射损伤的报告基因的修复减弱 ,还观察到辐射引起的p2 1表达受阻的细胞调亡的增加 ,结果表明p2 1,Gadd45通过参与多种辐射细胞学反应发挥DNA损伤监视作用 .     

HMGB1对小鼠系膜细胞细胞周期及细胞周期相关蛋白表达的影响

该实验以小鼠系膜细胞MMC为研究对象,以重组HMGB1为刺激物,通过检测细胞周期的变化及细胞PCNA、CyclinD1、CDK4和p16的表达水平,初步探讨HMGB1对系膜细胞的细胞周期及其相关调控因子的影响。选取小鼠系膜细胞MMC为研究对象,随机分为对照组及0.05mg/LHMGB1刺激组,经流式细胞术检测发现HMGB1能够上调小鼠系膜细胞中S期细胞所占比例;免疫细胞化学检测显示,PCNA蛋白在小鼠系膜细胞中的表达上调;通过RT-PCR技术及Western blot技术检测到小鼠系膜细胞中CyclinD1 mRNA和蛋白以及CDK4蛋白的高表达情况,而p16蛋白的表达呈时间依赖性降低。由此可见,HMGB1可能是通过上调CyclinD1/CDK4的表达,并下调p16的表达,促进细胞从G_0/G_1期进入S期,介导了小鼠系膜细胞的异常增殖,可能是HMGB1参与狼疮性肾炎发病的可能机制之一。     

人参皂甙Rg1对体外人胃癌细胞增殖的抑制作用及机制

本研究用不同浓度人参皂甙Rg1作用人胃癌BGC-823细胞24 h、48 h和72 h,采用MTT法、流式细胞术及半定量RT-PCR检测GS-Rg1对胃癌细胞的增殖抑制作用、细胞周期分布时相和p16~(INK4a)、p21~(WAF1)表达水平的影响,以探讨人参皂甙Rg1对人胃癌BGC-823细胞增殖的抑制作用及机制。结果表明,随着作用时间和浓度的增加,人参皂甙Rg1对胃癌细胞增殖抑制作用逐渐增强(P<0.05),G_0/G_1期细胞比例增加,G_2/S期细胞比例下降,p16~(INK4a)、p21~(WAF1)基因水平上调。上述结果提示人参皂甙Rg1能抑制体外培养的胃癌BGC-823细胞增殖,其机制可能与上调肿瘤细胞内细胞周期蛋白依赖激酶抑制因子p16~(INK4a)及p21~(WAF1)mRNA的表达有关。     

丁酸钠对M期同步的HeLa细胞的阻断效应

5mM的丁酸钠对M期的同步的HeLa细胞主要阻断在早G_1期,并且给药后立即发挥阻断效应,9小时以内完全阻断在早G_1期,9小时以后有少量细胞进入中、晚G_1期及S期。早G_1细胞进入中、晚G_1期的中位数时间,5mM丁酸钠处理组比对照组长4倍,G_1期进入S期的速率完全是由早G_1期进入中、晚G_1的速率所决定的。看来丁酸钠的主要作用点是阻断和大大减缓早G_1期向中、晚G_1的进入。     

过表达UHRF2通过上调p53及p21表达引起HEK293细胞G1期阻滞

UHRF2（ubiquitin like with PHD and ring finger domains 2）是新近发现的具有多个结构域的核蛋白,在细胞周期调控和表观遗传学中发挥重要作用．近期研究提示,UHRF2是肿瘤抑制蛋白p53的1个E3连接酶,在体内外能与p53相互结合并促进其泛素化,过表达UHRF2能使细胞周期停滞于G1期．然而,UHRF2介导的G1期阻滞及其与p53联系尚不清楚．通过共转染UHRF2质粒及p53特异性小干扰RNA(siRNAs)到HEK293细胞构建细胞模型,探索UHRF2引起细胞周期停滞与p53之间的关系．结果显示,UHRF2能促进HEK293细胞中p53的稳定,从而引起p21 (CIP1/WAF1)基因表达,并使细胞周期停滞于G1期;但在siRNA抑制p53的表达后p21(CIP1/WAF1)表达降低,UHRF2引起的细胞周期阻滞消除．研究结果提示,UHRF2可通过稳定p53,上调p21的表达,从而介导细胞周期阻滞于G1期;同时UHRF2可能参与细胞周期调控及DNA损伤反应（DNA damage response, DDR）．UHRF2稳定p53的具体分子机制及其在DDR中的作用有待进一步研究证明．     

参与细胞增殖调控的多功能分子p21

p21是近年来发现的一类调控细胞增殖的小分子,是依赖周期素的CDK抑制因子.这些蛋白因子可结合cyclin－CDK并抑制其激酶活性从而调节细胞周期p15、p16、p27均属该类分子,他们在G₁期限制点及G₁／S检查点调控中发挥作用．进一步的研究表明,p21为p53调控,在p53介导的DNA损伤诱发的细胞周期阻断中发挥作用p21在老化细胞中高表达、细胞分化的同时表达,表明其在细胞增殖、分化及老化中发挥调节作用．     

HPD在胃癌细胞各时相中的转运分布和损伤部位的关系

本文探讨了HPD衍生物加红光对人胃低分化腺癌MGC 80-3细胞不同周期的生物学效应。我们观察到HPD的转运与分布决定于细胞周期。G_1期在30分至60分钟内HPD从膜转运至胞质;S、G_2期则直接进入胞质的不同部位;而M期在核部位弥散分布。同步化细胞经HPD加红光处理后,引起细胞大量光敏杀伤,S与G_1期较明显,而M期光敏性最小。我们还观察到:不同周期细胞HPD的分布和HPD的光敏损伤部位密切相关。核仁对HPD的选择性结合也很明显。     

巨噬细胞免疫调变信号:Raf-1,MAPK p44,MAPK p42和p38 MAPK的研究

为了了解巨噬细胞免疫调变机理,我们应用LPS和PMA处理小鼠抑制性巨噬细胞,观察到Ras下游信号分子Raf-1,分裂原激活蛋白激酶MAPK p44,MAPK p42和p38 MAPK均被活化,发现forskolin能增强p38 MAPK的活性,进一步提示PKC和PKA途径增强了p38 MAPK的磷酸化效应,为我们了解LPS如何激活p38 MAPK信号通路提供了一个新的机会。     

BFAR与p75NTR的蛋白相互作用抑制p75NTR信号转导

p75NTR是低亲和力的神经生长因子受体,能与高亲和力受体TrkA协同作用促进细胞增殖,也能与细胞内配体结合介导死亡信号通路,诱导细胞凋亡.为了探讨p75NTR功能的调控机制,本文利用膜蛋白酵母双杂交技术从人胎脑cDNA文库中筛选到一个新的p75NTR相互作用蛋白--BFAR.通过对酵母的共转化、GST pull-down和免疫共沉淀实验,证实了p75NTR与BFAR蛋白在体内外相互作用的特异性.荧光共定位实验发现,两者可共定位于细胞质中.此外,荧光素酶检测实验表明,共转染p75NTR和BFAR能够抑制p75NTR介导的NFκB和JNK信号通路.细胞周期实验发现,BFAR在PC-12细胞和HEK293T细胞中的高表达使细胞周期中的G2/M期细胞数增加,S期细胞数量减少,而G0/G1期细胞数无显著差异.     

人胃癌不同周期细胞膜表面ConA受体的分布与侧向运动

本文研究了人胃低分化粘液性腺癌细胞MGC 80-3不同周期时相中ConA受体的分布与侧向运动。MGc 80-3细胞经同步化培养,用F-ConA标记。被标记细胞中G_1、S和G_2期呈不连续的分布,但它们之间又存在显著的差异。M期呈较均匀的强荧光分布(与其它时相细胞比较)。荧光漂白恢复方法测定ConA受体复合物侧向运动表明:各个周期时相之间不仅运动方式不同,而且运动速率也有显著差异。M期与G_1期主要表现出扩散型运动;而S期与G_2期表现为流动型运动。G_1期的扩散系数大干M期的;S期的流动速率大于G_2期的。但可动分子百分比以G_2期最高。这些结果表明了ConA受体的动力学性质。它受到细胞周期的调节。     

钙调素对细胞周期的调节

RC3细胞是一种用真核表达载体1~(CaM)转染NIH 3T3细胞建成的可调钙凋素(Calmodulin,CaM)高表达细胞模型。通过分子杂交及蛋白免疫印迹方法证实在地塞米松(Dexamethasome,DXM)作用下,RC3细胞可高表达CaM。CaM的过表达使G_1期细胞减少,S期细胞增加;CaM拮抗剂三氟拉嗪(trifluoperazine,TFP)则使G_1期细胞增加,S期细胞减少。高表达CaM使细胞分裂指数提高,G_2期细胞减少,有丝分裂前期细胞增加,M中期细胞比例下降。而TFP处理则使分裂指数下降,G_2期细胞增加,M前期细胞减少,M中期细胞增加。实验结果表明CaM在G_1/S、G_2/M和M中期/M后期3个位点上对细胞周期进行调控;通过加速G_1至S期,G_2至M期和M中期至M后期的进程,使细胞倍增时间缩短,促进细胞增殖。本工作表明,RC3细胞作为CaM表达可调细胞模型,是研究细胞周期调控的有力工具。     

EZH2通过抑制miR-608基因表达促进结肠癌细胞增殖

探讨EZH2对结肠癌细胞增殖调控作用以及具体作用机制。通过对结肠癌细胞系SW480以及HCT116进行EZH2基因沉默,以检测EZH2对结肠癌细胞的增殖调控作用。MTT检法测细胞的增殖,流式细胞仪检测细胞周期及荧光定量PCR检测周期相关基因Cyclin D1、P15、P21以及mi R-608的表达变化。si RNA转染后,结肠癌细胞中EZH2的表达明显下降(p0.001),细胞增殖受到明显抑制(p0.05,p0.01或p0.001);si RNA组与阴性对照相比,G_1期细胞比例增高,G_2/M、S期细胞相对减少,cyclin D基因表达下调(p0.01,p0.05),P15、P21表达上调(p0.01)。通过荧光定量PCR发现,结肠癌细胞增殖抑制基因mi R-608在EZH2基因沉默组表达量显著上调(p0.001)。萤光素酶活性测试结果表明,EZH2在SW480和HCT116细胞中直接调控miR-608的基因转录(p0.001)。此外,miR-608基因沉默阻断siEZH2对结肠癌细胞增殖的调控作用。本研究发现了EZH2对结肠癌细胞增殖的显著促进作用,其具体作用机制在于抑制miR-608基因表达。因此,EZH2可望成为结肠癌潜在的治疗靶标。     

B7-2胚胎性癌细胞与其分化细胞的周期特性

本文用~3H-thymidine标记B7-2EC细胞及其经HMBA诱导的分化细胞。根据连续标记和脉冲标记核百分率,计算和分析这两种细胞的细胞周期各时相特点。结果表明,未分化EC细胞的周期是18小时,其中G_1期1.7小时,S期13.6小时;分化细胞的周期是30小时,G_1期8.6小时,S期17.1小时。因此,B7-2分化细胞与未分化的相比,主要是G_1期和S期时相相应拉长。     

用双参数流式细胞光度术(FCM)研究阿克拉霉素对L_(1210)白血病细胞周期的影响

本文用双参数FCM技术,对同一个细胞的DNA和RNA含量进行相关测量,比较了ACM B对小鼠L_(1210)白血病细胞周期和RNA含量的影响.结果发现在一次给药后8小时可导致早、中期S的积累,并抑制S期细胞的DNA合成;到24小时DNA合成恢复正常,并进入G_2期,但由于G_2期细胞进入M期受阻,造成G_2期细胞的积累,这时被阻断在G_2期的细胞RNA含量显著增加,形成正不平衡生长,而给药剂量较大的实验组(1/1.5LD_(50))S期细胞的RNA含量不随着DNA含量的增加而增加,形成负不平衡生长,ACM A和ACM B对体内Li_(210)细胞周期作用相同.     

p53基因在小鼠衰老中的调控作用研究

为了探究小鼠衰老与p53之间的调控关系,我们选取3对年轻(4个月)与老年(20个月)的C57小鼠进行实验。首先发现老年小鼠相对年轻小鼠出现失明的衰老现象,HE染色表明衰老小鼠的视网膜结构出现了弥散现象;进一步发现老年小鼠出现脊椎弯曲以及脾脏中白髓数量减少的衰老现象。据报道,p53与小鼠衰老具有紧密的关系,因此我们检测了p53在老年小鼠眼球、睾丸、肝脏、皮肤、肺和肾等多种组织中表达,实验发现老年小鼠组织中,p53的蛋白水平明显升高。为了进一步明确p53基因在小鼠衰老中的作用,我们购买了p53+/-小鼠,首先表明p53在p53+/-小鼠中的表达明显下降。接下来观察年老的正常和p53+/-小鼠的衰老表型变化,发现与正常小鼠相比较,p53+/-老年小鼠衰老症状明显减轻(失明,毛色变黄和驼背),这说明p53在衰老中发挥着重要作用。这些研究为我们理解衰老以及进一步开展衰老机制的研究提供新思路。     

P15INK4B高表达对人黑色素瘤细胞G1/S进程的阻滞及与MAPK信号相关性之初探

利用TdR-N_2O同步法分别获得P15高表达的MLIK6和表达空载体的MLC2的M期细胞和G_1期细胞,~3H-TdR掺入结果显示,与对照组细胞MLC2相比,实验组细胞MLIK6从G_1期进入S期时间延长2h,并且掺入强度明显减弱,DNA合成被抑制。进一步观察了P15~(INK4B)对G_1/S相关调控蛋白的影响,在M期细胞释放8h(晚G_1期细胞)后,与对照组MLC2细胞相比,实验组MLIK6细胞中CyclinD1,CyclinE,Cdk4,C-Myc蛋白水平均降低。相反,P27~(KIP1)的表达却上升。同时探讨了MAPK信号在P15~(INK4B)阻抑A375细胞G_1/S转换中的作用与相关性,结果显示晚G_1期的MLIK6细胞中ERK1,ERK2水平变化不大,而具有活性的P-ERK1和P-ERK2均表现出下降。上述实验表明,P15~(INK4B)可能通过作用于G_1期相关的周期调节蛋白和抑制ERK1和ERK2活性,阻滞G_1/S转换与抑制DNA合成。