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DNA损伤是细胞生命中的常见现象。各种各样的环境因素均可持续损害细胞内的遗传物质。这些因素包括来自太阳光的紫外线、电离辐射等外源因素,和来自体内物质代谢的氧化剂等内源因素。在长期的进化过程中,针对各种代谢和外界来源的DNA损伤的因素,地球上的生物逐渐发展出一套完整的修复DNA损伤的机制,那就是高度保守的DNA损伤检控点和DNA修复。 DNA损伤检控点是指当DNA损伤时,延迟或阻滞细胞周期的生化过程。当DNA损伤时,该检控点途径的激活,能防止损伤的或复制不完全的遗传物质的传播,给细胞以足够的时间在细胞周期重新开始前,修复DNA损伤;或损伤过大时,启动凋亡或细胞衰老程序。DNA损伤检控点途径的缺陷,可引起突变的传播,导致其在体内的积累。而突变在体内的积累目前被认为可能是肿瘤发生最主要的原因。因此,DNA损伤时,DNA损伤检控点途径的激活,是维持遗传物质(染色体)的稳定性、抑制肿瘤发生所必需的。 Rad9-Rad1-Hus1(9-1-1)复合体是DNA损伤检控点途径中重要的感受器,DNA损伤时,该复合体在RFC-Rad17的帮助下,与损伤的DNA结合,然后激活DNA损伤检控点途径,并启动DNA修复的过程。故9-1-1复合体在DNA损伤检控点途径和DNA修复中发挥重要的作用。 Jab1(Jun activating binding protein,Jab1)是COP9信号蛋白复合物(COP9signalosome,CSN)中的一个亚基,存在于几乎所有真核生物中。大量的研究表明:在哺乳动物细胞,Jab1作为单体或COP9信号体第5个亚基(CSN5),参与p53、p27、Smad4、Smad7、cyclin E以及雌激素受体等人体内许多蛋白质的降解,介导了细胞增殖、分化以及肿瘤发生的过程。尽管其明确的作用机制还有待阐明,但已有大量的研究提示,Jab1的作用与泛素依赖的蛋白酶体介导的降解有关。 本实验室在前期的研究中,用Jab1作诱饵,对人类乳腺癌cDNA文库筛选时发现,Hus1与Jab1有相互作用;同时免疫组化结果显示Jab1在胰腺癌组织高表达。尽管目前诸多研究显示Jab1涉及多种蛋白质的代谢,如:转录因子(Smad4,Smad7,Cdc)、调节细胞周期的各种因子(p27,C-Jun,p53and cyclin E)以及激素受体等与肿瘤发生有关的因子,并被认为可能是一个新的侯选癌基因。然而Jab1对9-1-1复合物的影响在国内外未见文献报道。本研究旨在明确DNA损伤时,Jab1对9-1-1的调节作用及其可能的作用机制,以及Jab1对DNA损伤检控点途径的影响,为进一步明确Jab1与9-1-1相互作用的关系,深入探讨Jab1的功能奠定理论基础,同时为揭示DNA损伤时肿瘤发生的机理提供理论依据。 目的: 探讨DNA损伤时,Jab1对9-1-1的调节作用及其机制。 方法: 1)通过正向和反向免疫共沉淀技术明确Jab1与9-1-1的相互作用; 2)利用GST蛋白质in vitro pull-down技术确定9-1-1中与Jab1直接作用的成分; 3)利用真核表达技术,观察Jab1高表达(overexpres sion)对细胞内9-1-1的影响; Jab1过表达对293T细胞中外源性9-1-1的影响; Jab1过表达对Panc1细胞中内源性9-1-1的影响; 4)利用RNA干扰技术,观察Jab1表达降低(knockdown)对细胞内9-1-1的影响。 5)利用突变检测技术,观察Jab1过表达对细胞中HPRT基因突变的影响。 6)建立DNA损伤模型,观察DNA损伤对Jab1与9-1-1相互作用的影响。 7)观察UV造成的DNA损伤对Jab1介导的9-1-1调节的影响。 UV造成的DNA损伤对293T细胞中Jab1介导的外源性9-1-1调节的影响。 UV造成的DNA损伤对Panc1细胞中Jab1介导的内源性9-1-1调节的影响。 8)观察HU造成的DNA损伤对Jab1介导的9-1-1调节的影响。 HU造成的DNA损伤对293T细胞中Jab1介导的外源性9-1-1调节的影响。 HU造成的DNA损伤对Panc1细胞中Jab1介导的内源性9-1-1调节的影响。 9)利用蛋白质合成酶的抑制剂环己酰亚胺(CYH),阻断9-1-1的合成,观察Jab1过表达对细胞中9-1-1稳定性的影响。 10)利用蛋白酶体的抑制剂MG132,阻断26S的蛋白酶体介导的蛋白质降解,观察Jab1过表达对细胞内9-1-1水平的影响。 结果: 1)正向和反向免疫共沉淀分别验证了细胞内源性的Rad1、Hus1、Rad9与Jab1确有较强的相互作用,充分证实了酵母双杂交的结果,为进一步研究Rad9-Rad1-Hus1和Jab1的功能提供了理论依据。 2)利用GST蛋白质in vitro pull-down技术初步明确了9-1-1中与Jab1直接作用的亚基是Rad1; 3)在正常细胞和肿瘤细胞中,过表达的Jab1既能明显降低外源性表达的9-1-1在细胞内的水平,同时也明显降低细胞内源性9-1-1的水平。 4)利用RNA干扰技术降低细胞内Jab1的表达水平,则细胞中9-1-1的水平均有不同程度的升高,从另一方面证实Jab1确有降低细胞内9-1-1的作用。 5)采用HPRT基因突变技术初步证实,过表达的Jab1在降低细胞中9-1-1水平的同时,增高了细胞内基因突变的发生率。 6)我们首先建立了DNA损伤模型,然后采用免疫共沉淀方法明确了Rad1、Hus1、Rad9确实与Jab1有相互作用,且DNA损伤能增强这种相互作用。 7)采用Western Blot技术在293T和Panc1两种细胞中分别检测UV介导的DNA损伤时,Jab1对细胞中9-1-1水平的影响,明确了UV型DNA损伤能增强Jab1对细胞中9-1-1的下调作用。 8)通过观察293T和Panc1细胞中,HU型DNA损伤对细胞中Jab1介导的9-1-1下调作用的影响,进一步证实了DNA损伤确能增强Jab1对细胞中9-1-1的这种调节作用。 9)利用蛋白质合成酶的抑制剂CYH,阻断9-1-1的合成后,细胞中9-1-1的稳定性显著降低,结果提示:Jab1主要通过降解细胞中的9-1-1,影响了细胞内9-1-1的水平。 10)利用26S蛋白酶体的抑制剂MG132,我们基本证实:Jab1降解9-1-1是通过26S蛋白酶体实现的。 结论: 1)Jab1确实与9-1-1复合物有相互作用,且DNA损伤能增强二者的相互作用。 2)过表达的Jab1能显著降低293T和Panc1细胞中9-1-1的水平,在DNA损伤时该作用尤为明显。 3)siJab1能有效地降低细胞中Jab1的表达水平,进而增加细胞中9-1-1的水平。 4)过表达的Jab1在降低细胞中9-1-1水平的同时,增加了细胞中HPRT基因突变的发生率。 5)Jab1调节细胞中9-1-1的水平是通过降解9-1-1实现的。 6)Jab1降解9-1-1与ubiquitin-介导的26S蛋白酶体有关。