2007, 34(7):669-672.
摘要:继“人类基因组计划”后生命科学领域最大的国际合作计划之一——“DNA元件百科全书”计划(Encyclopedia of DNA Elements,ENCODE)日前发表了一系列重要文章报告了其示范期完成的1%人类基因组的解码情况. 这些成果由来自11个国家的35个小组合作完成,挑战了人们对于人类基因组的传统认识,即人类基因组不是由孤立的基因和大量“无用DNA片段”组成的,基因组本身就是一个复杂的网络系统,有着多层次的精细调控规则. ENCODE计划示范期(1%人类基因组解码)的成果为进一步解译人类基因组这部“天书”开辟了道路,刷新了我们关于基因的概念,成为人类生物学研究史中又一座里程碑. 同时,大量的“非编码RNA基因”仍旧是生命科学天空中的“一朵乌云”,其未知的功能尚待探索.
2007, 34(7):673-681.
摘要:表观遗传学是功能基因组学的重要组成部分,它实际上是研究理化、生物等环境因素以及饮食习惯等对遗传因素的作用,并由这一作用引起DNA序列以外的遗传物质改变. 鼻咽癌是我国南方常见恶性肿瘤, 具有明显的家族聚集倾向,存在基因组不稳定性,易受理化、生物等环境因素的影响,是多基因遗传性肿瘤. 鼻咽癌这种独特病因体系提示:鼻咽癌是研究肿瘤表观遗传修饰的最佳模型之一. 主要从DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重构和非编码RNA的调控4方面对鼻咽癌表观遗传学研究进展进行综述并针对性地提出了一些新的建议,目的是为进一步探究鼻咽癌表观遗传学发病机制,更好地全面理解鼻咽癌的病因发病机制网络体系,寻找鼻咽癌高危易感人群的筛查、早期诊断、治疗、预后判断的表观遗传修饰分子标志物开辟新的前景.
2007, 34(7):682-686.
摘要:病毒囊膜与宿主细胞膜的膜融合是囊膜病毒入侵的重要过程,病毒囊膜融合糖蛋白的一系列结构变化引发此过程. 综述了Ⅱ类囊膜病毒、弹状病毒及疱疹病毒融合蛋白结构与功能研究的最新进展,介绍了软件分析并定位融合蛋白功能区域的方法. Ⅱ类病毒与Ⅰ类病毒融合蛋白的融合前结构不同,但融合后结构 (发夹三聚体结构) 相似. 弹状病毒与疱疹病毒的融合蛋白集合了Ⅰ/Ⅱ类融合蛋白的某些特征,但其结构变化及融合过程各不相同,被归为新型融合蛋白. 上述研究为基础设计的以病毒融合过程为靶标的抑制子,可为抗病毒新药的研制提供新思路.
2007, 34(7):687-694.
摘要:早老症(Hutchinson-Gilford Progeria Syndrome,HGPS)是一种早发而严重的过早老化性疾病. 它是由于编码A/C型核纤层蛋白的LMNA基因发生点突变而引起. 这个突变激活了基因11号外显子上一个隐蔽的剪接位点,产生了一种被截短了50个氨基酸的A型核纤层蛋白. 然而,一个广泛分布于核膜上结构蛋白的突变,如何引起HGPS患者的早老表现,目前还不太清楚. 最近研究发现,HGPS患者的细胞核结构与功能发生了各种异常,主要表现在:progerin蓄积与核变形、细胞核机械性质的改变、组蛋白修饰方式与外遗传控制的改变、基因表达调控异常、p53信号传导通路激活和基因组不稳定等方面. 目前存在机械应激假说和基因表达失控假说两种假说解释HGPS的发病机制. 对于HGPS患者,尚无有效的临床干预措施,但有学者提出了一些治疗策略,如应用法尼基化的抑制剂、反义寡核苷酸和RNA干扰方法. HGPS被认为是研究正常衰老机制的一个模型. 对HGPS深入研究将有助于阐明A型核纤层蛋白和核膜的正常生理功能, 及其在生理衰老和疾病中的作用.
2007, 34(7):695-701.
摘要:丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 信号通路介导多种重要的细胞生理反应. 对下游蛋白激酶的磷酸化是MAPK家族成员发挥生理作用的重要方式. 在MAPK的下游存在3个结构上相关的MAPK激活蛋白激酶(MAPKAPK or MK),即MK2,MK3和MK5. 在被MAPK激活后,MK可将信号传递至细胞内不同靶标,从而在转录和翻译水平调节基因表达,调控细胞骨架和细胞周期,介导细胞迁移和胚胎发育. 最近,在基因敲除研究的基础上,不同MK亚族成员之间的功能区分已经逐渐明晰,使我们对于MK的认识有了长足的进步.
2007, 34(7):702-708.
摘要:研究表明,间充质干细胞具有向肿瘤细胞定向迁移并且抑制肿瘤细胞的特性,然而其分子机理目前尚不清楚. 为了探讨间充质干细胞抑制肿瘤细胞作用的分子机制,应用 BMMS-03 人间充质干细胞的条件培养液作用于 MCF-7 乳腺癌细胞,通过软琼脂克隆形成实验、MTT实验、免疫印迹和免疫荧光染色等技术观察细胞克隆形成、增殖和基因表达的变化. 结果显示:在 BMMS-03 细胞条件培养液作用下,MCF-7 细胞的克隆形成和增殖受到了明显的抑制,β-catenin 及其下游靶蛋白 c-Myc、Bcl-2、PCNA 和 survivin 的表达被明显下调,MCF-7 细胞浆和细胞核内β-catenin 的表达被明显抑制. BMMS-03 细胞中 Dkk-1 的表达水平与 MCF-7 细胞相比较高. 利用抗 Dkk-1 的抗体中和 BMMS-03 细胞条件培养液中的 Dkk-1 后,可明显拮抗 BMMS-03 细胞条件培养液对 MCF-7 细胞中 β-catenin 及 c-Myc 表达的抑制作用,基因转染使 MCF-7 细胞过表达 Dkk-1 后,MCF-7 细胞的β-catenin 及 c-Myc 的表达明显下调. 同样经基因转染使 BMMS-03 细胞过表达 Dkk-1 后,其条件培养液可进一步下调 MCF-7 细胞 β-catenin 及c-Myc 的表达. 上述结果表明,间充质干细胞 BMMS-03 对乳腺癌 MCF-7 细胞的恶性表型具有明显抑制作用,其分子机制与间充质干细胞释放 Dkk-1 抑制乳腺癌细胞 Wnt/β-catenin 信号途径有关.
2007, 34(7):709-717.
摘要:鸟氨酸脱羧酶(ODC)和S-甲硫氨酸脱羧酶(AdoMetDC)是多胺体内合成的2个关键酶. 研究腺病毒Ad-ODC-AdoMetDCas介导的ODC和AdoMetDC反义RNA对肺癌多胺合成,细胞增殖以及侵袭的抑制作用. 用活细胞计数和流式细胞术分别检测Ad-ODCas和Ad-ODC-AdoMetDCas对肺癌A-549细胞增殖的影响,蛋白质印迹和HPLC方法分别检测腺病毒对肺癌A-549细胞中ODC和AdoMetDC蛋白表达以及胞内多胺含量的抑制作用,TUNEL标记检测法观察Ad-ODC-AdoMetDCas对肺癌细胞凋亡的影响,Matrigel侵袭实验分析腺病毒对肺癌A-549细胞侵袭活性的改变,裸鼠皮下移植瘤模型研究Ad-ODC-AdoMetDCas对体内肺癌生长的抑制作用. 实验结果显示, Ad-ODC-AdoMetDCas明显抑制肺癌A-549细胞的增殖,导致细胞凋亡,显著降低肺癌A-549细胞的体外侵袭能力,肺癌A-549细胞感染Ad-ODC-AdoMetDCas后细胞内3种多胺含量都明显降低,Ad-ODC-AdoMetDCas对已形成的裸鼠皮下移植瘤具有明显的抑制作用. 实验表明,ODC和AdoMetDC双反义腺病毒具有显著抑制肺癌增殖和侵袭的作用,对于肺癌的防治研究具有一定的前景.
2007, 34(7):718-723.
摘要:间充质干细胞的分化受多种因素的影响,其中力学是重要因素之一. 为了探讨力学信号在间充质干细胞分化中的传导机制,利用力学加载装置在成骨细胞诱导体系条件下,对小鼠骨髓间充质干细胞系 (D1细胞) 加载不同拉伸应变,运用 RT-PCR方法、Flou-3-AM Ca2+染色技术、激光共聚焦显微镜技术及5种信号阻断剂,SB203580(p38MAPK特异抑制剂)、PD98059 (MEK-1/2MAPK特异抑制剂)、LY294002(PI3Ks特异抑制剂)、细胞松弛素B(微丝结构阻断剂)、EGTA (Ca2+螯合剂),探讨力学信号的基本传导途径. 结果显示:3%的拉伸应变能明显提高细胞内Ca2+水平;细胞微丝结构破坏后,延迟了3%拉伸应变对细胞内Ca2+水平增加的影响;细胞外Ca2+螯合后,拉伸应变不能促进细胞内Ca2+水平的升高,该结果提示,拉伸应变对细胞内Ca2+水平的影响主要通过细胞外Ca2+的内流实现. 5种信号阻断剂能完全阻断干细胞向成骨细胞分化过程中关键基因骨钙蛋白 (osteocalcin,OCN)和OSX mRNA的表达. p38MAPK途径、MEK-1/2MAPK途径被阻断后, 拉伸应变激活了OCN和Osterix(OSX,与成骨细胞分化相关的关键基因) mRNA的表达;PI3Ks途径阻断后, 拉伸应变部分激活了OCN和OSX mRNA的表达;细胞微丝破坏及胞外Ca2+螯合后, 拉伸应变不能促进OCN和OSX mRNA的表达. 上述结果表明:力学信号通过Ca2+信号、细胞微丝结构以及PI3Ks信号途径引起细胞的应答反应和生物学效应.
2007, 34(7):724-731.
摘要:随着各种生物基因组序列测定工作的完成,大量的DNA 序列数据涌现出来,为研究在基因组中寻找水平转移基因提供了极大的便利. 将基因序列特征分析和支持向量机技术结合起来,通过分析基因序列的特征差异发现水平转移基因. 依据以前研究工作的基础,选取了绝对密码子使用频率(FCU)作为序列特征,主要因为它既包含了基因密码子使用偏性的信息,也包含了基因所编码蛋白的氨基酸组成信息,支持向量机利用这些信息进行水平转移基因分析和预测,可以提高预测的准确性. 另外,提出了基于分链的水平转移基因预测新方法,即将细菌基因组前导链和滞后链上的基因区别对待,分别进行水平转移基因预测. 结果显示,基本预测方法要优于目前预测结果最好的Tsirigos 等提出的基于八联核苷酸频率的打分算法,命中率的相对提高率最高达31.47%,而基于分链的方法对水平转移基因的预测取得了更好的结果.
骆叶 , 王兰 , 高霞 , 邓唯唯 , 于鹏 , 张晨颖 , 陆阳 , 郝钰 , 石太平
2007, 34(7):732-737.
摘要:细胞凋亡(apoptosis)属于细胞程序化死亡(programmed cell death),是细胞内涉及到许多生化反应的复杂过程. 建立了基于细胞水平的凋亡筛选模型,用于筛选人类基因组中功能未知的序列,以发现与细胞凋亡相关的新基因. 通过构建人类未知基因的表达文库,并将未知基因表达载体瞬时转染HeLa细胞,用阳离子染料JC-1标记HeLa细胞线粒体内膜并检测线粒体跨膜电位,用流式细胞术进行阳性结果的验证. 经过对未知基因表达文库内600个新基因的筛选,得到7个线粒体跨膜电位下降相关新基因 (CHMP6、CGI-38、hCAP-H2、NUDT16L1、ARMC1、PHF17和FLJ21103),经实验验证,其中3个基因(CHMP6、CGI-38和hCAP-H2) 与细胞凋亡相关. 结果表明,所建立的基于细胞的凋亡筛选模型稳定高效,3个细胞凋亡相关基因将被进行深入研究.
郭坤 , 刘银坤 , 周海君 , 代 智 , 陈 洁 , 孙瑞霞 , 孙强玲 , 卢雯静 , 康晓楠
2007, 34(7):738-745.
摘要:利用不同转移潜能肝癌细胞系探讨热休克蛋白27(HSP27)参与肝癌细胞转移潜能形成的可能分子机制. 细胞免疫荧光技术、RT-PCR和免疫印迹技术显示,HSP27在转移潜能不同的肝癌细胞Hep3B、MHCC97L和MHCC97H中定位于细胞浆,亦可见于细胞核,HSP27 mRNA和蛋白质的表达水平与肝癌细胞转移潜能呈正相关. 高转移潜能肝癌细胞系MHCC97H的HSP27 RNA干扰试验结果显示,HSP27 RNA干扰后MHCC97H的侵袭 (MHCC97H组: 21.36 ± 2.92; 对照RNAi组:19.88 ± 2.23; RNAi 组:11.40 ± 2.05)、运动能力 (MHCC97H组:26.35 ± 3.29;对照RNAi组:24.43 ± 3.17;RNAi 组:10.92 ± 2.27)明显减弱,细胞凋亡显著增加 (MHCC97H组:15.12%;对照RNAi组:17.56%;RNAi 组:27.64%). 同时进行信号转导基因芯片检测发现,HSP27干扰后核因子κB(NF-κB)通路抑制,并且免疫印迹显示细胞核内活化的NF-κB p65减少,细胞内磷酸化IκBα降低. 另外,免疫共沉淀检测发现,在肝癌细胞内HSP27可与IKKβ、IκBα共沉淀,且在HSP27 RNA干扰后IKKβ与IKKα结合能力下降. 这些结果提示,HSP27 可能通过参与细胞内NF-κB通路的激活,影响细胞凋亡和细胞运动,在肝癌细胞侵袭转移过程中发挥作用.
2007, 34(7):746-753.
摘要:对结核分枝杆菌DNA四价疫苗(编码Ag85B,MPT64,MPT70 和TB10.4抗原)初发免疫、卡介苗(BCG)加强免疫后小鼠产生免疫应答的能力和抗结核杆菌感染效率进行了分析. 攻毒后细菌计数结果显示,DNA初免、BCG加强组肺脏和脾脏载菌数的对数值比阴性对照组下降1.0~1.3 (P < 0.01),且显著低于DNA四价苗和BCG组(P < 0.05). 3次免疫后,BCG加强组外周血中CD4+ 和CD8+T淋巴细胞显著增多(P < 0.05);经4种抗原分别刺激,BCG加强组脾细胞产生的抗原特异性IFN-γ和IL-2水平显著高于其他免疫组,其中Ag85B抗原诱导产生的IFN-γ浓度为1 250 ng/L,IL-2浓度为230 ng/L,分别是DNA四价苗组的1.6,1.7倍(P < 0.05),是BCG组PPD诱导产生相应细胞因子浓度的2.6倍和2.2倍(P < 0.05);此外,BCG加强组肺脏中分泌穿孔素的淋巴细胞数量也显著增加(P < 0.05). 结果表明,DNA初发免疫、BCG加强免疫法能显著提高小鼠CD4+,CD8+T细胞介导的免疫应答,增强小鼠抗结核杆菌感染能力,是提高结核病疫苗免疫效果的新途径.
王佐 , 童中艺 , 周晓峰 , 姜志胜 , 唐朝克 , 宋砚明 , 田永凤
2007, 34(7):754-759.
摘要:用一种杂交瘤皿,根据内皮祖细胞集落形成单位 (endothelial progenitor cells colony-forming units,EPCs-CFUs) 的形态特征和EPCs表面特异性标记物分离EPCs. 取大鼠股骨、胫骨骨髓,将全骨髓接种在聚苯乙烯制作的杂交瘤皿上,培养4~7天后出现CFUs,将这些集落分别挑选出来后,取单个集落的部分细胞免疫荧光鉴定EPCs表面特异性标记物CD133/VEGFR-2. CD133/VEGFR-2双阳性即为EPCs-CFUs.与此对应的余下一部分继续传代增殖,流式细胞术鉴定CD133/VEGFR-2/CD34,并把此方法命名为微孔法.发现接种后第4天,显微镜下可见明显的CFUs. 免疫荧光鉴定大约7%的CFUs为CD133+/VEGFR-2+,进一步传代培养,流式细胞术鉴定CD133+/VEGFR-2+/CD34+细胞纯度达70%以上. 传代细胞可在体外形成血管样结构,并表达内皮细胞特异性标记物vWF. 结果表明通过微孔法能成功地从大鼠骨髓分离到EPCs.
孙懿 , 易 红 , 杨轶轩 , 张鹏飞 , 李茂玉 , 李建玲 , 杨 芳 , 肖志强 , 陈主初
2007, 34(7):760-769.
摘要:为了阐明鼻咽癌中高表达的p53蛋白聚集与失活的机制,高通量地检测与p53功能相关的蛋白质,首先采用RNA干扰(RNAi)技术稳定沉默鼻咽癌细胞系CNE2的p53基因表达,然后用蛋白质组技术研究稳定沉默该基因对鼻咽癌蛋白质表达谱的影响. 通过对稳定干扰p53基因后鼻咽癌细胞系CNE2的蛋白质表达谱改变的研究,用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)分析和电喷雾串联质谱(ESI-Q-TOF-MS)验证鉴定了22个差异表达蛋白质. 在这些差异表达蛋白质中,有些是已经报道的p53功能相关蛋白质,如热休克蛋白27(HSP27)、异质性胞核核糖核蛋白K(hnRNPK)、14-3-3σ等,其他可能是新的p53功能相关蛋白质,如eIF4B、TPT1、hnRNPH3、SFRS1等. 部分差异表达蛋白质如HSP27、14-3-3σ和GRP75经蛋白质印迹分析技术进行了验证,同时pcDNA3.1-FLAG-p53质粒转染CNE2细胞引起了HSP27、14-3-3σ表达下调,GRP75表达上调. 在鼻咽癌细胞中鉴定的22个差异表达蛋白质大致可以分为5类,包括信号传导相关蛋白质、分子伴侣、与转录和翻译相关蛋白质、代谢相关蛋白和细胞结构相关蛋白质,涉及到细胞周期的调控、分子基因表达调控、细胞黏附、细胞代谢等众多事件,它们可能作为p53功能相关蛋白质,为阐明鼻咽癌中p53蛋白聚集及失活的机制提供了重要依据和线索.
2007, 34(7):770-776.
摘要:微细胞介导的染色体转移技术 (MMCT) 是一项将外源染色体转入哺乳动物细胞的技术,具有广阔的应用前景. 与体细胞核移植技术结合,MMCT可用于生产具有重要医学药用价值和优良农业生产性状的转染色体动物. 制备高质量的微细胞是关系MMCT技术成功的关键步骤之一. 通过荧光染色和吉姆萨染色分析,结果表明,A9 (neo12) 细胞经0.2 mg/L秋水仙素酰胺处理48 h后,89%的细胞产生微核化,每个细胞平均形成10个微核. 微核化的细胞在含有20 mg/L细胞松弛B的Percoll密度梯度介质中,经39 000 g高速离心后,包含微细胞、完整细胞、细胞核和细胞碎片的混合液,依次通过8 μm 和 5 μm 孔径的滤膜过滤后可获得纯化的微细胞溶液. 通过光学显微镜和吉姆萨染色观察,可见微细胞为一群直径约为3~5μm的类细胞核的球形物质. 微细胞PCR技术首次用于检测微细胞溶液的质量,检测结果显示,所制备的溶液中均匀分布着带有目的染色体的微细胞,适用于进一步作转染色体动物实验.
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