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。     

p16INK4a基因的功能及其调控

p16INK4a蛋白能抑制CDK4和CDK6的活性,使pRb处于非磷酸化或低磷酸化状态而能与转录因子E2Fs结合,从而抑制DNA 的合成,阻止细胞由G1期进入S期.p16INK4a的表达受Ets1和Ets2的正调控,受Bmi-1的负调控.p16INK4a基因缺失、突变、甲基化、RNA剪接加工错误可导致细胞周期失控和癌变.应用p16INK4a对某些肿瘤进行基因治疗的研究正在进行中.     

p16INK4a基因的功能及其调控

p16^INK4a蛋白能抑制CDK4和CDK6的活性,使pRb处于非磷酸化或低磷酸化状态而能与转录因子E2Fs结合,从而抑制DNA 的合成,阻止细胞由G1期进入S期.p16^INK4a的表达受Ets1和Ets2的正调控,受Bmi-1的负调控.p16^INK4a基因缺失、突变、甲基化、RNA剪接加工错误可导致细胞周期失控和癌变.应用p16^INK4a对某些肿瘤进行基因治疗的研究正在进行中.     

细胞周期调控因子在非小细胞肺癌作用的研究

目前研究认为P16、视网膜母细胞瘤基因（Rb）、细胞周期蛋白（CylinD1）及细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK4）几种细胞周期调控因子相互作用构成一条重要的细胞周期调节通路,为了解P16、PRb、CyclinD1种调控因子在非小细胞肺癌（NSCLC）中的作用,本实验采用免疫组织化学方法对38例原发性NSCLC中上述三种因子的表达进行了研究。结果,其中54％的肺癌组织出现CyclinD1的过度表达,P16、Rb的阳性表达率分别为47．4％和76．3％。我们发现,在50％Rb阳性病例中,P16蛋白不表达或表达水平很低,在21％PRb阴性病例中,P16蛋白具有较高的表达水平,本研究结果提示：1．PRb与P16蛋白在NSCLC中的表达呈负相关,P16的表达可能受PRb负调控,2．PRb的失活与CyclinD1过度表达共同存在于NSCLC中;3．NSCLC的发生涉及P16－Rb－CyclinD1／CDK4调节通路多个调控因子的异常。     

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。     

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．     

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.     

p16^INK4失活与肿瘤的发生

p16~(INK4)位于人类染色体9p2.1,其编码的蛋白为细胞周期蛋白依赖激酶4(CDK4)的抑制因子,直接调控细胞增殖周期。至今已在许多肿瘤发现有p16~(INK4)的缺失或失活,p16~(INK4)是一种多肿瘤抑制基因(Munltiple Tumor Sup-pressor Ⅰ,MTS_1),在不少肿瘤中其缺失或失活高达80％,是一种可以与p53基因相匹敌的肿瘤抑制基因。     

本期重点推介

正Ras信号通路通过调控细胞周期蛋白E(CycE)和细胞周期蛋白依赖激酶2(CDK2)及上下游核内周期调节者来影响核内复制进程;而Myc作为细胞生长的转录调控因子,可调控CycD1,Cyclin-D2,CycE和CDK4等因子,促进细胞周期由G0/G1向S期过渡。为了明确果蝇体内Ras信号通路与Myc的关系以及对核内复制细胞的调控机理,华南师范大学     

乳杆菌DM9811发酵液提取物中RNA组分对人结肠癌细胞系HT-29增殖影响及分子机制研究

目的观察乳杆菌DM9811发酵液提取物中RNA组分对人结肠癌细胞系HT-29增殖的影响,探讨其对肠道肿瘤细胞的作用及其分子机制,为阐明乳杆菌与宿主相互作用规律的分子机制奠定基础。方法应用MTT方法研究不同时间不同浓度RNA组分对HT-29增殖的影响,应用流式细胞术、RT-PCR研究RNA组分对HT-29细胞周期的影响。结果乳杆菌DM9811发酵液中RNA组分能抑制HT-29细胞增殖,并呈现出时间-剂量依赖性;RNA组分作用于HT-29细胞24 h、48 h时,细胞周期G0/G1期所占比例明显上升,S期所占比例明显降低(P0.01),细胞周期调控因子CDK6、p27Kip1、p53的表达升高,CDK2、CDK4、PCNA的表达降低。结论乳杆菌DM9811代谢产物RNA在体外具有抑制癌细胞周期活性。     

EB病毒感染人胎鼻咽上皮细胞逃避老化期过程中抑制p16^INK4a表达

细胞周期调控紊乱是细胞永生化进程中一个重要的分子事件,本文利用Western blotting和S-P法分别检测p16^INK4a、p53、p21^WAF1／CIP1和E2F1的蛋白表达,试图从细胞周期调控的角度,探讨EB病毒诱导人胎鼻咽上皮细胞逃避老化期的分子机制。结果表明,EB病毒通过抑制p16^INK4a表达而阻断p16^INK4a／Rb途径,上调转录因子E2F1,而对p53、p21^WAF1／CIP表达无明显的影响。结果初步揭示,EB病毒介导的p16^INK4a／Rb／E2F1细胞周期调控紊乱参与了人胎鼻咽上皮细胞逃避老化期过程,为进一步探讨鼻咽癌发病机制提供了科学依据。     

EB病毒感染人胎鼻咽上皮细胞逃避老化期过程中抑制p16INK4a表达

细胞周期调控紊乱是细胞永生化进程中一个重要的分子事件,本文利用Western blotting和S-P法分别检测p16~(INK4a)、p53、p21~(WAF1/CIP1)和E2F1的蛋白表达,试图从细胞周期调控的角度,探讨EB病毒诱导人胎鼻咽上皮细胞逃避老化期的分子机制。结果表明,EB病毒通过抑制p16~(INK4a)表达而阻断p16~(INK4a)/Rb途径,上调转录因子E2F1,而对p53、p21~(WAF1/CIP1)表达无明显的影响。结果初步揭示,EB病毒介导的p16~(INK4a)/Rb/E2F1细胞周期调控紊乱参与了人胎鼻咽上皮细胞逃避老化期过程,为进一步探讨鼻咽癌发病机制提供了科学依据。     

特异性蛋白1(SP1)上调FOXP4-AS1促进结直肠癌细胞增殖

大量的证据表明,长链非编码RNAs (long non-coding RNAs)在结直肠癌发生发展中发挥重要作用。有迹象表明,lncRNA FOXP4-AS1推动结直肠癌的进程。本文通过数据库信息分析发现,FOXP4-AS1在结直肠癌中高表达且与患者较差的预后正相关。实时荧光定量PCR方法也证实,FOXP4-AS1在结直肠癌细胞和组织中的表达量均高于正常细胞和组织。其中,FOXP4-AS1在结肠癌细胞LOVO中表达量最高,是正常结直肠细胞的13倍。生物信息学预测结合双荧光素酶报告基因实验和染色质沉淀研究结果表明,特异性蛋白1（specificity protein 1,SP1）可直接结合在FOXP4-AS1启动子上,上调其活性。过表达FOXP4-AS1,可下调p16和p18表达,同时上调CDK4、CDK6和细胞周期蛋白 D1表达,最终促进结直肠癌细胞增殖。相反,敲低FOXP4-AS1将上调p16和p18表达,抑制CDK4、CDK6和细胞周期蛋白 D1,获得相反的结果。总之,特异性蛋白1(SP1)上调FOXP4-AS1,促进结直肠癌细胞增殖。     

p16INK4a/p19Arf与年龄相关性胰岛β细胞功能

2型糖尿病是一种与年龄密切相关的疾病,随着年龄增加,胰岛β细胞增殖能力和分泌能力下降,糖尿病患病率明显增加,但其机制尚不清楚. 最近研究发现,细胞周期蛋白依赖激酶(cyclin-dependent kinase, CDK)抑制剂p16INK4a是引起胰岛β细胞年龄相关性老化的重要调控因子.研究表明,通过p16INK4a介导的胰岛老化机制可能有如下两个：p38MAPK(mitogen-activated protein kinase)途径和PDGFR(platelet-derived growth factor receptor) 途径,两者均引起p16ink4a及p19ARF表达增加,而损害胰岛细胞增殖.本文综述年龄相关性胰岛β细胞功能下降的潜在机制,从而为改善胰岛β细胞功能提供新的分子靶点.     

肿瘤抑制基因Rb与细胞周期调控研究新进展

Rb与人类多种肿瘤发生关系密切,是一种重要的肿瘤抑制基因.Rb蛋白参与细胞周期调控,与p16、CDK4/6、cyclinD1等形成复杂的反馈调节网络,在G1/S关卡调控中处于中心环节,决定着细胞周期的进程.Rb又是核内信号与胞外信号相互作用的界面,受到胞内外多种因素的调控,使Rb功能与细胞生长、分化状态相适应.     

细胞周期中MicroRNA的调控作用

MicroRNA是近年来发现并热点研究的一类重要的非编码RNA,在干细胞的更新与分化、体细胞性状与数量的维持、甚至肿瘤细胞的恶性增生等生物学过程中都具有重要的调控作用.microRNA通过与靶位点结合而快速有效地降解靶基因mRNA或抑制蛋白的翻译,下调E2F、CDK、cyclin、p21、p27、DNA多聚酶α等关键的细胞周期调控因子的表达,加速或减慢细胞增殖的速度.microRNA对细胞周期的调控还将涉及到微生物感染机体的过程、免疫系统的调控、妊娠期母体的变化、组织的修复、细胞的凋亡与衰老等诸多方面.随着对microRNA调控细胞周期机制的深入研究,microRNA及其靶基因不仅可以作为某些疾病的分子标记物,而且可以用于指导疾病的预防和治疗.     

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.     

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。     

大鼠局灶性脑缺血后磷酸化的细胞周期相关蛋白的表达

目的探讨细胞周期对于大鼠局灶性脑缺血后神经元的影响。方法采用MCAO方法制作大鼠局灶性脑缺血模型,应用免疫荧光技术观察缺血后1d、3d、7d、14d大鼠缺血侧病灶周围神经元中磷酸化细胞周期蛋白CDK2、CDC2及磷酸化Rb的表达。结果与正常对照组相比,缺血后1d、3d组磷酸化CDK2和磷酸化Rb的表达量明显增加（P〈0．05）。缺血后7d、14d组磷酸化CDK2和磷酸化Rb的表达量无增加。磷酸化CDC2在正常组及缺血组均无明显表达。结论大鼠局灶性脑缺血后早期部分神经元再次进入细胞周期,提示细胞周期调控参与了大鼠局灶性脑缺血后神经元的凋亡。     

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 .