酿酒酵母Cdk1抑制蛋白的研究进展

细胞周期蛋白依赖性激酶1(cyclin-dependent kinase 1,Cdk1)是真核生物细胞周期调控的核心,也是维持基因组稳定性的重要激酶,其活性受到严格调控.CDK抑制蛋白(cyclin-dependent kinase inhibitor,CKI)是调节其活性的一类关键负调控因子,CKI功能失活导致细胞不受控制地增殖,促进癌症的发生发展.酿酒酵母作为细胞周期研究的重要模式生物,在揭示CDK活性调控机制中发挥着重要作用.酿酒酵母中已发现的Cdk1抑制蛋白CKI包括Far1、Sic1以及最近鉴定的Cip1蛋白.这三个CKI蛋白在不同细胞时期中,通过抑制Cdk1活性调控细胞周期的进程.此外,CKI还在应对环境胁迫,保持基因组稳定性中发挥重要作用.本文对酿酒酵母Cdk1抑制蛋白CKI的研究进展,尤其是CKI在细胞周期运转及胁迫应答中的作用做出综述,以期为细胞周期及癌症的基础研究提供模式依据.     

Cdk5与学习和记忆的研究进展

越来越多的证据表明,Cdk5通过与大量蛋白相互作用而在学习和记忆过程中发挥重要作用。近来,关于Cdk5的研究结果不仅证实其参与药物成瘾过程中细胞间的通路改变,且其活性与一些神经退行性疾病的发生有关。本文就Cdk5对学习和记忆的影响及其相关机制的研究进展予以综述。     

Cdk5, a therapeutic target for Alzheimer's disease?

Alzheimer's disease (AD) represents the leading cause for senile dementia affecting more than 4 million people worldwide. AD patients display a triad of pathological features including brain atrophy caused by neuronal loss, beta-amyloid plaque and neurofibrillary tangles. We previously show that Cyclin-dependent kinase 5 (Cdk5) is deregulated in AD brains and may contribute to the pathogenesis of AD. In AD brains, a calpain cleavage product of its physiological regulator p35, p25 is elevated. p25 causes prolonged activation of Cdk5 and alteration of its substrate specificity. The implications of p25/Cdk5 in neurotoxicity, beta-amyloid plaque and neurofibrillary tangle pathology will be discussed.     

Cdk1: unsung hero of S phase?

Cdk2 has been viewed as a key cell cycle regulator that is essential for S phase progression. The recent discovery that Cdk2 is not required for cell proliferation in mice now shows that other factors must be able to replace Cdk2 in stimulating DNA replication. Experiments performed in Xenopus egg extracts identify the mitotic protein kinases Cdk1/Cyclin B and Cdk1/Cyclin A as likely candidates. These observations raise the intriguing possibility that Cdk1 normally participates in genome duplication in wild type cells.     

Cdk6在维持ES细胞自我更新中的作用

细胞周期蛋白依赖性激酶6（cyclin dependent kinase 6,Cdk6）对胚胎早期发育有着重要的作用.然而,它在胚胎干（embryonic stem,ES）细胞中的生物学功能仍不清楚.在该研究中,我们运用RNA干扰技术和基因表达分析方法探索了Cdk6在小鼠胚胎干细胞中的功能及分子机制.结果表明：Cdk6的表达水平与小鼠ES细胞的自我更新密切相关.首先,维甲酸（RA）处理和白血病抑制因子（LIF）去除实验显示 ,随着ES细胞的分化,Cdk6的表达水平明显降低.更为重要的是,RNA干扰介导的Cdk6表达抑制导致ES细胞自我更新相关基因的显著下调,同时伴随细胞分化基因的表达激活,提示Cdk6对维持ES细胞自我更新至关重要.     

Cdk2apl在不同性别鸡胚中的表达

因有表达但在雌性胚胎对应部位却基本没有表达.鉴于该基因在雌雄鸡胚中的差异表达,推测cdk2apl基因在鸡胚性别分化及性腺发育过程中起一定调节作用.     

Cdk2ap1在不同性别鸡胚中的表达

为研究通过抑制消减杂交筛选出的cdk2ap1基因在鸡胚胎发育过程中的表达, 设计cdk2ap1引物并通过 RT-PCR扩增cdk2ap1基因片段, 构建cdk2ap1/pGEM-T重组质粒。以构建的重组质粒为模板, 使用Sp6和T7 RNA聚合酶合成地高辛(dig )标记的正、反义RNA探针, 借助胚胎整体原位杂交技术研究了cdk2ap1在雌雄鸡胚中的表达。结果表明cdk2ap1基因在4.0 d两性胚胎的脑间质、菱脑、听囊、脊神经管、前肢等部位均有表达, 且在雄性鸡胚中的表达量高于雌性; 在雄性鸡胚的生殖脊、后肢部位中该基因有表达但在雌性胚胎对应部位却基本没有表达。鉴于该基因在雌雄鸡胚中的差异表达, 推测cdk2ap1基因在鸡胚性别分化及性腺发育过程中起一定调节作用。     

Cdk5在可卡因诱导的药物成瘾中的作用

细胞周期素依赖性蛋白激酶5(cyclin dependent kinase-5,Cdk5)是细胞周期素蛋白激酶之一,具有很多磷酸化底物,其激动剂p35和p39特异存在于神经系统(CNS)。因此,Cdk5在神经系统中的功能尤为突出,成为神经科学研究热点。目前研究较多的是Cdk5在可卡因诱导的药物成瘾中的作用。在可卡因所致药物成瘾过程中,多巴胺系统,ΔFosB,神经元突触可塑性等发挥重要作用。Cdk5与这些分子相互作用,所以,Cdk5与可卡因诱导所致药物成瘾密切相关。阐明其与药物成瘾的联系,探索新的以Cdk5为靶向的药物,将可能成为成瘾治疗的有效手段。综述了在可卡因诱导的药物成瘾中Cdk5作用,以及Cdk5与相关的信号转导分子之间的相互调节。     

Cdk1 and BRCA1 target γ-tubulin to microtubule domains

DNA damage is a critical event that requires an appropriate cellular response. This is mediated by checkpoint proteins such as Cdk1 that controls S/G2 and G2/M transition. Cdk1 is required for BRCA1 transport to DNA damage sites inside the nucleus where BRCA1 functions as a scaffold to initiate a signaling cascade. BRCA1 is a multifunctional protein that also ubiquitinates γ-tubulin and, consequently, inhibits microtubule nucleation at the centrosome. Here, we report that γ-tubulin also localizes at confined areas in the microtubule network. Nocodazole-mediated microtubule depolymeration results in disappearance of this γ-tubulin fraction, while microtubule stabilization by taxol preserves this structure. Surprisingly, overexpression of Cdk1 or BRCA1 greatly expands the γ-tubulin coating of microtubules, suggesting that the microtubule-bound γ-tubulin is involved in DNA damage response. This is in accordance with numerous reports of microtubule-associated DNA damage proteins, such as p53, that are transported to the nucleus when DNA damage occurs. γ-Tubulin itself has been reported to form complexes with DNA repair proteins in the nucleus.     

血管平滑肌细胞增殖与Cdk抑制蛋白p27的表达

ｐ２７蛋白是细胞周期素依赖性激酶（Ｃｄｋ）抑制蛋白家族中的一种,主要对外部促进或抑制细胞增殖的信号起反应。本研究应用流式细胞仪（ＦＣＭ）双标记的方法观察血管紧张素Ⅱ（ＡｎｇⅡ）、血管加压素（ＡＶＰ）和血小板源生长因子（ＰＤＧＦ）对血管平滑肌细胞（ＶＳＭＣｓ）细胞周期百分比和ｐ２７蛋白表达量的影响。静止状态培养的ＶＳＭＣｓ加入ＡｎｇⅡ,ＡＶＰ,ＰＤＧＦＢＢ后,在不同时间收集细胞,用碘化丙啶（ＰＩ）标记细胞ＤＮＡ,以确定细胞所处的周期。用ｐ２７蛋白的单抗和标记了ＦＩＴＣ的二抗标记细胞,通过流式细胞仪测定被激发出的荧光量来确定细胞ｐ２７蛋白表达的相对量。结果显示,ＡｎｇⅡ刺激ＶＳＭＣｓ增生,其蛋白含量增加了４３６％（Ｐ＜００１）,但不抑制ｐ２７蛋白的表达;ＡＶＰ可轻度抑制ｐ２７的表达,有轻度促进ＶＳＭＣｓ增殖和增生的作用（Ｐ＜００５）;ＰＤＧＦ明显抑制ｐ２７的表达,引起细胞增殖。本研究结果提示,ｐ２７蛋白抑制ＶＳＭＣｓ通过Ｇ１期进入Ｓ期,是抑制ＶＳＭＣｓ增殖的重要调节因子。     

Cdk2蛋白和CyclinE在胆管细胞癌中的表达及临床意义

目的:探讨细胞周期蛋白依赖性激酶2(Cdk2)和细胞周期蛋白E(CyclinE)在胆管细胞癌中的表达及临床意义.方法:收集武汉大学人民医院病理科2002-2008年胆管细胞癌存档蜡块40例,其中男性20例,女性20例.另取胆管细胞癌周围正常组织5例作对照.采用免疫组织化学方法检测各组中Cdk2蛋白和CyclinE的表达,利用HPIAS-2000图像分析系统测定各组中Cdk2蛋白和CyclinE表达的平均光密度和平均阳性面积率.结果:胆管细胞癌中Cdk2蛋白和CyclinE呈高表达,对照组中Cdk2蛋白和CyclinE呈低表达,胆管细胞癌组与对照组之间Cdk2蛋白和CyclinE表达的平均光密度及阳性面积率有显著性差异(P＜0.05).结论:Cdk2与CyclinE在胆管细胞癌的发生发展中发挥正性调节因子的作用.     

具核梭杆菌协同Cdk5促进结直肠癌细胞迁移

目的以结直肠癌细胞SW480作为研究载体,分析具核梭杆菌(F.nucleatum)对Cdk5和STAT3途径相关基因及其炎症因子表达的影响,阐明F.nucleatum协同Cdk5促进结直肠癌形成和发展的分子机制。方法以结直肠癌细胞SW480作为研究载体,运用Western Blotting、qPCR、免疫组化和细胞划痕等实验研究F.nucleatum和Cdk5对结直肠癌形成的影响。结果免疫组化结果显示,癌组织Cdk5阳性表达率明显高于癌旁组织(t=8.218,P0.01)。细胞划痕实验结果表明,F.nucleatum菌液作用的结直肠癌细胞迁移率明显高于对照组(24 h:t=5.868,P0.01; 48 h:t=6.941,P0.01)。Western Blotting结果显示,F.nucleatum协同Cdk5可能通过STAT3通路调控结直肠癌细胞凋亡。qPCR结果显示,F.nucleatum菌液作用的结直肠癌细胞的炎症因子表达明显高于对照组(IL-6:t=5.542,P0.05; COX2:t=16.893,P0.01; TNF-α:t=16.963,P0.01; IL-8:t=3.733,P0.01)。结论 F.nucleatum协同Cdk5促进了结直肠癌细胞的迁移。     

细胞周期依赖性激酶4(Cdk4)在肿瘤发生发展中的作用

细胞周期依赖性激酶4(cdk4)是丝氨酸/苏氨酸激酶家族的成员,调控细胞周期G1期的进程.Cdk4与周期蛋白D(cyclin D)结合形成复合物,在G1期的演进中起重要作用,一旦出现失调就可能导致癌症的发生,并且也有一系列的内在和外在的信号调控着这个复合物.Cdk4以及它的调控因子在肿瘤的发生和转移中都显示了重要的作用.     

Cdk5与大鼠脑缺血再灌注损伤时细胞凋亡的关系

目的利用大鼠可逆性大脑中动脉栓塞模型（MCAO）,研究周期素依赖性蛋白激酶5（cyclin dependent kinase5,Cdk5）对视网膜母细胞瘤蛋白（Rb）的磷酸化作用与细胞凋亡的关系。方法线栓法制作大鼠MCAO模型,随机分为再灌注0、3、6、9、24h组。通过免疫组化染色观察缺血侧大脑Cdk5和磷酸化Rb的数量和变化,TUNEL标记法检测凋亡神经元数量和变化,Western blot检测不同再灌注时间Cdk5蛋白水平的表达。结果缺血侧cdk5随再灌注时间增加而增加,24h达到高峰;再灌注6h出现磷酸化的视网膜母细胞瘤蛋白（pRb）,并随再灌注时间增加而增加,24h达到高峰。缺血侧凋亡阳性细胞变化趋势与Cdk5基本一致。缺血侧Cdk5蛋白的表达随再灌注时间增加而增加,缺血对侧无明显变化。结论大鼠局限性脑缺血再灌注损伤可以诱导Cdk5数量和激酶活性增加,通过底物磷酸化作用引起神经细胞凋亡。     

Cdk5/p35激酶与肌动蛋白细胞骨架结合关系的鉴定

Cdk5,一种多功能的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,其活性只有通过结合其神经特异性调节亚基才能被激活.p35是Cdk5的两个主要调节亚基之一.尽管Cdk5/p35激酶可以调控神经细胞中肌动蛋白细胞骨架的动态变化,但直到目前为止Cdk5/p35激酶与肌动蛋白细胞骨架的结合关系仍不是很清楚.现利用几种不同的方法对两者的结合关系进行了初步鉴定.目前的试验结果表明在鼠脑组织中肌动蛋白细胞骨架是Cdk5/p35超大蛋白复合体的一个组分,p35可以直接结合纤维状肌动蛋白,这说明在鼠脑组织或神经细胞中Cdk5很有可能是通过p35结合到肌动蛋白细胞骨架上并进一步调控肌动蛋白细胞骨架的动态活动的.     

Cdk5 behind the wheel: a role in trafficking and transport?

Cdk5, a serine/threonine kinase in the cyclin-dependent kinase (Cdk) family, is an important regulator of neuronal positioning during brain development. Cdk5 might also play a role in synaptogenesis and neurotransmission. Loss of Cdk5 in mice is perinatal lethal, and overactive Cdk5 induces apoptosis in cultured cells, indicating that strict regulation of kinase activity is crucial. Indeed, activity depends on the stability of activating partners, subcellular localization and the phosphorylation state of the enzyme itself. Deregulated kinase activity has been linked to neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease (AD) and amyotrophic lateral sclerosis (ALS). This review focuses on links between Cdk5 activity and components of cytoskeletal, membrane and adhesion systems that allow us to postulate a role for Cdk5 in directing intracellular traffic in neurons.