CDK2在肿瘤中的非细胞周期功能

细胞周期依赖性激酶(Cyclin-dependent kinases,CDKs)是真核生物细胞周期有序驱动的核心调控子,CDK2作为CDK家族成员,调控细胞周期G1-S期和S-G2期的转变.近年来研究表明,CDK2在哺乳动物细胞周期调控中的作用不是必需的,但与肿瘤发生发展密切相关.CDK2参与调节多种致癌信号通路,其含...     

泛素-蛋白酶体降解途径在细胞周期调控中的作用

细胞周期的进程由一系列细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)和CDK活性调节因子驱动。泛素-蛋白酶体对细胞周期调节因子的降解是细胞调控分裂进程的重要手段。CDK活性抑制因子的降解是细胞分裂所必需的,而细胞周期正调控因子的降解则对维持细胞稳态至关重要。本从参与调控的2类泛素连接酶SCF复合物、APC／C复合物的结构和功能的角度阐述了泛素-蛋白酶体降解途径在整个细胞周期调控中的作用和意义。     

细胞周期蛋白与CDI在细胞周期调控中的作用

在细胞周期调控研究中, 对cyclin-CDK在细胞周期调控中作用机制的认识已获得突破性进展. 近几年来, CDK抑制因子(CDIs)家族成员──p16和p21的分离和研究, 表明细胞周期蛋白(cyclin)与CDI在调节CDK活性方面形成了极为复杂的调控网络, 从而控制细胞的增殖与分化, 并与肿瘤的形成与发展相联系.     

细胞周期负调控

调控细胞周期的关键是调节细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶(CDK)的活性。细胞周期蛋白可结合并激活CDK,CDK活性还可通过磷酸化作用调节。因此细胞周期负调控包括以下3点:①细胞周期蛋白降解速度;②CDK磷酸化状态;③CDK抑制蛋白(CKI)。酵母中CKI包括FAR1,p40、PHO81,哺乳动物CKI有p21家族(包括p21、p27)及p16家族(包括p16、p15)。细胞周期负调控与抑癌基因密切相关,是不同抗肿瘤因子作用的共同途径。     

细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶2在单纯疱疹病毒复制中的作用

细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶(CDK)与单纯疱疹病毒(HSV)等多种重要人类疾病病毒的复制密切相关.但具体哪种CDK是病毒复制所必需的还不清楚.本文用不同剂量的HSV-1-KOS株(以下简称HSV)感染CDK2功能缺陷型宿主细胞,结果发现HSV在CDK2功能缺陷型宿主细胞中的复制具有感染剂量依赖性;一步生长曲线分析结果表明其在CDK2功能缺陷型宿主细胞中的复制较在正常细胞延迟3h;感染6h时CDK2活性被诱导,9h时活性最大;CDK2活性增加后HSV-1即进入快速的裂解性复制.提示CDK2可能在HSV复制的启动中起着某种重要作用.     

Cyclin D1与细胞周期调控

细胞周期是细胞生命活动中一个最重要的过程,其关键是G1 期的启动.细胞周期蛋白(Cyclin)、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDKs)和CDK抑制因子(CKIs)是参与钿胞周期调控的主要因子.Cyclin D1是调控细胞周期G1期的关键蛋白,是一个比其他Cyclins更加敏感的指标,对细胞周期调控至关重要.综述Cyclin D1的结构和功能及其在肿瘤组织中的表达特征,初步分析Cyclin D在昆虫细胞周期调控的研究.     

共转染CDK1、CDK2siRNA对肿瘤细胞周期和细胞凋亡的影响

目的研究共转染CDK1、CDK2siRNA同时抑制CDKI、CDK2蛋白表达对肿瘤细胞周期和细胞凋亡的影响,探讨细胞周期主要调控分子在肿瘤细胞凋亡中的作用。方法以人宫颈癌细胞株HeLa细胞为研究对象,用脂质体lipofectamine2000同时转染CDKl和CDK2siRNA。在转染后48、60h收集细胞,用Western印迹检测CDKl、CDK2蛋白的表达,AnnexinV／PI检测转染细胞的凋亡,流式细胞术DNA含量检测分析细胞周期。转染细胞进行瑞氏一姬姆萨染色（Wright—Giemsa）后在显微镜下观察其形态变化i结果共转染CDKl、CDK2siRNA后48和60h,Western印迹结果显示CDKl和CDK2蛋白的表达都同时降低。共转染CDKl、CDK2siRNA后,细胞周期S期和G1／M期比例与对照相比有明显增加;共转染细胞经瑞氏一姬姆萨染色后在显微镜下可见双核或多核细胞增多;AnnexinV／PI检测结果显示共转染CDK1、CDK2siRNA的细胞在48和60h细胞凋亡率与对照相比有显著的升高。结论siRNA干扰导致的CDKI、CDK2表达同时降低不仅导致细胞周期s期和G1／M期的阻滞,也诱导了肿瘤细胞的凋亡。     

CDK16在人类癌症中的作用与机制

细胞周期蛋白依赖性激酶16(cyclin-dependent kinase 16,CDK16)是细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)家族中重要的成员之一,参与了一系列生物学过程,包括调控细胞的周期进程、肿瘤转移、凋亡、代谢和自噬等。CDK16在肿瘤的发生发展中起到重要的调控作用,包括肝癌、乳腺癌、肺癌、肠癌等。因此,CDK16在肿瘤早期诊断、预后、靶向治疗等方面具有巨大的临床应用潜力。本文就CDK16在人类癌症中的作用及机制进行综述,并对靶向CDK16在临床的应用展开讨论。     

CDK1 siRNA干扰在Taxol诱导细胞凋亡中的作用

目的研究转染细胞周期依赖性蛋白激酶1（cyclin．dependent kinase1,CDK1）siRNA、以及转染后进行凋亡刺激对细胞周期和凋亡的影响,探讨CDK1在细胞凋亡中的确切作用,揭示细胞周期与细胞凋亡协调的分子机制。方法以人宫颈癌细胞株HeLa细胞为研究对象,脂质体转染CDK1siRNA,转染后48h加紫杉醇（Tax01）（20μg／m1）刺激凋亡,Western印迹检测CDK1和抗凋亡蛋白BCL2表达,AnnexinV／PI法检测细胞的凋亡,流式细胞仪分析DNA含量检测细胞周期。结果转染CDK1 siRNA后,CDK1蛋白的表达下降,细胞周期G2／M期比例增加,细胞凋亡率与对照相比没有明显升高。只加Taxol刺激12h后细胞凋亡率增加并伴有S期和G2／M期比例增加。转染CDKlsiRNA后再用Taxol刺激,其细胞凋亡率没有明显改变,G2／M期阻滞效应也没有叠加。BCL2蛋白只在加Taxol刺激组表达下降,与CDK1表达减少没有相关性。结论siRNA沉默导致的CDK1表达降低只导致细胞周期G2／M期阻滞,没有引起细胞凋亡;CDK1的表达降低对紫杉醇所诱导的细胞周期阻滞和细胞凋亡效应没有明显影响。     

SCF和APC/C的结构及功能

细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶(cyclin dependent kinases,CDKs)是细胞周期进行的推动力,泛素-蛋白酶体途径(ubiquitin-proteasome pathway,UPP)通过对细胞周期蛋白(cyclin)和CDK抑制物(CDK inhibitors,CKIs)的蛋白质水解作用来实现对CDKs活性的调控。SCF(Skp1-Cul1-F-box protein)和APC/C(anaphase-promoting complex/cyclosome)这两个泛素连接酶复合物参与了很多细胞周期调节因子的泛素化作用。它们参与的蛋白质降解系统的功能失调可能导致细胞增殖紊乱、基因组不稳定和肿瘤的发生。现对这两个泛素连接酶复合物的结构以及它们在细胞周期调控和肿瘤发生机制中的作用进行综述。     

人细胞周期蛋白D1/CDK4基因的真核表达及生物活性鉴定

通过生物工程获得人重组细胞周期蛋白 (cyclinD1 )及细胞周期蛋白激酶CDK4蛋白 ,作为抗癌药物筛选的分子靶点 .从人HL 6 0细胞中获得细胞周期蛋白D1 CDK4基因的cDNA ,先克隆至pGEMT Easy载体上 ,再经重组构建供体质粒pFastBac D1和pFastBac CDK4 .重组供体质粒转化感受态DH1 0Bac细胞 ,挑取确证为白色克隆的菌落振荡培养 ,分离制备高纯度杆粒DNA .以重组病毒适量感染昆虫细胞Tn 5B1 4 ,利用Bac to Bac杆状病毒表达系统在昆虫细胞Tn 5B1 4 (Hi5 )中表达相应的重组蛋白 .应用昆虫杆状病毒表达系统 (Bac to Bac)在昆虫细胞Tn 5B1 4中分别高效表达了人细胞周期蛋白D1和CDK4蛋白 .SDS PAGE分析表明 ,表达量占细胞可溶性蛋白质的 2 0 %左右 ,表达产物经Ni2 + NTA亲和层析纯化后纯度达 85 %以上 .研究表明 ,昆虫细胞表达的细胞周期蛋白D1和CDK4蛋白能促进Rb蛋白的磷酸化 ,具有生物活性 .成功构建了细胞周期蛋白D1及CDK4真核杆状病毒表达载体 ,并且在昆虫细胞中正确表达了具有生物活性的细胞周期蛋白D1及CDK4融合蛋白 .     

‘741杨’D2类细胞周期蛋白基因的克隆及功能鉴定

D类细胞周期蛋白(D-type cyclin,CYCD)调控细胞周期G1/S期转变。CYCD与细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)结合形成CYCD/CDK复合物,被激活的CYCD/CDK复合物通过磷酸化下游细胞周期响应因子调控细胞周期有序进行,进而影响植物的生长发育。该研究以‘741杨’为实验材料,成功鉴定得到1个D2类细胞周期蛋白基因(PtoCYCD2;1)。研究表明:(1)实时定量PCR(qRT-PCR)显示,PtoCYCD2;1基因在根、茎、叶、叶柄、树皮和木质部中均有表达,在叶中的相对表达水平最高。(2)亚细胞定位表明PtoCYCD2;1蛋白定位于细胞核。(3)与野生型(Wild-Type poplar,WT)相比,过表达PtoCYCD2;1基因的‘741杨’出现株高降低,茎直径减小,叶片明显下卷的表型。(4)扫描电镜分析(SEM)显示,转基因杨树叶片的上表皮细胞平均面积变小,细胞数量增多;树脂切片结果显示与WT相比,转基因杨树叶片的栅栏组织和海绵组织的细胞间隙疏松。(5)qRT-PCR结果显示,转基因杨树中细胞周期调控基因CDKA;1、CDKB1;1和CDKB2;1的表达水平显著上调,植物成视网膜细胞瘤相关蛋白1(retinoblastoma-related protein1,RBR1)基因、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子(kip-related protein,KRP)基因的表达水平显著下调。该研究结果为进一步研究木本植物CYCD2基因的功能奠定了基础。     

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.     

细胞周期的调控及在核移植研究中的应用

细胞周期是生命活动中一个最重要的过程.以cyclin、CDK、CKI等细胞周期调控蛋白的相互作用推动着细胞周期时相的进展和时相之间的转变.这一过程受到严密的调控机制所监控.在核移植的研究中,对细胞周期进行调控,使细胞阻滞于某一特定时期有非常重要的意义.     

蛋白激酶C与细胞周期

近年的研究表明,PKC涉及到细胞的周期调节。在酵母细胞和哺乳动物细胞均发现PKC参与细胞周期调控,从而提示PKC可能在进化上是一种保守的细胞周期调节子。一般认为PKC在两个点上对细胞周期起作用,即G1期和G2期到M期的过渡期（G2／M）。在G1期,PKC分别在早G1期和晚G1期作用有所不同,主要作用表现在使细胞停留在G1期的中末阶段,这一过程,主要涉及到抑制肿瘤抑制因子－成视网膜细胞瘤（Rb)蛋白的磷酸化。PKC的主要作用是降低周期素依赖激酶CDK2的活性、降低周期素E和A的表达和增加周期素依赖的周期抑制蛋白p21^WAF1和p27^KIP1的表达;在G2／M期,PKC对细胞周期的调节主要与Cdc2(CDK1)的活性抑制有关。     

沉默Smad4基因表达抑制猪卵巢颗粒细胞增殖并使细胞G_1期阻滞

Smad4是TGF-β/Smad信号通路的核心下游信号分子.为探明Smad4基因对猪卵巢颗粒细胞增殖及细胞周期的影响,采用RNA干扰技术,设计并合成猪Smad4基因的靶向小分子干扰RNA,由LipofectamineTMRNAiMix介导转染体外培养的猪卵巢颗粒细胞.应用实时荧光定量PCR检测Smad4mRNA的干扰效果,应用MTT法、流式细胞术检测细胞增殖和细胞周期的变化,同时应用荧光定量PCR检测转染前后CyclinD1、CyclinB、CyclinA2、CDK1、CDK2、CDK4等周期相关基因的mRNA表达量的变化.实验结果显示,靶向猪Smad4的特异性siRNA序列对Smad4mRNA表达的抑制率为79.85%(P0.01);沉默Smad4可以显著抑制猪卵巢颗粒细胞增殖,并且改变细胞周期分布,G0/G1期细胞比例显著高于各对照组(P0.05),S期细胞比例显著低于各对照组(P0.05),细胞分裂被阻滞;转染36h后CyclinD1、CDK1的mRNA表达量显著低于对照组,CyclinA2、CDK2、CDK4极显著低于对照组,CyclinB差异不显著.综上所述,Smad4是影响猪卵巢颗粒细胞增殖及细胞周期进程的重要基因之一.     

高原鼢鼠肝脏组织细胞周期相关基因的进化和表达

高原鼢鼠Myospalax baileyi是一种世居青藏高原的地下鼠,对严重的低氧环境有很强的适应性。低氧诱导细胞周期G1、G2期阻滞。为了探讨高原鼢鼠适应低氧环境的分子机制,应用生物信息学方法对p53下游细胞周期基因p21、CyclinD1、CyclinE、CDK6、CDK2、14-3-3-σ、Gadd45α、B99和CyclinB1的序列和编码的氨基酸序列进行了进化分析,并以SD大鼠Rattus norvegicus为对照,研究了这些基因在不同海拔(3300 m、2260 m)条件下的表达模式。结果表明:(1)高原鼢鼠细胞周期相关基因的序列与以色列鼹鼠Nannospalax galili同源性最高,达到90%以上;p21、CyclinD1、CyclinE和CyclinB1编码蛋白与以色列鼹鼠存在明显的趋同进化位点;SIFT评估发现,p21和CyclinB1氨基酸序列分别在第27号位点和第105号位点的变异对细胞周期调控功能有显著影响;(2)与低海拔条件相比,在高海拔条件下,高原鼢鼠肝脏组织中与G1期相关的基因p21表达水平显著上升,p21下游基因CyclinD1、CyclinE、CDK6和CDK2表达水平显著下降,而在SD大鼠中没有显著变化;与G2期相关的基因Gadd45α、B99、14-3-3-δ和CyclinB1在高原鼢鼠和SD大鼠中随海拔变化不发生明显变化。在不同海拔条件下,高原鼢鼠肝脏组织中的上述细胞周期相关基因的表达水平均极显著高于SD大鼠(P<0.01)。以上结果提示,高原鼢鼠经过长期的低氧适应,通过上调p21基因的表达抑制下游CyclinD1、CyclinE、CDK6和CDK2基因的表达,导致细胞周期G1期阻滞,从而提供充足的时间进行DNA修复,保证了DNA复制的准确性;同时高原鼢鼠肝脏组织中细胞周期的调控不仅与细胞周期基因的表达水平有关,而且可能与细胞周期因子p21的第27号位点和CyclinB1的第105号位点的变异有关。     

葡萄糖6-磷酸脱氢酶调控细胞周期蛋白E1和细胞周期蛋白依赖性激酶2促进细胞增殖及其在肾透明细胞癌中的预后价值

肾透明细胞癌(clear cell renal cell carcinoma,ccRCC)是一种转移率高、预后差的细胞代谢性疾病,对其有效诊疗及预后分子标志物的研究十分重要。葡萄糖6-磷酸脱氢酶(glucose 6-phosphatedehydrogenase, G6PD)在ccRCC中高表达,并提示患者不良预后,其促进ccRCC细胞增殖的分子机制有待进一步揭示。本研究发现,降低G6PD可抑制细胞周期G₁/S期转化并显著抑制ccRCC细胞增殖。G6PD可在细胞水平调控G₁/S期转化及增殖相关因子Cyclin D1,CDK4,CDK6,Cyclin E1和CDK2基因表达。TCGA数据库分析结果表明,ccRCC 中Cyclin D1,Cyclin E1 和 CDK2的mRNA 水平显著升高,而CDK4表达无明显差异,CDK6表达却显著降低。相关性分析结果显示,G6PD与Cyclin D1呈显著负相关(P<0.0001),G6PD与CDK4,CDK6之间无显著相关性(P>0.05),G6PD与Cyclin E1(P<0.0001)以及CDK2(P<0.05)显著正相关。进一步免疫组化检测结果表明,Cyclin E1和 CDK2在ccRCC肿瘤组织中表达显著升高。生存预后分析结果显示,Cyclin D1高表达提示ccRCC患者整体预后更为良好,CDK4和CDK6表达水平在ccRCC患者总生存率预测中无意义;而Cyclin E1和CDK2高表达均可提示ccRCC患者预后不良。进一步细胞水平检测发现,Cyclin E1、CDK2表达降低可显著逆转G6PD促进ccRCC细胞增殖的能力。综上,与增殖相关因子Cyclin D1,CDK4和CDK6相比,G6PD有可能通过促进Cyclin E1和CDK2表达升高而发挥促进 ccRCC肿瘤细胞增殖的作用,并且这3者的异常高表达有望成为ccRCC患者不良预后的独立生存预测因素。     

CDK2-AP1改变与高频微卫星不稳定肠癌发生的关系

细胞周期素依赖激酶2-相关蛋白1（cyclin—dependent kinase 2-associated protein 1,CDK2-AP1）基因是一个重要的生长抑制基因,主要通过抑制细胞周期素依赖激酶2（cyclin—dependent kinase 2,CDK2）的活性发挥其生长抑制作用。新的研究发现,在结直肠癌患者中,CDK2-AP1的差异表达与微卫星状态相关,其表达缺陷是高频微卫星不稳定（microsatellite instability—high,MSI—H）结直肠癌（colorectal cancer,CRC）恶性转化的一个显著特点,并且参与疾病的发生发展。     

过表达CDK11~(p58)促进人胰腺导管腺癌MIAPaCa-2细胞增殖

CDK11p58属于CDK11/PITSLRE蛋白激酶家族成员,由Cdc2L2编码,是一种重要的细胞周期调控蛋白.为了研究CDK11p58与胰腺癌细胞增殖的关系,我们通过采用脂质体转染真核表达载体及G418筛选的方式,获得了稳定过表达CDK11p58的MIAPaCa-2(人胰腺导管腺癌细胞)单克隆细胞,并通过流式细胞分析、MTT检测及real-time PCR的方法检测了细胞周期、细胞增殖能力及G1/S期相关调控基因的转录水平.结果显示,该单克隆细胞(实验组)与空载体组细胞和空白对照组细胞相比G1期细胞比例明显下降(P0.01),S期细胞比例明显上升(P0.01);细胞增殖能力明显提高(P0.01);cyclin D1、cyclin D3、p21基因mRNA水平较两组对照细胞明显升高(P0.01).提示过表达的CDK11p58通过上调cyclin D1、cyclin D3和p21基因的mRNA水平促进MIAPaCa-2细胞通过细胞增殖的关键限速点G1/S期,加快细胞增殖.