有氧运动对青年期小鼠海马体Cdc42及DNA损伤反应相关因子的短期和长期影响

目的:探讨有氧运动对青年期小鼠海马体细胞分裂周期蛋白42(cell division cycle protein 42,Cdc42)及DNA损伤反应(DNA-damage response,DDR)相关因子的短期和长期影响。方法:构建运动小鼠模型,将40只8周龄SPF级C57BL/6雄性小鼠随机分为安静组和运动组,每组20只,均使用普通饲料喂养。运动组小鼠进行12周的中等强度(75%VO_(2)max)跑台运动,安静组小鼠在不跑步的情况下暴露于跑步机噪声和振动中。12周训练结束后,从安静组和运动组中随机选取小鼠各10只(5月龄),分别为安静青年期小鼠(Sed-young)组和运动青年期小鼠(Exe-young)组;剩余的10只安静组小鼠和10只运动组小鼠继续喂养至老年期(18月龄),作为安静老年期小鼠(Sed-old)组和运动老年期小鼠(Exe-old)组。所有小鼠均收集Y迷宫、体成分数据及海马体组织,通过Cdc42活性检测和Western blot法比较各组小鼠海马体Cdc42-GTP活性及Cdc42蛋白表达情况,通过RT-qPCR比较各组小鼠海马体Cdc42、Pak4、Pak5、Cofilin、Chk2、Atm和P53等DDR相关因子的mRNA水平。结果:与安静组比较,有氧运动可显著降低青年期小鼠脂肪百分比(P<0.05),显著提高空间识别记忆能力(P<0.05),并维持至老年期(P<0.05)。与安静组比较,运动青年期小鼠和运动老年期小鼠海马体Cdc42表达及活性均显著降低(P<0.05)。与安静组比较,有氧运动显著降低青年期小鼠海马体Cdc42、Pak4、Pak5、Cofilin、Atm、Chk2和P53的转录水平(P<0.05);其中,Cdc42、Pak4、Pak5、Cofilin、Chk2和P53的转录水平下降可维持至老年期(P<0.05)。结论:青年期进行的有氧运动可持续抑制小鼠海马体Cdc42及DDR相关因子的表达,保护海马体神经元细胞免受DNA损伤而死亡或衰老直至老年期。

靶向DNA损伤反应途径:PARP抑制剂抗肿瘤治疗研究进展

细胞在长期进化过程中形成的复杂的DNA损伤反应防御机制是维护基因组稳定性的重要途径,DNA损伤反应通路缺陷可导致包括肿瘤在内的多种疾病的发生。DNA损伤反应通路是一个复杂的信号通路,包括DNA损伤修复、凋亡、细胞周期调控等,DNA损伤反应通路已经成为新的抗肿瘤药物靶点。目前,已经开发多种DNA损伤反应通路相关的抑制剂,特别是对BRCA1和BRCA2基因突变的肿瘤,利用协同致死现象而开发的聚腺苷二磷酸核糖聚合酶抑制剂广泛应用于肿瘤个体化治疗。该文重点对DNA损伤反应通路抑制剂中的聚腺苷二磷酸核糖聚合酶抑制剂的作用分子机制、临床治疗、耐药性以及面临的挑战进行综述。

土槿皮乙酸通过DNA损伤反应诱导细胞自噬来抑制凋亡

目的本课题在人肺成纤维细胞MRC5中研究土槿皮乙酸(PAB)诱导的DNA损伤反应、自噬及其与凋亡的关系。方法以4 mmol/L PAB分别处理12、24、36、48 h后,Western blot分析DNA损伤反应标志蛋白g-H2AX表达;通过酰尸胺染色法、Western blot法确定PAB是否诱导细胞自噬;通过抑制DNA损伤反应的发生确定DNA损伤反应对自噬和凋亡的影响。结果 PAB诱导DNA损伤反应;PAB诱导细胞自噬;抑制DNA损伤反应抑制细胞自噬并促进细胞凋亡。结论 PAB通过诱导DNA损伤反应诱导细胞自噬,抑制自噬促进细胞凋亡并增加PAB的抑制率。

干扰hTERT降低人乳腺癌MCF-7细胞对γ射线引起的DNA损伤反应

目的研究hTERTRNA干扰对人乳腺癌MCF-7细胞γ射线照射引起的DNA损伤反应的影响。方法通过反转录病毒为载体的hTERT-siRNA,抑制人乳腺癌MCF-7细胞中端粒酶催化亚单位hTERT表达,实时定量RT-PCR及Western blot确认hTERT表达水平。用137Cs放射源以3 Gy剂量γ射线照射细胞,于照射前以及照射后1、2、4、8和12 h收集细胞,采用磷酸化53BP1抗体进行免疫荧光染色,并于照射前、照射后1、4和12 h收集细胞,Western blot检测53BP1蛋白磷酸化水平。结果 hTERT-siRNA处理的细胞hTERT表达水平比对照细胞降低3.20(2-△△Ct)倍,hTERT蛋白水平降低2.56倍。hTERT-siRNA处理的细胞对γ射线引起的DNA损伤反应显著降低。结论 RNA干扰hTERT表达水平,可以降低人乳腺癌MCF-7细胞对γ射线照射引起的DNA损伤反应。

发育及DNA损伤反应调节基因1的研究进展

发育及DNA损伤反应调节基因1(regulated in development and DNA damage responses 1,REDD1)又称为RTP801,是一个新近发现的低氧诱导因子-1(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)靶基因,在细胞和整体动物缺氧缺血模型中其表达显著升高,随着研究的深入,发现其对多种细胞刺激均能产生应激反应,在细胞凋亡过程中发挥着重要的调节作用;RTP801受到多种细胞信号通路的调控,研究其功能和作用机制可为临床缺血性疾病和肿瘤的防治等提供新的思路。

胞外信号调节激酶促进DNA损伤反应的作用机制

机体在长期进化中拥有一整套DNA损伤反应(DNA damage response,DDR)系统来保证基因组的完整性,其中最重要的就是通过激活检验点以阻止细胞周期进程,并修复损伤的DNA。细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinases,ERK)/丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)通路是经典的细胞信号转导通路,具有调节细胞增殖、分化、凋亡等多种功能,二者的功能性联系都能调节细胞增殖。本综述旨在阐述ERK激酶在DNA损伤反应中的作用。

软脂酸对阿霉素诱导的原代MEF细胞DNA损伤反应的调节

目的探讨软脂酸是否影响原代MEF细胞的DNA损伤反应。方法利用western方法检测原代MEF细胞p53及p-p53蛋白的表达变化,判断软脂酸是否影响原代MEF细胞的DNA损伤反应。结果(1)软脂酸抑制阿霉素诱导的原代MEF细胞p53蛋白的表达。(2)软脂酸抑制阿霉素诱导的原代MEF细胞p53蛋白的磷酸化。结论软脂酸可能通过抑制DNA损伤反应,有利于损伤细胞转化为肿瘤细胞。

癌基因诱发的DNA损伤反应与肿瘤生成

肿瘤的发生与癌基因的激活或抑癌基因的失活有着密不可分的关系.癌基因的活化及抑癌基因的抑制可引发细胞内染色体基因组的复制应激反应.持续的复制应激反应可导致双链DNA断裂或单链DNA复制中间体的产生,从而分别激活两个重要的DNA损伤反应(DDR)通路,即ATM和ATR通路.与此同时,DDR检查点在感知DNA损伤信号后,可诱发细胞周期阻滞.只有损伤的DNA在得以正确修复以后,细胞周期才能再次启动.在细胞发生肿瘤转化的情况下,癌基因在引发DNA损伤的同时,常通过多种途径抑制DDR反应,导致染色体异常的重组与分离,进而促进肿瘤的生成;而癌基因造成的持续的损伤反应,未通过DDR检验点,还可引发细胞的另外一种结局,即最终细胞的老化死亡.

c-Abl在DNA损伤反应中的功能

非受体酪氨酸激酶c-Abl在正常生理及病理条件下具有多种生物学功能。当电离辐射、顺铂、丝裂霉素C等DNA损伤诱导剂诱导DNA损伤反应后,c-Abl可参与DNA损伤反应后的细胞周期调控、基因重组修复及细胞凋亡调控等,进而决定细胞在DNA损伤反应条件下的状态。简要介绍了c-Abl在DNA损伤反应中的作用及其进展。

基因转录后调控在DNA损伤反应中的重要功能

DNA损伤发生时,细胞会激活一系列复杂的信号网络来调控细胞周期检查,完成DNA损伤修复或当损伤超过修复能力时诱导凋亡,这一信号网络被称为DNA损伤反应(DNA damage response,DDR)。以往DDR信号网络的研究主要集中于基因转录调控和蛋白共价修饰对功能分子的稳定性和活性调控。近年来,mRNA稳定性调控和mRNA翻译调控等基因转录后调控机制在DDR中的重要作用引起研究者越来越多的关注。研究证明:多种microRNAs和RNA结合蛋白(RNA-binding proteins,RBPs)在转录后水平调控诸多重要功能蛋白的表达,在DDR信号网络中起着不可或缺的作用。文章针对DDR反应中转录后调控的研究进展以及参与其中的microRNAs和RBPs进行阐述和讨论。

DNA损伤反应性蛋白参与中心体调控

中心体是动物细胞有丝分裂期微管组织中心,对于细胞有丝分裂期形成纺锤体、正常分裂及染色体精确分离至关重要.中心体失调控常造成遗传物质错误分配,最终诱发肿瘤形成.因此,对中心体结构及数量的精密调控将对细胞命运起着决定作用.目前发现,中心体至少包含100多种调节蛋白,这些蛋白在细胞内的功能各异.最近很多研究显示,多种DNA损伤修复及应答通路的激酶或磷酸酶定位于中心体,并且参与中心体调控.本文将对中心体结构、中心体复制、中心体分离、中心体扩增、DNA损伤与中心体异常及DNA损伤反应性蛋白在中心体调控中的功能作一综述.

西达本胺诱导多发性骨髓瘤细胞凋亡及与DNA损伤反应的相关性

目的:本研究旨在探讨新型组蛋白脱乙酰酶抑制剂(HDACi)西达本胺对人多发性骨髓瘤(MM)细胞凋亡的影响及其与DNA损伤反应(DDR)的相关性。方法:采用MTT法检测西达本胺对MM细胞系RPMI8226的增殖抑制作用;应用流式细胞术分析靶细胞凋亡及细胞周期分布;采用Western blot检测靶细胞目标蛋白表达;应用ATM激酶特异性抑制剂KU-55933干扰DDR过程。结果:西达本胺对RPMI 8226细胞的增殖抑制作用呈时间剂量依赖性,其24、48和72 h IC50值分别为9.6,6和2.8μmol/L。西达本胺通过上调RPMI 8226细胞p21蛋白表达,将细胞周期阻滞于G0/G1期。西达本胺通过caspase-3依赖的途径诱导RPMI8226细胞凋亡,并上调DDR相关蛋白γH2AX和p ATM的表达。采用ATM激酶抑制剂KU-55933预处理靶细胞,可下调西达本胺诱导的γH2AX和p ATM蛋白表达升高,从而抑制DNA损伤反应,并逆转西达本胺诱导的细胞凋亡。结论:西达本胺诱导骨髓瘤细胞增殖抑制、细胞周期停滞和细胞凋亡涉及DNA损伤反应。

Beclin-1调控DNA损伤反应的作用机制

Beclin-1是一种成熟的核心哺乳动物自噬蛋白,在DNA损伤反应中起重要作用。然而近年来越来越多的研究表明,Beclin-1通过非自噬依赖通路调控细胞凋亡、细胞周期检查点、DNA损伤修复,进而参与调控DNA损伤反应。尽管许多研究报道了Beclin-1参与DNA损伤反应,但确切的调控机制尚不清楚。本文对Beclin-1参与DNA损伤反应的作用机制进行综述。

下调髓系白血病细胞系K562细胞中乳腺癌缺失因子1表达对其DNA损伤反应的作用初探

目的探讨乳腺癌缺失因子1(DBC1)在慢性髓系白血病细胞系K562细胞DNA损伤反应(DNA damage response,DDR)中的作用。方法采用实时荧光定量PCR和蛋白质印迹法(Western blot)检测DBC1在白血病及淋巴瘤细胞中的表达水平。通过RNA干扰(RNAi)技术构建稳定的DBC1基因沉默的K562细胞,分为干扰组(DBC1-sh1和DBC1-sh2组)和阴性对照组[无效慢病毒组(SCR组)]。通过依托泊苷(etoposide,vp16)诱导DNA损伤。溴脱氧核苷尿嘧啶(BrdU)核酸掺入实验检测DBC1下调后K562细胞在DNA损伤前后细胞周期分布变化。克隆形成实验检测DBC1对K562细胞克隆形成能力的影响。流式细胞术检测DBC1下调后K562细胞在DNA损伤前后细胞凋亡的变化。蛋白质印迹法检测DNA损伤相关蛋白(γ-H2AX)和DNA损伤修复相关通路蛋白表达情况。单细胞凝胶电泳分析K562细胞DNA损伤程度。查询癌症基因组图谱(TCGA)肿瘤数据库,采用Kaplan-Meier生存分析研究DBC1表达与髓系白血病患者生存率的关系。结果DBC1高表达的髓系白血病患者总体生存率显著低于低表达者(P<0.05)。在髓系白血病细胞系中DBC1蛋白质和mRNA的表达均显著高于其他白血病和淋巴瘤细胞系(P值均<0.05)。DBC1-sh1和DBC1-sh2组K562细胞中DBC1蛋白质相对表达量均显著低于SCR组(P值均<0.05)。vp16处理后,DBC1-sh1和DBC1-sh2组的S期细胞百分比均显著高于SCR组(P值均<0.05),克隆形成大小显著小于SCR组,数目显著少于SCR组(P值均<0.05)。DBC1-sh1组细胞的凋亡百分比高于SCR组(P<0.05)。vp16处理后,DBC1-sh1组细胞DNA损伤程度显著重于SCR组(P<0.05),非同源末端连接(non-homologous end joining,NHEJ)修复能力显著低于SCR组(P<0.05)。结论DBC1是参与髓系白血病细胞系K562细胞DNA损伤应答反应的重要蛋白,具有调节K562细胞DNA损伤应答的作用。

A型核纤层蛋白与氧化应激和DNA损伤反应

核纤层蛋白是一种存在于真核细胞核膜下的中间丝纤维蛋白,是细胞核中重要的骨架蛋白,对维持细胞核的结构和功能具有重要作用。其基因突变会引起一系列的遗传性疾病,称为核纤层蛋白病。这些疾病在细胞水平表现出氧化应激和DNA损伤的特征,提示核纤层蛋白在氧化应激和DNA损伤反应中具有重要作用。本文主要就A型核纤层蛋白在氧化应激、DNA损伤反应中的作用机制进行综述。

香烟烟雾诱导气道上皮细胞DNA损伤反应研究

目的探讨香烟烟雾提取物(CSE)诱导人气道上皮(HBE)细胞DNA损伤反应。方法 HBE细胞经不同浓度CSE干预后,采用细胞克隆实验探究HBE细胞增殖能力变化,运用酶联免疫吸附实验(Elisa)检测炎症水平,免疫荧光法检测DNA损伤反应表达水平。结果克隆形成实验发现HBE细胞增殖能力明显减弱,Elisa检测发现HBE细胞炎症反应随CSE浓度增加而增加,免疫荧光法显示DNA损伤标记物H2AX表达上调,上述结果在一定范围内呈浓度依赖性(P <0.05)。结论 CSE诱导HBE细胞DNA损伤反应,影响HBE细胞基因组稳定性,减弱其增殖活力,进而导致慢性气道炎症的持续进展。

六价铬诱发rDNA拷贝数变异对不同细胞系DNA损伤反应的影响

目的观察六价铬暴露致rDNA拷贝数变异对不同细胞系DNA损伤反应的影响,为六价铬诱发rDNA拷贝数变异参与DNA损伤反应过程的研究提供思路和方法。方法人正常肺上皮细胞(BEAS-2B)和人胚肺细胞(MRC-5)采用2μmol/L重铬酸钾10μL染毒,24 h后去毒,置于新鲜培养基继续孵育,对照组用等体积磷酸盐缓冲液处理;收集染毒24 h、去毒后3 d和去毒后7 d的细胞,采用实时荧光定量PCR法检测rDNA拷贝数;采用Muse细胞分析仪检测细胞周期、细胞凋亡和DNA损伤情况,通过共济失调毛细血管扩张突变基因(ATM)激活率、DNA双链断裂率和变体组蛋白(H2A.X)磷酸化率评估DNA损伤情况。结果MRC-5细胞背景45S rDNA(1.54±0.26)和5S rDNA拷贝数(6.97±1.07)高于BEAS-2B细胞(1.02±0.18和3.00±0.15)(均P<0.05)。去毒后3 d,MRC-5细胞45S rDNA拷贝数(0.80±0.04)低于对照组,BEAS-2B细胞45S rDNA拷贝数(1.43±0.07)高于对照组(均P<0.05)。MRC-5细胞染毒24 h时发生G0/G1期阻滞,去毒后3 d和去毒后7 d总凋亡率(11.53%±1.53%和18.33%±0.70%)高于对照组(3.53%±0.93%)(均P<0.05);BEAS-2B细胞染毒24 h和去毒后3 d总凋亡率(2.80%±0.17%和3.33%±0.57%)、去毒后3 d时ATM激活率(3.37%±0.67%)、DNA双链断裂率(4.45%±0.85%)和H2A.X磷酸化率(1.68%±0.56%)均高于对照组(1.53%±0.61%、1.18%±0.22%、0.97%±0.21%和0.29%±0.06%)(均P<0.05)。结论六价铬诱发rDNA拷贝数变异对不同细胞系DNA损伤反应的影响不同,背景rDNA拷贝数较低的BEAS-2B细胞反应更明显,而背景rDNA拷贝数较高的MRC-5细胞相对稳定。

莪术油对乳腺癌MCF-7细胞端粒酶活性及DNA损伤反应的调控作用

目的研究莪术油通过hTert作为下游靶基因对乳腺癌MCF-7细胞端粒酶活性及DNA损伤反应的调控作用。方法以300μg/mL莪术油处理MCF-7细胞,采用MTT法测定细胞增殖活性,绘制生长曲线,筛选最佳药物处理时间。于加药后48 h,实时定量RT-PCR检测端粒酶催化亚单位hTert表达水平、TRAP Assay检测端粒酶活性变化;收集加药前以及加药后24,48,72 h细胞,采用免疫荧光及Western Blot检测DNA损伤反应相关53BP1蛋白水平。结果莪术油处理的MCF-7细胞24 h后增殖活力开始降低,至48 h生长明显减缓,实时定量RT-PCR结果表明,加药后48 h,hTert表达水平降低为对照细胞的2.43倍(2-△△Ct),TRAP Assay结果显示端粒酶活性降低为对照细胞的2.27倍,免疫荧光及Western Blot结果显示莪术油处理的细胞53BP1蛋白磷酸化水平自转染24 h后开始升高,至48 h左右达到高峰,至72 h时仍保持在较高水平。结论莪术油可以hTert作为下游靶分子,通过调控端粒酶活性及DNA损伤反应,抑制乳腺癌MCF-7细胞的增殖。

DNA双链断裂损伤反应及它的医学意义

DNA损伤应激反应是维持基因组稳定性的基石.细胞在长期进化中形成了由损伤监视、周期调控、损伤修复、凋亡诱导等在内的自稳平衡机制.一方面,借助感应、识别并启动精细而复杂的修复机制修复损伤;另一方面,通过DNA损伤应激活化的细胞周期检查点机制,延迟或阻断细胞周期进程,为损伤修复提供时间,使细胞能安全进入新一轮细胞周期;损伤无法修复时则诱导细胞凋亡.DNA双链断裂(double strand breaks,DSBs)是真核基因组后果最严重的损伤类型之一,其修复不利,同肿瘤等人类疾病的发生发展密切相关.新进展揭示:DSBs损伤反应信号分子ATM-Chk2-p53、H2AX等的组成性活化,是肿瘤形成早期所激活的细胞内可诱导的抗癌屏障,其信号网络的精确、精细调控在基因组稳定性维持中发挥重要作用.此外,HIV病毒整合进入宿主细胞基因组的过程也依赖于宿主细胞中ATM介导的DSBs损伤反应信号转导;ATM特异性的小分子抑制剂在抗HIV感染中显示重要的功能意义.文中重点讨论调控DSBs损伤应激反应信号网络的主要研究进展,及其在肿瘤发生、发展及抗HIV感染中的新医学意义.

染色体间区区室化核结构PML-NB在DNA损伤反应中的功能意义

细胞在长期进化过程中形成的DNA损伤反应防御机制包括转录调节、周期调控、损伤修复、凋亡性和非凋亡性死亡等的一系列细胞学反应,是基因组稳定性维持的基石。其调控异常与肿瘤、衰老、遗传易感综合征等疾病发生直接相关。以早幼粒细胞白血病蛋白(promylocytic leukemia protein,PML)为核心分子构成的、与核基质相连的亚核多蛋白复合体——PML核体(PML nuclear body)既是DNA损伤的动态感受器,又是p53依赖和非依赖的检查点激活、损伤修复、凋亡诱导等细胞学反应的调控核心,在染色质重塑表观遗传调控、基因转录及转录后调控、蛋白共价修饰和活性调控等多个层面整合并协同调节DNA损伤反应。