中心体蛋白Centlein的敲除促进细胞周期进程

中心体是大部分动物细胞的微管组织中心,它确保了有序的细胞周期进程以及染色体的精确分离,我们之前报道了中心体蛋白Centlein作为一个分子连接,与C-Nap1和Cep68一起形成复合物维持中心体的连接. 然而,关于Centlein的其他功能我们还知之甚少. 在本研究中,建立了Centlein的敲除细胞系,并且运用RNA-seq技术分析了敲除细胞系和正常野生型细胞系之间转录水平的差异. 发现Centlein敲除细胞系中细胞周期相关基因PLK1、CCNB1、CCNA2和CDC20的表达量上调,流式结果又表明Centlein的敲除促进了细胞周期进程. 同时发现Centlein与PLK1之间存在细胞内相互作用,于是我们提出了Centlein通过与PLK1的作用参与细胞周期进程.     

特异小干扰RNA敲除PLK1基因的表达

为研究特异小干扰RNA（siRNA）作用于大肠癌细胞株SW480中PLK1 (Polo-like kinase 1)基因表达的mRNA对该细胞分裂生长的影响,设计了对应于PLK1基因表达mRNA不同位点的10种特异siRNA,经化学合成后,用脂质体转染SW480细胞,实时定量PCR检测PLK1基因的表达,观察不同的siRNA作用强度,并计数细胞了解相应细胞的生长情况,western-blot观察PLK1表达蛋白的变化和流式细胞计数分析细胞周期改变。发现10种siRNA均可敲除PLK1基因表达的20 %以上,其中P1、P4和P9 3组敲除mRNA达80 ％以上,这3种siRNA及其混合物对PLK1基因mRNA的作用具有相应浓度效应,在25 nmol/L时达到最佳作用效果,而且相同浓度的混合物作用效果更好（超过95%）,PLK1表达蛋白质明显降低,细胞周期在G2期受到阻碍。72 h后的各种siRNA浓度下细胞生长变化与PLK1基因的mRNA水平变化相一致。结果表明化学合成的特异siRNA对SW480细胞中PLK1基因表达具有消除作用,混合物作用更强,在细胞水平上抑制了SW480细胞的分裂生长。     

Polo样激酶1功能及其在肿瘤靶向治疗中的应用

Polo样激酶1(polo-like kinase1,PLK1)是一种广泛存在于真核细胞中的丝/苏氨酸激酶,在细胞周期调控中发挥关键的作用。其主要功能包括参与激活cyclin B/CDK1复合体,协助中心体的功能成熟,活化细胞分裂后期促进复合物(anaphase promoting complex,APC),促进染色体正常分离、分配和调控胞质分裂等。现已发现PLK1在多种肿瘤中表达增高并与某些肿瘤的预后密切相关。利用反义寡核苷酸、RNA干扰技术和化学合成PLK1小分子抑制剂等方法阻断PLK1的表达或降低其激酶活性,能够有效抑制肿瘤细胞的增殖并介导肿瘤细胞的凋亡,但对正常细胞没有明显影响,因此PLK1在肿瘤靶向治疗中具有重要的应用前景。     

Bora在细胞功能调控中的作用和机制研究进展

Aurora蛋白激酶A及Polo样蛋白激酶1（PLK在）作为重要的细胞周期调节蛋白可参与调控纺锤体组装、有丝分裂等细胞进程,但其激活机制及在有丝分裂中的作用机制仍然不是很清楚。Bora作为Aurora蛋白激酶A的结合蛋白,在果蝇和脊椎动物中功能高度保守,其主要通过结合Aurora蛋白激酶A从而调节Aurora蛋白激酶A的活性、促进PLK1的磷酸化、调节纺锤体的组装以及调控细胞周期进程等。随着对Bora研究的深入,人们对AuroraA和PLK1的激活机制以及Bora、Aurora蛋白激酶A、PLK1三者对细胞的调控也有了进一步的认识。主要综述Bora在细胞功能调控中的作用和研究机制。     

PLK1是DNA内切酶CtIP的新相互作用蛋白

CtIP是DNA双链断裂修复中的关键蛋白之一,它能够促进断裂DNA末端切割,并且是一种已知的抑癌基因,与许多参与癌变过程的蛋白质如BRCA1,Rb等相互作用。为了更好地理解CtIP的分子网络,我们用在线工具PrePPI预测CtIP相互作用蛋白,发现PLK1是新的CtIP相互作用蛋白。PLK1在有丝分裂和癌症进展中发挥重要作用。我们进一步通过免疫沉淀法验证了它们的相互作用。 结果显示PLK1与CtIP有较强相互作用。此外,还采用Frodock 2.0工具对接CtIP和PLK1之间的蛋白质相互作用。最后,免疫沉淀测定和免疫荧光染色结果显示这两种蛋白质之间的相互作用与DNA损伤相关。基于这些结果,我们提出CtIP-PLK1相互作用可能在DNA损伤反应以及其他生物过程中发挥重要作用。     

3-MA增强鼻咽癌细胞对Polo样激酶抑制剂敏感性的机制研究

鼻咽癌高发于东南亚地区及中国南部省份,在鼻咽癌晚期治疗中细胞周期类化疗药物多有应用, Polo样激酶抑制剂是一类新型的具有一定应用前景的细胞周期类化疗药物。该研究以鼻咽癌细胞5-8F、6-10B为模型对Polo样激酶1(Polo like kinase 1, PLK1)抑制剂的应用进行初步探索,通过Cell Counting Kit-8实验、流式细胞术发现PLK1抑制剂GW843682X、BI2536与选择性磷酸肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase, PI3K)抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine, 3-MA)联合使用可显著增强PLK1抑制剂对鼻咽癌细胞的增殖抑制,并诱导更多的鼻咽癌细胞死亡;综合细胞周期及凋亡蛋白的检测结果,认为3-MA可通过促进细胞周期蛋白依赖性激酶1/周期蛋白B1(cyclindependent kinase 1/cyclin B1, CDK1/Cyclin B1)复合物的激活增强Polo样激酶抑制剂对鼻咽癌细胞的杀伤能力。综上所述, 3-MA可作为PLK1抑制类药物的增敏剂,增强其对鼻咽癌细胞的抑制效果,该研究为相关药...     

靶向miRNA前体不同类型sgRNA的丰度及特异性评估

CRISPR/Cas技术能高效进行基因组定点编辑,但不同细菌来源或人工改造的Cas9以及Cpf1等核酸酶识别的PAM (protospacer adjacent motif)有差异,因此不同的基因编辑核酸酶可能采用不同类型的sgRNAs(small guide RNAs)。MicroRNAs (miRNAs)是一类调控性的小分子非编码RNAs,为了研究miRNA前体中是否可能存在特异性高的sgRNAs靶点,本文利用本课题组前期开发的生物信息学软件CRISPR-offinder,对靶向28 645条miRNA前体的11种不同类型sgRNA的丰度及特异性进行了分析,并利用CRISPR/Cas9慢病毒技术构建了猪miR-302/367基因簇敲除细胞系,对构建的猪miRNA敲除细胞系的效率进行了检测。结果表明,每个miRNA前体中平均存在约8种不同类型sgRNA的靶点;通过评估靶向猪miRNA前体sgRNA的脱靶效应,发现其中特异性高的sgRNA仅占18.2%;通过CRISPR/Cas9慢病毒技术成功构建了猪miR-302/367基因簇敲除细胞系,发现通过该技术构建miRNA敲除细胞系的效率为40%。本研究为利用CRISPR/Cas技术靶向敲除miRNA提供了重要资源。     

细胞周期监控点蛋白Rad9与非同源末端连接修复蛋白Ku70的相互作用研究（英文）

Rad9是一种重要的细胞周期监控点调控蛋白.越来越多的证据显示,Rad9也可与多种DNA损伤修复通路中的蛋白质相互作用,并调节其功能,在DNA损伤修复中发挥重要作用.非同源末端连接修复是DNA双链断裂的一条重要修复途径.Ku70、Ku80和DNA依赖的蛋白激酶催化亚基(DNA-PKcs)共同组成DNA依赖的蛋白激酶复合物(DNA-PK),在非同源末端修复连接中起重要作用.本研究中,检测到Rad9与Ku70有直接的物理相互作用和功能相互作用.我们在不同的细胞模型中发现,Rad9基因敲除、Rad9蛋白去除或Rad9表达降低会导致非同源末端连接效率明显下降.已有的研究表明,DNA损伤可导致细胞中Ku70与染色质结合增加及DNA-PKcs激酶活性增强.我们的结果显示,与野生小鼠细胞相比,Rad9基因敲除的小鼠细胞中, DNA损伤诱导的上述效应均减弱.综上所述,我们的研究首次报道了Rad9与非同源末端连接修复蛋白Ku70间有相互作用,并提示Rad9可通过调节Ku70/Ku80/DNA-PKcs复合物功能参与非同源末端连接修复.     

PLK1 与妇科肿瘤的研究进展

人类肿瘤生成过程由很多复杂环节组成,其主要现象表现为细胞分裂增殖的失调控生长。细胞分裂都必须按照正常细胞程序的每一个步骤进行才能保证机体的正常运转,细胞周期依赖分子PLK1是调节正常细胞有丝分裂、胞质分裂,以及对DNA受损伤后进行一系列反应调节的重要因子。它在细胞周期中的作用已有多位学者共同认识,当细胞失调控时检测到PLK1存在过量的表达,同时大量研究表明,人类PLK1基因不仅在多种已发现的恶性肿瘤中有此现象,而且在一些肿瘤中,它关系到这些肿瘤的发生发展及预后,被认为其可能成为一种新的肿瘤标志物,还可作为肿瘤定向分子靶向治疗中的一个有效目的基因的靶点,并且近年来对PLK1在肿瘤基因蛋白靶向治疗方面的药物研究开发已经成为学者研究的一个热点方向,该文对近年来PLK1在肿瘤生成中的作用,特别是其与妇科肿瘤关系方面的一些研究进展予以以下阐述。     

PLK1基因沉默抑制HeLa细胞凋亡

以高表达Polo样激酶1（Polo-like kinase 1,PLK1）的宫颈癌细胞系HeLa细胞为模型,观察针对PLK1基因的短发夹状RNA（short hairpin RNA,shRNA）对其凋亡和增殖的影响.设计并合成了针对PLK1的shRNA,将其导入构建的携带增强型绿色荧光蛋白（EGFP）的RNAi（RNA interference）表达载体中.通过 RT-PCR和Western 印迹分别检测HeLa细胞PLK1基因和蛋白水平的表达,以流式细胞仪和PI-Hochest双染法测细胞凋亡,MTT法检测细胞的增殖水平.成功构建了携带EGFP的RNAi表达载体pEGFP-H1.转染shRNA后,HeLa细胞PLK1的表达降低至30%.与对照组和空载体转染组相比,shRNA转染组的HeLa细胞凋亡率明显增加,其增殖活性则明显降低.本课题构建的RNAi表达载体便于观察靶基因的转染情况,且不影响H1启动子的体内转录.PLK1的基因沉默能明显增加HeLa细胞的凋亡,抑制该细胞的增殖,有可能为未来肿瘤的治疗找到新的靶点和有效途径.     

TFCP2L1在子宫内膜癌细胞增殖及侵袭中的作用

摘要 目的：研究人子宫内膜癌中TFCP2L1的表达情况以及分析TFCP2L1对子宫内膜癌细胞增殖及迁移能力的影响。方法：（1）通过TCGA 及GTEx数据库分析子宫内膜癌中TFCP2L1的表达水平及患者生存期。采用Western blot验证正常子宫内膜上皮细胞与多种子宫内膜癌细胞系中TFCP2L1的表达情况。（2）使用CRISPR-Cas9技术敲除Ishikawa细胞系的TFCP2L1,并用流式分选技术筛选单个细胞进行培养,形成单克隆细胞系,以此来研究TFCP2L1对子宫内膜癌的细胞周期和细胞增殖的影响。通过 Western blot 及细胞免疫荧光检测细胞周期相关蛋白的表达,检测细胞增殖情况,采用平板克隆实验及CCK8实验。（3）通过Transwell小室及划痕实验对侵袭和转移能力进行检测。结果：TCGA 及GTEx数据库分析发现TFCP2L1在子宫内膜癌中高表达且与肿瘤患者预后不良相关。敲除TFCP2L1后,Ki67、Cyclin D1 和 Cyclin D2的蛋白水平显著下调,CCK8及平板克隆实验结果表明,敲除TFCP2L1能够显著降低子宫内膜癌细胞的增殖能力。划痕实验及Transwell侵袭实验结果表明敲除TFCP2L1的子宫内膜癌细胞侵袭迁移能力均减弱。结论：本研究证明了TFCP21L1是子宫内膜癌的促癌因子。TFCP2L1的高表达可能与子宫内膜癌预后不良相关。敲除TFCP2L1可以抑制子宫内膜癌的侵袭和转移。     

调控胞质分裂的中心体相关蛋白Cep55

中心体是哺乳动物细胞内的微管组织中心,参与纺锤体的装配,因此在胞质分裂中起重要调控作用。最新发现的中心体相关蛋白Cep55(centrosomal protein,55kD)属于卷曲螺旋(coiled-coil)蛋白质家族成员,其基因定位于人染色体10q23.33。该蛋白质在多种正常组织及肿瘤细胞中均有表达,与细胞周期中的中心体和中间体偶联,被Erk2、Cdk1及Plk1共同磷酸化后发挥细胞周期调控作用。其研究对细胞周期的调控及对肿瘤发生的认识将产生极其重要的意义。     

利用CRISPR/Cas9技术对miRNA-125a进行基因编辑的实验研究

近年来, CRISPR/Cas9技术被迅速应用于生物学研究的各个领域。miRNA-125a已被证实与生殖密切相关,研究者在自然流产的患者中发现了异常的miRNA-125a。该研究利用CRISPR/Cas9技术在人绒毛膜滋养层细胞HTR8-S/Vneo中对miRNA-125a进行了定点编辑。对于定点敲除,我们首先在pX458表达载体的基础上额外引入一组启动子和sgRNA骨架序列用于片段敲除,此后分别设计用于单点敲除和片段敲除的sgRNA进行表达载体的构建,表达载体转染HTR8细胞后通过流式分选和T7EI酶切鉴定阳性单克隆;对于定点敲入,我们在体外构建供体载体,与CRISPR表达载体共转染HTR8细胞,通过流式分选和PCR鉴定阳性单克隆。DNA测序结果显示,敲除及敲入阳性单克隆细胞系在指定区域的碱基序列发生了改变; RT-qPCR结果显示,阳性单克隆细胞系中mi RNA-125a-5p和mi RNA-125a-3p的表达量较野生型也发生了相应变化;体外实验还显示, miRNA-125a有抑制HTR8-S/Vneo细胞系增殖及迁移的功能。研究证实, CRISPR/Cas9技术在细胞系中编辑mi RNAs是有效可行的,且对于miRNA-125a的定点敲除,片段敲除的效果要好于单点敲除。     

中心体异常和肿瘤

中心体是紧靠细胞核的小体积细胞器,由中心粒和中心粒外周基质(PCM)组成.中心体的蛋白质组成、形态、大小和位置随细胞周期不断发生变化.中心体复制过程与细胞核内其他事件相耦合,并与DNA复制一样,以半保留方式复制.现已发现了许多中心体蛋白及与中心体复制相关的蛋白激酶,调控着中心体复制的各个步骤.中心体复制还受p53,Rb,p21,Gadd45和Brca1/2等多个负性基因调节,中心体异常与基因组不稳定性存在相关性,并有可能与肿瘤发生过程相关.     

基于CRISPR/Cas9技术敲除SAMHD1肝癌细胞系的构建及对增殖的影响

运用CRISPR/Cas9基因编辑技术,建立SAMHD1基因敲除的Huh7细胞系,并检测敲除SAMHD1基因后对人肝癌细胞Huh7细胞增殖的影响.针对SAMHD1基因作用的功能区域,设计靶向SAMHD1的小向导sgRNA(Small Guide RNA).构建lentiCRISPRv2-SAMHDl-gRNA重组质粒转化后测序.筛选稳定敲除SAMHD1的稳定细胞系并测序鉴定.采用克隆形成实验分析基因SAMHD1敲除后肝癌细胞Huh7细胞的增殖能力.测序结果显示lentiCRISPRv2-SAMHDl-gRNA载体构建成功.Western blot结果和测序结果表明成功构建敲除SAMHD1的Huh7稳定细胞系.克隆形成实验结果表明,相对于Huh7-WT细胞,Huh7-KO SA-MHD1的细胞增殖能力增强(P＜0.01).成功构建基于CRISPR/Cas9技术敲除SAMHD1基因的Huh7细胞系,SAMHD1的表达缺失促进肝癌细胞的增殖.     

Ndrg2基因表达对胃癌细胞增殖调控及其机理的研究

为研究Ndrg2基因在人类肿瘤发生发展中的作用,以不表达Ndrg2基因的胃癌细胞系HGC-27和表达Ndrg2基因的胃癌细胞系SGC-7901作为对比材料,以Ndrg2基因转染HGC-27胃癌细胞系,以及用Ndrg2的反义寡核苷酸封闭SGC-7901胃癌细胞系中Ndrg2基因的表达.发现Ndrg2可以抑制HGC-27胃癌细胞的软琼脂集落形成,有一定诱导细胞凋亡的作用,对细胞周期蛋白E的表达有明显下调作用.当封闭了SGC-7901胃癌细胞中Ndrg2基因表达的软琼脂集落形成受到抑制,流式细胞仪检测发现此时的SGC-7901细胞周期被阻滞在G1期,细胞周期蛋白D1和E表达下调.Ndrg2基因对两种肿瘤细胞中的细胞外信号调节激酶(ERK)和P38的表达也有不同的影响.     

PLK3在前列腺癌细胞中的表达与定位

据报道,Polo样蛋白激酶3(polo-like kinase 3,PLK3)具有促进前列腺癌细胞的生长增殖及迁移能力。本研究旨在构建pCDNA3-FLAG-PLK3真核表达质粒,初步探究其在前列腺癌细胞系内的表达与定位,并检测前列腺癌细胞系中的内源PLK3蛋白水平。根据PLK3蛋白的编码序列设计合成PLK3蛋白编码序列的引物,以含有PLK3蛋白编码序列的质粒作为模板,并通过PCR扩增目的片段,再用限制性内切酶EcoRⅠ和XhoⅠ进行双酶切、连接并转化后,挑取单克隆菌落扩增并提取质粒,进行双酶切鉴定以及测序比对。将序列比对正确的重组质粒转染至CWR22Rv1及LNCaP细胞中,利用Western Blot实验检测重组质粒在CWR22Rv1和LNCaP细胞中的表达;以免疫荧光染色实验检测外源的FLAG-PLK3蛋白在细胞中的定位。此外,利用Western Blot实验检测了在五种前列腺癌细胞系中内源PLK3蛋白水平。本研究经过以上实验构建出了FLAG-PLK3真核表达质粒,并且验证其能够在前列腺癌细胞中表达;通过免疫荧光确定FLAG-PLK3蛋白在细胞中主要分布在细胞膜中,少量分布在细胞...     

Lefty1对小鼠胚胎干细胞分化过程的影响

目的:研究Lefty1在小鼠胚胎干细胞分化过程中的作用。方法:根据染色质免疫沉淀测序结果,在临近Lefty1转录起始位点以及与之相距10 kb的上游区域有TGF-β信号通路Smad2/3蛋白的四个结合区域,通过CRISPR/Cas9方法获得四个区域敲除的单克隆细胞,利用荧光实时定量PCR(qRT-PCR)检测各细胞中Lefty1的转录水平,并用TGF-β信号通路的激活剂AC和抑制剂SB分别处理敲除的细胞,检测其对TGF-β信号的响应,最后通过胚状体形成实验,检测敲除细胞系在中内胚层分化过程中的标志分子Gsc和Mixl1的表达。结果:利用CRISPR/Cas9方法成功获得不同区域敲除的单克隆细胞,与野生型E14细胞相比,四种区域敲除的细胞中Lefty1 RNA含量明显降低,并且在干细胞状态和分化状态下,敲除细胞系对TGF-β信号的响应减弱。在胚状体形成的实验中,与野生型E14细胞相比,敲除细胞系在分化过程中Lefty1表达的基础水平明显降低,中内胚层分化的标志分子Gsc和Mixl1转录水平也明显下降。结论:在胚胎干细胞中,Lefty1转录起始位点附近以及上游10 kb的这四段区域通过TGF-β信号通路对Lefty1的转录发挥调控作用,从而影响中内胚层分化过程中的标志分子Gsc和Mixl1的表达。     

细胞周期监控点蛋白Rad9与非同源末端连接修复蛋白Ku70的相互作用研究

Rad9是一种重要的细胞周期监控点调控蛋白．越来越多的证据显示,Rad9也可与多种DNA损伤修复通路中的蛋白质相互作用,并调节其功能,在DNA损伤修复中发挥重要作用．非同源末端连接修复是DNA双链断裂的一条重要修复途径．Ku70、Ku80和DNA依赖的蛋白激酶催化亚基(DNA-PKcs)共同组成DNA依赖的蛋白激酶复合物(DNA-PK),在非同源末端修复连接中起重要作用．本研究中,检测到Rad9与Ku70有直接的物理相互作用和功能相互作用．我们在不同的细胞模型中发现,Rad9基因敲除、Rad9蛋白去除或Rad9表达降低会导致非同源末端连接效率明显下降．已有的研究表明,DNA损伤可导致细胞中Ku70与染色质结合增加及DNA-PKcs激酶活性增强．我们的结果显示,与野生小鼠细胞相比,Rad9基因敲除的小鼠细胞中, DNA损伤诱导的上述效应均减弱．综上所述,我们的研究首次报道了Rad9与非同源末端连接修复蛋白Ku70间有相互作用,并提示Rad9可通过调节Ku70/Ku80/DNA-PKcs复合物功能参与非同源末端连接修复．     

时钟节律与细胞周期

昼夜节律和细胞周期是生命有机体中两种主要的节律性、周期性的活动,参与机体代谢与生理节律．在分子水平上,它们的周期性活动是由一种周期性振荡的网络构成的,这种网络由一系列节律性表达的蛋白所形成．研究发现,多种节律因子通过调节周期蛋白的表达影响细胞周期进程,如G ₁-S期,REV-ERBa抑制p21促进细胞进程,RORα激活p21抑制细胞进程,DEC1抑制cyclinD1,CLOCK/BMAL1负调控c-Myc;G ₂-M期,BMAL1/CLOCK、BMAL1/NPAS2或Cry1作用于Wee1抑制或激活G_2-M期进程．此外,昼夜节律钟蛋白也参与了DNA损伤修复及细胞死亡的过程：Per1、Tim分别作用于ATM、ATR,因而促进细胞周期停滞,p53缺失的细胞中敲除Cry促进细胞凋亡过程,抑制了肿瘤的形成,DEC1以p53依赖的方式促细胞衰老等．同时,节律因子的紊乱引起多种疾病的产生．因此,阐明昼夜节律对细胞周期及死亡的影响,将为肿瘤的治疗提供分子理论基础．