Epac1对垂体腺瘤细胞增殖和细胞周期的影响及分子机制研究

目的探索垂体生长激素腺瘤细胞增殖的分子机制。方法收集12例肢端肥大症患者的功能性生长激素垂体腺瘤(fGH-PA)组织样本。qPCR法测定fGH-PA组织和大鼠RGC-5、MMQ、GH3细胞中cAMP直接激活的交换蛋白1(Epac1)mRNA表达水平。免疫组织化学测定fGH-PA组织中Epac1蛋白表达情况。Western blot测定MMQ、GH3细胞中Epac1蛋白表达情况。在GH3细胞中过表达或敲低Epac1,或敲低cAMP反应元件结合蛋白(CREB),流式细胞术测定细胞周期变化;CCK-8法测定细胞增殖能力;Western blot测定细胞内p-CREB、CREB、Cyclin D1、CDK2、p21的表达情况。结果qPCR和免疫组织化学结果显示,与旁侧正常组织相比,fGH-PA组织中Epac1 mRNA和蛋白表达水平明显增高(P<0.05)。qPCR和Western blot结果显示,与RGC-5细胞相比,MMQ和GH3细胞中Epac1 mRNA和蛋白表达水平明显增高(P<0.05)。在GH3细胞中过表达Epac1后,与Control组相比,Epac1-OE组G0/G1期和S期细胞占比明显减少(P<0.05),G2/M期细胞占比明显增多(P<0.05);细胞增殖能力明显增强(P<0.05);细胞内p-CREB和Cyclin D1的表达水平明显升高(P<0.05),CDK2和p21的表达水平明显降低(P<0.05),而CREB的表达水平无明显变化(P>0.05)。在GH3细胞中敲低Epac1或敲低CREB后,上述所有结果均发生逆转(P>0.05)。结论垂体生长激素腺瘤细胞中Epac1过表达能够上调细胞内p-CREB的水平,并促进腺瘤细胞通过G1/S期检查点,发生细胞周期检查点失调和大量增殖,但不影响CREB的表达水平。

周期蛋白D与CDK4/6在细胞周期进程中的调控机制

细胞周期(cell cycle)是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程。细胞周期包括G_(0)期(静止期)、G_(1)期(DNA合成前期)、S期(合成期)、G_(2)期(DNA合成后期)和M期(细胞分裂期)。通常,阻止细胞进行异常复制主要有三个检查点,分别为G_(1)/S检查点、G_(2)/M检查点和有丝分裂中/后期检查点。其中,G_(1)/S检查点又称起始点,是细胞周期进程起始的关键节点。G_(1)/S检查点可通过周期蛋白D与CDK4/6结合所形成的复合物调节细胞周期起始,影响细胞周期进程。活性异常的周期蛋白D与CDK4/6会诱导癌细胞的异常增殖,引发癌症恶性发展。因此,了解CDK4/6活性变化情况、周期蛋白D与CDK4/6的组装以及CDK4/6抑制剂的作用,将有助于了解细胞周期进程中潜在的调控过程,并为癌症与疾病的治疗提供一种新方案。该综述对CDK4/6活性调控过程的关键条件,周期蛋白D-CDK4/6在G_(1)期到S期转换中的关键过程,以及CDK4/6类抑制剂治疗药物在癌症及疾病中的研究进展进行了描述与总结,最后阐述了周期蛋白D与CDK4/6在细胞周期进程中所面临的问题及存在的挑战,旨在为后续细胞周期的深入研究提供科学参考。

DNA损伤修复与细胞周期阻滞

面对各种因素导致的DNA损伤,细胞有一套应答修复机制。其中细胞周期阻滞在DNA损伤应答修复中扮演了重要角色,为修复受损DNA创造了条件。关于细胞周期调控的研究集中于细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶(CDK)与细胞周期检查点等方面。在DNA损伤修复过程中,损伤位点募集的磷脂酰肌醇-3-激酶样激酶(PIKKs)可引起细胞周期检查点相关蛋白的激活,导致细胞周期阻滞。在碱基切除修复、核苷酸切除修复、错配修复、DNA双链断裂修复等常见的DNA损伤修复途径中,招募的损伤修复相关蛋白在细胞周期调控中也起到一定的作用。因此综述了主要DNA损伤修复形式与细胞周期阻滞之间的关系及研究进展。