组蛋白去甲基化酶KDM3B结构、功能及其相关疾病研究进展

表观遗传学是研究在DNA序列不变的前提下,其他机制异常引起基因表达改变并可遗传的学科。组蛋白甲基化/去甲基化修饰是表观遗传学的重要调控机制之一,是甲基化酶和去甲基化酶动态相互作用的结果,其中H3K9的甲基化和去甲基化是近年来研究最深入的组蛋白修饰之一。组蛋白去甲基化酶KDM3B包含一个JmjC结构域,并具有固有的H3K9去甲基化活性,能够特异性去除H3K9me1/2甲基化修饰,调控基因转录、DNA损伤修复,参与细胞增殖、细胞凋亡、干细胞干性维持、肿瘤和遗传病发生发展等。该文就组蛋白去甲基化酶KDM3B的结构、作用机制、生物学功能及其成为一个临床研究和治疗的潜在药理学靶点的可能性作一综述。     

重组蛋白KDM4D对水牛成纤维细胞生长及组蛋白甲基化修饰的影响

本研究旨在探讨重组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶4D(lysine K-specific demethylase 4D, KDM4D)对水牛成纤维细胞(buffalo fetal fibroblasts, BFFs)生长及组蛋白甲基化修饰的影响,为提高水牛体细胞重编程效率提供理论基础。首先,使用不同浓度的重组蛋白KDM4D处理BFFs,摸索出最适宜的处理浓度和处理时间。其次,采用实时定量PCR技术和EdU方法检测重组蛋白KDM4D对BFFs增殖凋亡的影响。最后,使用细胞免疫荧光和Western blot对组蛋白H3第9位赖氨酸三甲基化(histone 3 lysine 9 trimethylation, H3K9me3)修饰水平和异染色质蛋白1α(heterochromatin protein 1α,HP1α)基因的表达水平进行检测。结果发现,适宜浓度的重组蛋白KDM4D(0.10μg/mL)处理36 h对BFFs形态无明显影响,可以显著提高细胞活力(P<0.05)。实时定量PCR分析结果显示,与对照组相比,重组蛋白KDM4D可以显著提高细胞周期蛋白依赖性激酶4(cyclin dep...     

组蛋白去甲基化酶KDM7家族在脑疾病中研究进展

组蛋白去甲基化酶KDM7家族包括KDM7A、KDM7B、KDM7C三种蛋白,主要通过去除与转录沉默相关的特定组蛋白赖氨酸甲基化修饰,进而对基因转录发挥调控作用。目前,对KDM7家族的研究主要集中于其在神经分化、肿瘤发生发展等过程中的作用,而对其在脑神经疾病中的作用却知之甚少。本文从该蛋白家族表观遗传调控机制、结构生物学及其在脑神经疾病中的作用等方面进行了综述,以期为研究其在脑神经疾病中的功能机制提供参考,为理解脑神经疾病分子病理机制以及探索基于该机制的有效治疗靶点带来新的启示。     

组蛋白去甲基化酶KDM5A调控H3K4me3参与神经管畸形发生的分子机制

神经管畸形(NTDs)的病因与防治是出生缺陷领域研究的重点,叶酸可以预防神经管畸形但其机制不明。本文借助低叶酸细胞模型和低叶酸NTDs小鼠模型通过染色质免疫共沉淀、Cut&Tag等技术,探讨了组蛋白去甲基化酶lysine demethylase 5A(KDM5A)及其调控的下游组蛋白H3K4me3修饰在叶酸缺乏导致的NTDs发生中的潜在分子机制。结果显示,低叶酸的细胞模型中,qRT-PCR、Western印迹结果显示,KDM5A分子表达明显下降(P<0.05)。作为组蛋白H3K4me3调控的上游关键酶,进一步通过染色质免疫共沉淀ChIP、ChIP-qPCR实验证实,叶酸缺乏下组蛋白H3K4me3在神经发育基因Axin2和Atoh1基因启动子区富集增加(P<0.05)。通过构建KDM5A基因敲除细胞模型,借助Cut&Tag试验证实,KDM5A基因敲除后H3K4me3主要富集在神经发育基因上。最后在低叶酸导致的NTDs小鼠模型的脑组织中,RT-qPCR、Western印迹以及ChIP-qPCR实验显示,E9.5 d的NTDs胎鼠脑组织中KDM5A表达下降(P&l...     

组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶1A在肿瘤发生发展中的作用

组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶1A (Histone lysine-specific demethylase 1A,KDM1A)作为组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶(Histonelysine-specificdemethylase)家族的一员,在信号传导、染色体重构、胚胎发育、造血和糖脂代谢等生物学过程中起着重要的作用。近年来的研究及临床证据表明,KDM1A的表达与肿瘤的发生发展密不可分,通过与不同的复合物结合并介导不同的下游信号通路,对多种肿瘤的生长增殖起着关键的调节作用,例如前列腺癌、乳腺癌、肺癌和肝癌等。在大多数情况下,KDM1A在肿瘤的发生发展中扮演着促癌基因角色。文中结合近年来有关文献,阐述了KDM1A在多种肿瘤发生及发展中的研究进展,总结了其作用机制,并对以KDM1A为靶点的抑癌治疗的应用前景进行了展望。     

组蛋白赖氨酸甲基化在表观遗传调控中的作用

组蛋白赖氨酸的甲基化在表观遗传调控中起着关键作用。组蛋白H3的K4、K9、K27、K36、K79和H4的K20均可被甲基化。组蛋白H3第9位赖氨酸的甲基化与基因的失活相关连; 组蛋白H3第4位赖氨酸和第36位赖氨酸的甲基化与基因的激活相关连; 组蛋白H3第27位赖氨酸的甲基化与同源盒基因沉默、X染色体失活、基因印记等基因沉默现象有关; 组蛋白H3第79位赖氨酸的甲基化与防止基因失活和DNA修复有关。与此同时, 组蛋白的去甲基化也受到更为广泛的关注。 关键词: 组蛋白赖氨酸甲基转移酶; 组蛋白赖氨酸甲基化; 组蛋白去甲基化     

S100A4基因表达在肿瘤转移中的作用

肿瘤转移是细胞恶性的重要标志之一,有许多基因和因子都参与这一过程。对S100A4基因的研究发现,它可参与细胞周期调控、细胞增殖与分化、血管生成、细胞外基质重建等多种生命过程,调控细胞的生长和运动。在某些特定的肿瘤细胞内,它的表达含量的增加可促进肿瘤细胞发生转移,并与癌症的发生具有某些相关性,可能对人类癌症的发生具有预后作用。现就S100A4基因表达与肿瘤转移的关系进行初步的探讨,以期对癌症的临床诊断提供一些参考。     

组蛋白去乙酰化酶11的免疫调控功能及其在免疫相关疾病中的作用研究进展

组蛋白乙酰化是一种重要的表观遗传修饰,受到组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶的动态调节。组蛋白去乙酰化酶11 (histone deacetylases 11, HDAC11)是IV类HDAC的唯一成员,能够催化组蛋白和非组蛋白赖氨酸残基去乙酰化并具有去脂酰化活性。HDAC11与免疫细胞的成熟、分化和功能密切相关,多数研究显示HDAC11通过负调控IL-10和上调促炎细胞因子发挥免疫激活作用,但HDAC11也负调控中性粒细胞和T细胞的功能,发挥免疫抑制作用。最近报道HDAC11在炎症反应、肿瘤免疫、移植免疫、自身免疫疾病中发挥重要作用,是免疫治疗的重要靶点。该文就HDAC11的生物学特性、免疫调控功能、在免疫相关性疾病中的作用及其抑制剂开发的最新研究进展作一综述。     

乳腺癌靶标蛋白KDM5B的表达及纯化

组蛋白修饰是表观遗传重要的调控机制之一,在基因表达调控、异染色质形成等生命过程中起着重要作用。组蛋白去甲基化酶lysine demethylation 5B(KDM5B)是参与组蛋白修饰的一种重要蛋白质,Jumonji C(Jmj C)是其催化结构域,且与乳腺癌密切相关。现以kdm5b基因为模板,通过PCR分别扩增Jumonji N(Jmj N)、Jmj C结构域片段,用5×GS linker连接,插入到原核表达载体pGEX-6p-1,转化至Rosetta(DE3)感受态细胞并表达,重组蛋白经亲和柱GSTrap、分子筛superdexG75和阴离子交换柱Resource Q纯化后,再进行圆二色谱和体外酶活实验。SDS-PAGE、圆二色谱和MALDI-TOF质谱分析结果表明,成功获得纯度较高的重组蛋白,且具有去甲基化的活性。以上结果为进一步基于Jmj C结构域进行小分子抑制剂筛选奠定了基础。     

KDM3A全长及截短质粒构建及其在细胞中的定位探究

赖氨酸去甲基化酶3A(lysine demethylase 3A,KDM3A)是组蛋白去甲基化酶家族成员之一,通过特异性对组蛋白H3K9甲基化进行去甲基化的作用调控基因转录。目前研究证实KDM3A在肝癌、雌激素受体(estrogen receptorα,ERα)阳性乳腺癌及前列腺癌等肿瘤中发挥促癌作用,但其具体作用机制仍有待更深层次的研究。为深入解析KDM3A在各种肿瘤中的作用及其分子机制,本研究利用分子生物学方法构建了KDM3A基因的全长和截短基因表达质粒,酶切鉴定及测序证实KDM3A全长及截短基因的表达质粒构建成功。在此基础上,再将构建成功的上述多种表达质粒分别转染到HEK293细胞和MCF7细胞中,进行Western blotting和免疫荧光共聚焦实验,进一步对各重组表达质粒在培养的哺乳动物细胞中的蛋白表达及蛋白细胞定位进行初步探究。Western blotting结果显示KDM3A全长基因表达的蛋白约147 kD,其他KDM3A截短基因表达的蛋白均对应其特异性的蛋白条带;免疫荧光共聚焦实验结果显示KDM3A全长质粒以及pN1、pN2、p N3、pΔ截短质粒表达的蛋白分布在细胞核,pC1、pC2截短质粒表达的蛋白分布在细胞质,pC3截短质粒表达的蛋白分别分布于细胞核与细胞质。本实验为后续深入研究KDM3A在肿瘤中的作用及分子机制提供了实验基础。     

组蛋白甲基化介导血管平滑肌细胞功能失调在血管疾病中的研究进展

血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells, VSMC)是动脉血管的主要细胞组分之一,其正常形态功能对维持动脉血管发育、舒缩及损伤修复具有重要意义。反之,VSMC在病理状态下的异常活化、表型转换或过度死亡亦会导致动脉结构受损。近来研究发现,组蛋白甲基化修饰在VSMC自噬、增殖迁移与表型分化等过程中发挥了关键的调控作用。本文综述了组蛋白甲基化在VSMC功能障碍中的调节作用,包括增殖、分化、迁移和自噬等方面;同时,探讨了不同组蛋白甲基化转移酶及去甲基化转移酶对VSMC功能的影响。由于VSMC功能障碍会导致血管疾病的发生和发展,因此表观遗传学修饰的可逆性为基于组蛋白甲基化的干预方案提供了理论依据。本文进一步探讨了组蛋白甲基化介导的VSMC功能障碍与相关血管疾病之间的联系,以期为深入研究组蛋白甲基化在血管疾病中的关键作用提供依据。     

S100A4蛋白与肿瘤血管生成的研究进展

肿瘤血管生成是指肿瘤细胞诱导的微血管生长以及肿瘤中血液循环建立的过程。重要脏器的转移是恶性肿瘤致死的主要原因,而肿瘤生长、转移和复发都依赖于肿瘤血管生成.S100A4基因是近几年发现的一种具有促肿瘤作用的基因,该基因编码一种钙离子结合调节蛋白,通过与钙离子结合在肿瘤发生和发展中起重要作用。目前研究认为该蛋白在肿瘤的侵袭和转移中有促血管生成作用.本文主要就S100A4与肿瘤血管生成的有关研究进展加以综述。     

哺乳动物卵泡发育过程中组蛋白甲基化修饰的研究进展

卵泡的正常发育涉及有序的基因转录激活和抑制等一系列复杂的生命过程,对雌性获得生殖能力至关重要.组蛋白甲基化修饰可以改变细胞内染色质的状态,影响基因的转录活性.现阶段的研究表明,组蛋白甲基化等表观遗传学修饰在雌性哺乳动物卵泡发育的过程中发挥了重要的调控作用.本文总结了组蛋白赖氨酸甲基化(H3K4及H3K9)等甲基化修饰与...     

METTL3及其在肿瘤中作用的研究进展

甲基转移酶3 (methyltransferase-like 3, METTL3)是m~6A甲基转移酶复合体中的关键蛋白,能够催化RNA上的腺嘌呤(A)第6位氮原子发生甲基化。METTL3介导的m~6A修饰与RNA的剪接、出核、降解和翻译都有着密切联系,并且在肿瘤的发生发展中起着重要作用。该文主要介绍了METTL3的结构,以及其对mRNA翻译的调控,与非编码RNA的相互作用等多种生物学功能在肿瘤发生发展中作用,旨在为基础及临床医学中对m~6A修饰的研究提供新的研究思路和治疗靶点。     

赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1作用机制及其生物学功能的研究进展

与其他化学修饰,如乙酰化、磷酸化、泛素化等相似,组蛋白赖氨酸甲基化是一个可以逆转的组蛋白修饰,是一个动态调节的过程。赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1（lysine specific demethylase 1,LSD1）是一个黄素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinulcleotide,FAD）依赖性胺氧化酶,它能够特异性脱去H3K4和H3K9位点上的单甲基化和二甲基化的甲基基团。LSD1参与调控核受体介导的基因转录,并分别维持染色质的活性和非活性状态,被誉为细胞深处的基因＂开关＂。LSD1的功能失衡可引发多种重要生命现象的改变。主要综述LSD1的结构、作用机制及其在肿瘤发生、胚胎发育、体细胞重编程的调控、细胞分裂和造血等过程中生物学功能的研究新进展。     

赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1与白血病的研究进展

表观遗传学是后基因组时代兴起的一门新学科,它使人们认识到包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑及非编码RNA调控在内的修饰也可以记载遗传信息;并且许多表观遗传改变是可逆的,对表观遗传修饰和调控的研究已成为生命科学的热点和发展前沿。2004年发现的赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1(LSD1)是第一个真正意义上的组蛋白赖氨酸去甲基化酶,使人们认识到组蛋白甲基化是一个动态的过程,通过组蛋白甲基转移酶和去甲基化酶的相互作用,动态地调控基因转录的激活和抑制等生物学过程。这重新定义了组蛋白甲基化,同时也为进一步深入研究组蛋白修饰提供了新的途径。我们在此简要介绍LSD1的结构与功能、LSD1与白血病的关系,LSD1在白血病的发生和发展中发挥重要作用,是一个潜在的治疗白血病的靶基因。     

BLCA-4 在膀胱癌中作用的研究进展

摘要：近年来,膀胱癌的发病率与死亡率呈逐年上升,已成为泌尿系统最常见的肿瘤。随着分子生物技术的不断发展,核基质蛋白 (NMPs)、膀胱肿瘤抗原(BTA)、透明质酸和透明质酸酶(HA-HAase)、细胞角蛋白(CK)等诸多膀胱肿瘤标志物被发现。其中,膀胱癌 特异性核基质蛋白-4(BLCA-4)是一种可溶性的复合物,在正常膀胱组织中不表达而存在于膀胱癌组织中。检测尿样中BLCA-4 水平有望用于膀胱癌的筛查及诊断,具有较高的敏感性和特异性,也可用于普通人群与膀胱癌高危人群(脊髓损伤患者)的筛选与 检测;而术后病理组织检测BLCA-4 的表达也可为膀胱癌患者的预后预测提供参考。本文对近年来BLCA-4 在膀胱癌中的作用进 行了综述。     

组蛋白甲基化及其与肿瘤间的关系

组蛋白甲基化修饰是表观遗传学的重要研究领域之一,主要可分为精氨酸甲基化和赖氨酸甲基化两种。越来越多的证据表明组蛋白甲基化功能异常与肿瘤的发生发展密切相关,而且这种甲基化修饰过程是可逆的。对组蛋白甲基化的进一步研究,不仅有助于深入了解基因表达、调控、遗传等生理机制,而且对于肿瘤等重大疾病的诊断、防治和预后判断有重要意义。本文对组蛋白甲基转移酶、去甲基化酶及其与肿瘤发生发展的关系予以综述。