小鼠胚胎干细胞p16INK4a基因外显子1α打靶研究

在活体水平上 ,小鼠p16 INK4a基因是否具有抑制肿瘤发生和发展的功能是一个悬而未决的问题。利用筛选基因组文库得到的小鼠p16 INK4a基因组DNA片段 ,构建了针对小鼠p16 INK4a 基因外显子 1α的基因打靶载体 ,其短臂为1.5kbEco81Ⅰ AccⅡ片段 ,长臂为 5 .9kbXbaⅠ XhoⅠ片段。打靶载体经线性化和纯化后通过电穿孔转导小鼠R1ES细胞 ,获得 37个G418和Gancyclovir双药抗性克隆。用Southern杂交法对双药抗性克隆进行鉴定 ,获得一个敲除了p16 INK4a基因外显子 1α的阳性ES细胞克隆。     

小鼠p16^INK4a基因位点的结构和功能研究

p16^INK4a基因的失活与多种肿瘤的发生和发展有联系。通过筛选小鼠基因组文库,获得长度为14.5kb的p16^INK4a基因组DNA片段。对上述14.5kbDNA 测序后进行生物信号学分析表明：该片段包含3个外显子,编码1个由168个氨基酸残基组成的多肽,其相对分子质量的理论计算值为17941,有7个可能的磷酸化位点,说明p16^INK4a蛋白的功能可能受到磷酸化的调控。该DNA片段的非编码区分布着大量短散布元件、长散布元件和简单重复序列,这样的结构为转座和同源重组提供了结构基因,提示了部分肿瘤细胞中p16^INK4a基因缺失的可能原因。对第一外显子离列与巳发表的相应序列比较发现其DNA序列和所编码的多肽存在多态性。     

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。     

细胞衰老的重要通路:p16INK4a/Rb和p19ARF/p53/p21Cip1信号途径

细胞周期蛋白依赖激酶（cyclin-dependent kinase,CDK)抑制因子p16^INK4a,p21^Cipl等是细胞衰老的关键效应物。本文对涉及这些抑制物的两条衰老诱导途径作一综述,它们是p16^INK4a/Rb和p19^ARF/p53/p21^Cipl信号途径。其中,几个抑癌基因的产物R ,16^INFK4a,p53及p19^ARF处于两条途径的核心位置。     

p35Nck5a基因重复性打靶载体的构建和ES细胞基因打靶研究

为了在小鼠胚胎于细胞（ＥＳ）中引起神经细胞ｃｄｃ２类激酶调节亚基ｐ３５Ｎｃｋ５ａ基因的定点 重复,采用常规的分子克隆技术,构建得到长约１２．２ｋｂ的基因重复性打靶载体ｐＧＤＴＶ。用电 穿孔法将线性化的ｐＧＤＴＶ载体转入ＥＳ细胞,经过Ｇ４１８和ＧＡＮＣ分组药物选择,获得２４５个 双药物抗性的细胞克隆,细胞存活率为６．２２ × １０－５。经ＰＣＲ和基因组Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交鉴定,２个 ＥＳ细胞克隆发生了ｐ３５Ｎｃｋ５ａ基因的重复,同源重组率为５．０８×１０－７、负向选择系统的应用使 同源重组事件的富集效率提高了７倍。为建立Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ病的转基因小鼠模型打下了基础。     

在小鼠胚胎干细胞进行基因打靶的策略

基因打靶技术是一种通过同源重组按预期方式改变生物活体的遗传信息的实验手段,与小鼠胚胎干细胞培养系统相结合,使得人们可以方便地将各种突变引入小鼠体内,得以从生物整体水平上研究高等真核生物基因的表达、调控及其生理功能.扼要介绍了近年来在小鼠胚胎干细胞进行基因打靶的研究进展.     

小鼠p16~(INK4a)基因位点的结构和功能研究

p1 6INK4a基因的失活与多种肿瘤的发生和发展有联系。通过筛选小鼠基因组文库 ,获得长度为 1 4.5kb的p1 6INK4a基因组DNA片段。对上述 1 4.5kbDNA测序后进行生物信息学分析表明 :该片段包含 3个外显子 ,编码 1个由 1 68个氨基酸残基组成的多肽 ,其相对分子质量的理论计算值为 1 7941 ,有 7个可能的磷酸化位点 ,说明p1 6INK4a蛋白的功能可能受到磷酸化的调控。该DNA片段的非编码区分布着大量短散布元件、长散布元件和简单重复序列 ,这样的结构为转座和同源重组提供了结构基础 ,提示了部分肿瘤细胞中p1 6INK4a基因缺失的可能原因。对第一外显子序列与已发表的相应序列比较发现其DNA序列和所编码的多肽存在多态性     

外源基因转染导致小鼠体细胞过快衰老 及p16INK4a表达水平变化

对小鼠胎儿成纤维细胞进行外源基因转染时发现, 外源基因转染后的小鼠体细胞染色体端粒的长度以每代47 bp碱基缩短; 在转染后的衰老细胞中, 或细胞随着增龄, p16^INK4a 5′-调控区DNA甲基化程度逐渐降低; 利用RT-PCR与Northern blot证明, 衰老细胞与年轻细胞中的p16^INK4a基因的表达水平存在显著差异, 传代45代的细胞和外源基因转染后的衰老细胞p16^INK4a基因的表达水平大约是原代细胞的12~16倍, 而原代细胞与20代细胞间的差异很小。外源基因转染后的衰老细胞核移植后能支持克隆胚胎的体外早期发育。     

小鼠pαMHC-EGFP胚胎干细胞株的构建

应用电穿孔方法将含有α肌球蛋白重链启动子的pαMHC-EGFP载体转染到D3系小鼠胚胎千细胞,应用200μg／ml新霉素进行药物选择。采用悬浮培养法,体外诱导分化心肌细胞。荧光显微镜下,观察到第7天和第8天拟胚体中出现“跳动”的心肌细胞并同时有绿色荧光蛋白的表达。同时与D3系小鼠胚胎干细胞比较心肌细胞分化率的变化无显著差异（P〉0．05）。该细胞株在分化心肌细胞的同时,具有绿色荧光蛋白的标记,因而利于对心肌细胞的识别和纯化。     

DNA羟甲基化在小鼠胚胎干细胞中的研究进展

简要总结DNA羟甲基化在小鼠胚胎干细胞(mouse embryonic stem cells,mESC)中的最新研究进展.DNA甲基化(DNAmethylation)影响染色质的结构与功能,在发育与疾病发生过程中具有重要作用.2009年Tahiliani等发现TET1可以催化甲基化胞嘧啶(5-methylcytosine,5mC)氧化为羟甲基化胞嘧啶(5-hydroxymethylcytosine,5hmC).DNA羟甲基化(DNAhydroxymethylation)被认为是调节DNA甲基化的一种重要方式,成为了表观遗传学的研究热点之一.     

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.     

p16INK4a Prevents Centrosome Dysfunction and Genomic Instability in Primary Cells

Aneuploidy, frequently observed in premalignant lesions, disrupts gene dosage and contributes to neoplastic progression. Theodor Boveri hypothesized nearly 100 years ago that aneuploidy was due to an increase in centrosome number (multipolar mitoses) and the resultant abnormal segregation of chromosomes. We performed immunocytochemistry, quantitative immunofluorescence, karyotypic analysis, and time-lapse microscopy on primary human diploid epithelial cells and fibroblasts to better understand the mechanism involved in the production of supernumerary centrosomes (more than two microtubule nucleating bodies) to directly demonstrate that the presence of supernumerary centrosomes in genomically intact cells generates aneuploid daughter cells. We show that loss of p16^INK4a generates supernumerary centrosomes through centriole pair splitting. Generation of supernumerary centrosomes in human diploid epithelial cells was shown to nucleate multipolar spindles and directly drive production of aneuploid daughter cells as a result of unequal segregation of the genomic material during mitosis. Finally, we demonstrate that p16^INK4a cooperates with p21 through regulation of cyclin-dependent kinase activity to prevent centriole pair splitting. Cells with loss of p16^INK4a activity have been found in vivo in histologically normal mammary tissue from a substantial fraction of healthy, disease-free women. Demonstration of centrosome dysfunction in cells due to loss of p16^INK4a suggests that, under the appropriate conditions, these cells can become aneuploid. Gain or loss of genomic material (aneuploidy) may provide the necessary proproliferation and antiapoptotic mechanisms needed for the earliest stages of tumorigenesis.     

宫颈鳞癌演进过程P16INK4a及Hh-Gli信号通路相关蛋白表达及其相关性研究

探讨P16^INK4a及Sonic hedgehog(Hh-Gli)信号通路蛋白在宫颈癌及癌前病变(CIN)中的表达相关性及其意义．采用Western-blot方法检测HPV16阳性及HPV18阳性宫颈癌细胞系P16^INK4a及Hh-Gli信号通路蛋白Smo、Ptch及Gli表达．免疫组化检测组织芯片P16^INK4a、Shh、Smo、Ptch及Gli表达,包括20例正常宫颈、18例癌旁组织、54例CIN及28例宫颈鳞癌组织．分析P16^INK4a与Hh-Gli信号通路蛋白间表达相关性及与临床病理因素的关系．结果显示P16^INK4a、Smo、Ptch及Gli蛋白在HPV16及HPV18阳性宫颈癌细胞系中表达无显著差异(P>0.05)．P16^INK4a、Shh、Smo、Ptch及Gli蛋白在宫颈癌中表达强度显著高于癌旁及正常组织(P<0.05),在CINⅠ与正常组织间差异不显著(P>0.05)．P16^INK4a、Shh、Smo及Gli蛋白,在CINⅠ、CINⅡ与CINⅢ之间均有显著性差异(P<0.05)．相关分析显示,CINⅡ-CINⅢ中P16^INK4a与Shh和Smo蛋白表达正相关,浸润癌中P16^INK4a与Shh、Smo和Gli蛋白正相关．结论认为,P16^INK4a及Hh-Gli信号通路异常激活与宫颈癌发生及演进密切相关,且二者间具有相关性．Hh-Gli信号通路的激活可能是Shh配体增高调控Smo高表达而上调Gli蛋白所致．     

佛波酯对CKI p15INK4B高表达的人黑色素瘤细胞生长及凋亡的影响

通过DNA体外重组和转染技术, 将已构建好的含有p15基因全长的质粒pXJ-41-p15转染p15缺失的人黑色素瘤细胞A375,经G418筛选出阳性单克隆,并经PCR、蛋白质印迹等检测,证明建立了p15稳定高表达的细胞模型.实验表明,经佛波酯(PMA)长期处理,实验组细胞中的p15表达水平进一步上升,同时观察到蛋白激酶C(PKC)活性下降,与对照组细胞相比p15高表达的细胞PKC活性及细胞生长均受到较强烈的抑制,并能引起约30%的实验组细胞发生凋亡.凋亡细胞中Caspase3 P20亚基的水平上升.结果表明,CKI p15与PKC信号系统在调节细胞增殖、凋亡的过程中具有一定的相关性,它们的协同作用可能启动了细胞中与Caspase相关的凋亡通路,使细胞发生凋亡.     

p16(MTS-1/CDKN2/INK4a) in cancer progression

Since its discovery as an inhibitor of cyclin-dependent kinases 4 and 6, the tumor suppressor p16 has continued to gain widespread importance in cancer. The high frequency of deletions of p16 in tumor cell lines first suggested an important role for p16 in carcinogenesis. This initial genetic evidence was subsequently strengthened by numerous studies documenting p16 inactivation in kindreds with familial melanoma. Moreover, a high frequency of p16 gene alterations was found in primary tumors, while recent studies have identified p16 promoter methylation as a major mechanism of tumor-suppressor-gene silencing. Additional insight into p16's role in cancer has come from the genetic analysis of precancerous lesions and various tissue culture models. It is now believed that loss of p16 is an early and often critical event in tumor progression. Consequently, p16 is a major tumor-suppressor gene whose frequent loss occurs early in many human cancers.