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细胞凋亡的多级分子调控机制

2020-11-28阅读(859)

细胞凋亡的多级分子调控机制

论文摘要

细胞凋亡,是细胞生命终结的重要方式。过多的细胞凋亡和正常水平的凋亡过程的抑制都会导致疾病的发生甚至危及生命。因此,细胞凋亡的发生是受到严密的控制的。从细胞接收到凋亡信号刺激到信号逐级的传递都如同预先设定好的程序一样进行,而这一程序就写在细胞的基因组之中。因为这一调控方式如同生命的其他特征一样是代代相传的,即使在因为长期进化而产生的不同物种之间这一作用途径也具有显著的保守性。从某种意义上讲,细胞凋亡的通路是通过一系列RNA和蛋白质的合成和加工而实现的。因为在正常情况下,导致细胞凋亡的分子在细胞中是处在低水平和低活性状态的,而抑制细胞凋亡的分子则起主导作用,而在凋亡刺激信号的作用下,这种平衡关系则会被逆转。而导致这一逆转的过程又受到包括转录调控、RNA加工、蛋白质翻译调控、蛋白质翻译后修饰以及蛋白质降解等多种途径的调控,而这里的研究工作就是为了揭示细胞凋亡中的这些多级调控是如何协同作用而决定细胞的命运。首先,我们鉴定了细胞凋亡的上游信号分子Caspase-8/Mch5上位于两个Death Effector Domain（DED）结构域之间的一个新的自身切割位点,当细胞接收到凋亡信号的刺激时,Caspase-8能通过自身的剪切激活而对该位点进行切割,从而释放出Caspase-8/Mch5蛋白氨基端的肽段DEDa;该活性多肽分子能通过与细胞核-质穿梭蛋白ERK结合而被转运到细胞核内,并通过与p53结合蛋白TOPORS发生相互作用而影响转录因子p53的转录活性,最终引发Caspase-8基因自身的上调。该发现揭示了caspase-8的自身放大正反馈的转录调控途径,为研究细胞凋亡过程中信号网络调控提供了一个新的机制。同时,上面的工作也提示了细胞核仁在细胞凋亡调控中可能扮演重要角色。通过对细胞核仁中的重要蛋白B23在核仁压力刺激下的动态分布的研究,我们发现,核糖体RNA转录抑制导致的核仁解体会导致B23在细胞质中与hnRNP—U/A1结合。尽管这一结合本身受到特异的结合hnRNP—U的mRNA调控,它同时也会通过调控RNA的加工水平,而影响细胞对核仁压力的响应,而且这一作用机制中hnRNPA1参与的miRNA—18a加工也起着重要作用。降低B23的表达水平或者通过过量表达抑制结合的RNA抑制其与hnRNP—U/A1的结合,都会导致细胞对于Actinomycin引起的核仁压力更加敏感而趋向凋亡。同时这一机制对于细胞周期的调控也有重要作用,抑制B23与hnRNP—U/A1将导致细胞更加难以从细胞周期检验点的持续中逃逸而发生细胞凋亡。最后,我们也尝试通过抗药细胞株的筛选,寻找到一些参与抗药机制的基因。通过对HeLa细胞使用紫杉醇进行筛选,我们成功的分离了一个抗紫杉醇的细胞株,该细胞株对于紫杉醇引起的周期阻断和细胞凋亡都极不敏感,利用microarray对该细胞株的基因表达谱的分析,促使我们发现并鉴定了一个在该细胞株中高表达的抗紫杉醇基因TXR-3,对于其作用机制的研究还在进行之中。

论文目录

  • 目录
  • 缩略语
  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 第一节 细胞凋亡的基本概念
  • 一、细胞凋亡的概念
  • 1.细胞凋亡特征
  • 2.细胞凋亡与疾病发生
  • 二、细胞凋亡的信号途径
  • 1.死亡受体途径
  • 2.线粒体途径
  • 三、常用的细胞凋亡检测方法
  • 第二节 细胞凋亡的调控
  • 一、调控的概念
  • 1.什么是调控
  • 细胞中存在的调控方式
  • 二、细胞凋亡受到的调控
  • 1.细胞凋亡是高度程序化的生理事件
  • 2.细胞凋亡的作用分子受到的表达调控
  • 3.细胞凋亡的作用分子活性受到调控
  • 第二章 实验结果及讨论
  • 第一节 CASPASE-8/MCH5的N端DED参与的CASPASE-8自身转录调控机制
  • 一、研究背景
  • 1.caspase蛋白家族组成及功能
  • 2.caspase-8的剪切激活及其调控机制
  • 3.caspase-8基因表达的转录调控
  • 二、研究结果
  • 1.caspase-8/Mch5的pro-domain中新的自身剪切位点的鉴定
  • 2.caspase-8/Mch5的N端DED亚细胞定位的调控
  • 3.caspase-8/Mch5的N端DED参与caspase-8基因转录表达调控
  • 三、结果分析与讨论
  • 四、本节小结
  • 第二节 细胞核仁蛋白B23对于转录抑制引起的细胞凋亡起关键调控作用
  • 一、研究背景
  • 1.细胞核仁的结构与功能
  • 2.核仁蛋白B23的功能简介
  • 3.RNA转录后水平的调控及其在生命活动中的意义
  • 4.hnRNP蛋白家族的功能研究
  • 二、研究结果
  • 1.Pol Ⅰ的抑制导致B23与RNA结合蛋白hnRNP-U/Al在细胞质中发生相互作用
  • 2.B23通过其HBD与hnRNP-U的RBD发生直接的相互作用
  • 3.B23与hnRNP-U的相互作用受到hnRNP-U结合的RNA的调控并存在反作用
  • 3.B23与hnRNP-U/Al的结合调控hnRNP-U/Al在细胞中的分布
  • 4.B23对于ActD引起的响应在RNA转录后水平起调控作用
  • 5.B23对于hnRNP-Al参与的miR-18a的加工起调控作用
  • 6.B23通过与hnRNP-U/Al相互作用对ActD引起的细胞凋亡和细胞周期起调控作用
  • 三、结果分析与讨论
  • 四、本节小结
  • 第三节 新的紫杉醇抗性基因的鉴定及其对紫杉醇引起的细胞凋亡的调控作用
  • 一、研究背景
  • 1.紫杉醇的药物作用机制
  • 2.紫杉醇的抗药途径
  • 二、研究结果
  • 1.紫杉醇抗性细胞株的筛选及鉴定
  • 2.紫杉醇抗性基因的鉴定
  • 四、本节小结
  • 第三章 实验材料与方法
  • 第一节、实验材料
  • 第二节 常用实验技术及方法
  • 第四章 参考文献
  • 致谢
  • 附录
  • 附录1:学术论文
  • 附录2:学术会议
  • 附录3:学术奖励
  • 附录4:学术论文复印件

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