异柠檬酸脱氢酶1 R132H突变型胶质细胞瘤及其维持端粒的代偿机制

异柠檬酸脱氢酶1(isocitrate dehydrogenase 1,IDH1)R132H是II-III级胶质瘤和少突胶质细胞瘤中最常见的突变基因。绝大多数IDH1^(R132H)突变型胶质细胞瘤并没有通过端粒酶的激活(在端粒酶逆转录酶TERT的介导下以RNA为模板延伸端粒长度)作为其端粒维持机制,而是通过一种依赖于同源重组(homologous recombination,HR)的代偿机制来维持端粒长度,该机制被称为端粒延长替代(alterative lengthening of telomere,ALT),目前关于ALT形成的机制尚不完全清楚。最近的研究表明,端粒Shelterin复合物组分RAP1和非同源DNA末端连接(non-homologous end joining,NHEJ)修复因子XRCC1的表达在IDH1^(R132H)突变的胶质细胞瘤中均一致下调,导致端粒功能障碍并促进HR。同时,IDH1^(R132H)突变通过下调去甲基化酶KDM4B的活性水平,与α地中海贫血伴智力低下综合征X连锁(alpha thalassemia/mental retardation syndrome X-linked,ATRX)基因缺失协同作用促进ALT途径。基于这些研究,本文就突变IDH1^(R132H)的表达如何引发端粒功能障碍并改变端粒处的DNA修复途径偏好,进而与ATRX丢失协同作用促进ALT发生的机制进行综述。为临床靶向治疗IDH1^(R132H)突变型胶质细胞瘤提供参考。

端粒酶hTERT促进肿瘤细胞侵袭与转移及其机制研究

目的观察hTERT基因修饰对人骨肉瘤细胞系U-2OS生物学行为的影响。方法采用脂质体法将克隆有人全长cDNAhTERT的真核荧光质粒(pIRES2-EGFP-hTERT)转染端粒酶阴性的人骨肉瘤U-2OS细胞,经G418筛选,免疫组化和Westorn Blot鉴定后,检测其端粒酶活性的改变、生长周期以及生物力学的变化。结果成功转染人真核荧光表达载体的U-2OS细胞能有效抵抗G418,并可有效表达hTERT蛋白,细胞内端粒酶活性明显增强,G1期细胞比例下降,S期细胞比例升高,并且还明显增强了对细胞外基质的粘附力。进一步采用Transwell小孔迁移实验检测发现,hTERT/U2OS侵袭能力明显增强。结论转染hTERT基因后,U-2OS细胞内可同时通过端粒酶途径延长端粒。hTERT基因修饰可促进细胞周期进程,促使细胞从G1期→S期。通过替代途径延长端粒的肿瘤细胞在hTERT基因修饰后,增殖能力及侵袭能力明显增强。

人体端粒G4-DNA稳定剂的研究进展

端粒长度的维持在肿瘤细胞的永生化过程中起到至关重要的作用。约85%的人体肿瘤细胞通过端粒酶延伸端粒,从而获得持续的增殖能力。另外,15%的人体肿瘤细胞通过端粒替代延伸机制(alternative lengthening of telomeres,ALT)延伸端粒。这两种机制对于维持肿瘤细胞中端粒的长度具有同等重要的意义。人体端粒由富含鸟嘌呤(G)的DNA重复序列组成,该序列在特定的条件下可以形成G-四链体(G4)的结构。此结构的形成可以从根本上抑制端粒酶和ALT对端粒的延伸而达到抗肿瘤的目的。因此,人体端粒G4-DNA作为抗肿瘤靶点的研究是近年来抗肿瘤研究的重要前沿领域之一。该文重点综述人体端粒G4-DNA稳定剂研发的最新研究进展。

端粒延长技术在癌症治疗中的应用

癌症已经成为现代人最为恐慌的疾病,它的难预防、难诊断、难治疗是当前世界上最为头疼的难题。我国平均每年患癌人数高达三百多万,近年来受环境、食品等不良因素影响,癌症发病率逐年上升,致病患者平均年龄下降,癌症已经成为人类的头号杀手。导致癌症的罪魁祸首之一,就是端粒长度的变化和结构的稳定性。端粒长短与细胞的分裂次数息息相关,分裂次数增多则端粒长度逐渐缩小,最终细胞分裂能力下降、活性降低,逐渐走向凋亡。但在细胞分裂过程中,有些细胞会修复受损的端粒长度诱导DNA发生断裂,使正常细胞发生突变,导致癌细胞永生化。端粒延长技术的出现使人们了解了癌细胞拥有无限增殖能力的原因,本文将从端粒延长技术的作用原理出发,讨论端粒与癌细胞增殖之间的关系,并以此为靶点探究其在癌症治疗方面的作用,以期为后续癌症治疗研究提供参考。

靶向端粒抗肿瘤药物的研究进展

端粒是真核生物线性染色体末端的特殊结构,由端粒重复序列DNA和端粒结合蛋白组成,具有保护线性DNA末端、维持染色体稳定性等重要作用。随着细胞分裂次数的增加,端粒长度会逐渐缩短,最终引起细胞衰老或凋亡。端粒长度的维持对持续分裂的肿瘤细胞具有重要的意义。所以,端粒是肿瘤治疗的一个重要靶点,端粒长度维持机制及其相关靶向药物(端粒酶抑制剂、端粒延伸替代机制阻断剂、端粒G-四链体稳定剂以及端粒类似物T-oligo)的研究对于肿瘤治疗有着重要指导意义及临床应用价值。本文聚焦上述四个方向,对以端粒为靶点的抗肿瘤药物的最新研究进展进行综述。

端粒延长替代机制与DNA修复途径

端粒长度和结构的稳定与肿瘤及衰老的发生密切相关,端粒维持机制(telomere maintenance mechanism,TMM)的激活对稳定基因组和建立细胞永生化至关重要。85%~90%的肿瘤细胞是通过激活端粒酶来维持端粒长度的,10%~15%的肿瘤细胞在端粒酶失活或不足的情况下,利用同源重组或其他多种机制维持端粒长度,这些端粒维持机制统称为端粒延长替代机制(alterative lengthening of telomere,ALT)。ALT端粒DNA通过染色体外游离的端粒重复DNA来合成。这提示,在ALT端粒维持时进行的DNA修复机制可能有利于阐明衰老与肿瘤之间的辩证关系。该文从ALT端粒DNA维持的角度,阐述和总结了ALT肿瘤中几种DNA修复途径及ALT活性相关蛋白如何维持端粒长度和功能的完整性。