Ras信号通路通过激活转录因子Myc促进核内复制细胞生长

【目的】果蝇Ras信号通路在细胞增殖与生长过程中发挥着重要的作用。Myc基因是bHLH转录因子家族基因,可调控细胞生长、竞争和再生增殖等生理过程。本研究旨在明确Ras信号通路与Myc的关系,探索Ras信号调控核内复制细胞生长的作用机制。【方法】生物信息学分析转基因家蚕Bombyx mori后部丝腺Myc基因的转录水平,并通过qPCR验证;在黑腹果蝇Drosophila melanogaster Kc细胞中,分别转染pAc5.1-HisB-Ras~(V12)-V5或pAc5.1-HisB-Raf-Flag过表达Ras~(V12)或Raf后,通过qPCR和Western blot技术分别检测Myc基因在mRNA和蛋白水平的相对表达量;在黑腹果蝇幼虫脂肪体和唾液腺中,结合黑腹果蝇遗传工具和分子生物学手段,验证Ras信号通路对Myc基因的调控作用。【结果】家蚕后部丝腺过表达Ras1~(CA)上调Myc转录水平。激活Ras信号使得黑腹果蝇Kc细胞内Myc在转录水平和蛋白水平上的表达量上调;黑腹果蝇幼虫唾液腺和脂肪体中,游走期Myc基因的表达量高于取食期;过表达Myc或激活Ras信号可以促进细胞核内周期进程;激活Ras信号促进Myc表达。【结论】Ras信号通路激活Myc表达,促进细胞核内周期进程,促进器官发育。     

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...     

NF-κB信号转导通路对细胞周期的调控

核转录因子NF-κB是哺乳动物Rel蛋白家族成员,属DNA结合蛋白,具有结合某些基因启动子κB序列并启动靶基因转录的功能。静息状态下,NF-κB二聚体在胞浆肉没有活性,当细胞受刺激后,它在NF-κB信号转导通路的上游激酶级联作用下被激活,并易位到细胞核内,增强靶基因表达。NF-κB是细胞分裂和生存的关键调节因子,参与调控细胞周期、细胞增殖和细胞分化。现就NF-κB对细胞周期的影响作一综述,着重阐述NF-κB通过细胞周期蛋白和CDK／CKI作用G1/S期检测点、G2/M期检测点,调控细胞周期进程。     

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.     

CyclinE-CDK2相关蛋白与细胞周期调控

细胞周期蛋白(cyclin)E和周期蛋白依赖性激酶(CDK)2的复合物CyclinE-CDK2为细胞从G1期进入S期的关键激酶复合物,在细胞从G1期进入S期过程中起着至关重要的作用.它通过磷酸化其下游一系列底物如Rb、CDC6、NPAT和P107等而使细胞启动DNA合成,从而使细胞不可逆转地进入S期.CyclinE-CDK2除了受到其下游RB/E2F通路的正调控外,同时也受细胞中其他一些因子的调控,如CIP/KIP家族蛋白的负调控作用,以及Skp2-SCF介导的泛素化降解作用等.     

RNA沉默抑制子p19调控细胞周期相关蛋白表达

番茄丛矮病毒的P19蛋白不仅是一个重要的病毒致病因子,而且还可作为RNA干扰(RNAi)的抑制子．这种作用是通过限制细胞内的小RNA,比如小干扰RNA(siRNAs)和微RNA(miRNAs)来实现．但是目前对P19蛋白在哺乳动物细胞上的作用还未见报道．构建了一株p19稳定表达的293细胞系,即293-p19．流式细胞仪分析发现在293细胞中过量表达P19蛋白可显著引发细胞周期的G2/M阻滞．细胞增殖实验显示,293-p19细胞的DNA复制及细胞生长均受到显著的抑制． 此外,研究还发现p19可使人胚肾293细胞内的细胞周期调控子的表达谱发生改变． 其中包括上调cyclin A1,CDK2,CDK4,CDK6,p18,cyclin D2,p19INK4d和E2F1,及下调p15,cyclin A,cyclin B1和cyclin E1的表达．上述研究结果提示,p19有可能靶向多个G2/M调控蛋白从而引发细胞的G2/M阻滞．     

基于RNA-Seq分析Ras1~(CA)在家蚕后部丝腺过表达对细胞周期通路基因的影响

【目的】本文旨在挖掘野生型家蚕Bombyx mori和Ras1CA过表达转基因家蚕后部丝腺中的转录本差异,分析和验证细胞周期通路中的差异表达基因,从而探讨Ras1CA过表达转基因家蚕提高蚕丝产量的分子机制。【方法】利用转录组学比较野生型和Ras1CA过表达转基因家蚕后部丝腺中的基因转录本差异,经实时荧光定量PCR(q RT-PCR)验证。【结果】野生型家蚕和Ras1CA过表达转基因家蚕后部丝腺组织中有2 636个差异表达基因,其中细胞周期信号通路中有42个差异表达基因,包括细胞周期依赖性激酶(CDK)、细胞周期素(Cyclin)以及转录因子等。通过q RT-PCR检测cdk1、cyclin D1、cyclin D2、cdc7、cdh1、dp-1,2等6个基因在野生型和Ras1CA过表达转基因家蚕后部丝腺组织中的相对表达量,发现转基因家蚕中的表达量均显著高于野生型(P<0.05),其中cyclin D2的表达差异极显著(P<0.01)。q RT-PCR结果与转录本差异一致,表明Ras1CA过表达后,能够促进细胞周期通路基因的表达。【结论】野生型家蚕和Ras1CA过表达转基因家蚕后部丝腺中有大量差异表达基因,且Ras1CA能够在转录水平上调控细胞周期通路,影响后部丝腺组织的细胞分裂和器官生长,从而促进蚕丝蛋白的合成。     

Rho小G蛋白介导的细胞周期调控

Rho小G蛋白作为一个信号分子家族具有多样化的功能, 可以调节细胞骨架重排 、细胞迁移、细胞极性、基因表达、细胞周期调控等. Rho小G蛋白家族对细胞周期 调控的研究主要集中在其对于有丝分裂期细胞的调节作用,包括调节有丝分裂期前 期细胞趋圆化、后期染色体排列及收缩环的收缩作用.近期的研究显示,Rho小G蛋白及其效应分子对于细胞周期G1、S、G2期的调控主要是通过影响细胞周期的正调控因子细胞周期蛋白D1 (cyclin D1) 和负调控因子细胞周期蛋白依赖型激酶相互作用蛋白1及细胞周期蛋白依赖型激酶抑制蛋白27 (p21cip1/p27kip1) 进行的.本文总结了Rho小G蛋白及其效应分子在细胞周期调控,尤其是对G1/S期调控的研究进展,并简要阐述了Rho小G蛋白介导的细胞周期调控异常与癌症发生的关系.     

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.     

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。     

细胞周期蛋白依赖性激酶2的功能及其抑制剂的研究

细胞周期蛋白依赖性激酶2(cyclin-dependent kinase 2,CDK2)是CDK家族中的重要成员之一.CDK2的表达或功能异常与多种疾病(如肿瘤、病毒复制与感染、免疫缺陷性疾病和雄性不育等)发生机制密切相关.CDK2抑制剂已成为抗肿瘤药物研发中的一个重要靶点.该文对CDK2在细胞周期调控、细胞增殖、细胞...     

白念珠菌Ras/cAMP/P KA途径研究进展

白念珠菌引起的真菌感染严重威胁着人类健康。Ras/cAMP/PKA途径在白念珠菌菌丝发育、生物被膜形成、有性生殖以及耐药性中起着重要的调控作用,该通路由GTPases(Ras1和Ras2)、腺苷环化酶(Cyr1)、cAMP水解酶(Pde1和Pde2)以及PKA激酶(包括催化亚基Tpk1和Tpk2,调节亚基Bcy1)构成。环境因子通过Ras/cAMP/PKA途径调控下游转录因子,进而调节白念珠菌多种生物学行为。文中综述了近年来白念珠菌Ras/cAMP/PKA信号通路感应胞外环境因子和调控细胞行为等方面的研究进展。     

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。     

转录因子CREB对细胞周期调控机制的研究进展

细胞周期是一个复杂而精细的调节过程,有许多蛋白参与。其cyclin、CDK、CKI是细胞周期调控的内源性分子,三者在细胞周期中相互协调并与细胞信号转导通路之间形成复杂的调控网络。cAMP应答元件结合蛋白(cAMP response element binding protein,CREB)作为细胞核内调控因子,通过自身磷酸化实现调节功能,改变cyclin、CDK和CKI的转录,从而调控细胞周期。该文就近年来CREB对细胞周期调控的研究进展作一综述。     

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.     

‘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。     

ERK3信号通路的活化阻止细胞增殖

ERK3是ERK家族中结构较为独特的成员,尤其在分子生物学特征上与ERK家族其他成员明显不同,如基因结构中外显子之间的大内含子、蛋白质结构中活化环的丝氨酸单磷酸化位点以及激酶C端的延伸序列等.ERK3具有独特的丝氨酸单磷酸化位点,导致所有以苏氨酸/酪氨酸双磷酸化位点为磷酸化靶点的MEK分子均不能活化ERK3.ERK3的C端延伸序列能与细胞周期蛋白D3结合并调控ERK3的亚细胞定位,从而影响ERK3对细胞周期的调节.据目前文献推测,ERK3调控细胞周期的信号通路可能为:Ras→B-Raf→ERK3激酶→ERK3→G1期CDK复合物减少→S期抑制因子增多→细胞增殖阻滞于S期→细胞停止增殖,进入分化.此外,ERK3信号通路的活化与细胞分化、胚胎发育、胰岛素分泌以及肿瘤的发生密切相关.     

病毒感染对细胞周期调控影响的研究进展

大量研究表明,病毒感染细胞时,病毒编码的蛋白或DNA可以扰乱细胞周期通路:促进细胞向S期转化或者使细胞静息于G2/M期。在细胞内,细胞周期的调控机制十分复杂,其包含了由DNA损伤导致的细胞通路活化及其他方式。关于病毒对细胞周期的调控方式及细胞周期的改变对于病毒感染的研究已取得一定进展。对于病毒的此类研究可以揭示细胞活动中的关键调控因子及细胞周期检查点的具体分子机理。对病毒调控宿主细胞周期以达到自身最大化复制的机理进行综述。     

植物D型细胞周期蛋白

D型细胞周期蛋白(cyclinD,CycD)调控着细胞周期G1/S的转换,基本过程为CycD在外界环境刺激下积累,并与周期蛋白依赖激酶(cyclin-dependentkinase,CDK)形成有活性的激酶,促进成视网膜细胞瘤蛋白(retinoblastoma,Rb)磷酸化,使E2F因子释放,由此促使G1/S转换,这一调控系统在高等真核生物中具有很高的保守性。CycD与其他细胞周期蛋白表达有所不同,其受到生长因子的强烈诱导,去掉生长因子后,表达水平迅速下降,导致细胞被抑制在G1期。大量研究表明,CycD是细胞周期中一个关键的“感受因子”,CycD基因的表达是细胞周期进程中的限速因子,影响着植物的生长发育。现对植物CycD的特征以及在细胞周期中的功能进行综述,并探讨了其在植物生长发育中的作用。     

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。