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背景与目的: 细胞周期指细胞从上一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个过程,包含G1期、S期、G2期、M期四个阶段。S期为DNA合成期,在这一阶段完成DNA的合成以及合成与DNA组装构成染色质等有关的组蛋白,此期不仅细胞DNA含量增加1倍,而且为进入有丝分裂提供物质,S期正常运行是细胞增殖的关键。肿瘤细胞与正常细胞的最大区别就是无限增殖,干扰DNA的合成阻断S期,进而抑制肿瘤细胞的增殖现已成多种抗肿瘤药物的主要作用机制,可以选择性地杀死肿瘤细胞,而不损害或少损害正常细胞。然而,在以S期为靶点的新药研究过程中,研究者们最关心的一个问题就是如何在动物体内有效而简捷的监测S期。本研究旨在构建反映细胞周期S期融合报告基因,实现利用生物发光成像技术无创地在活体检测细胞周期的变化。 材料和方法: 利用Skp2细胞周期依赖性变化和泛素化依赖性降解的特性,以融合蛋白技术构建Skp2-Luc2基因真核表达重组载体,通过共转染方法建立稳定表达Skp2-Luc2及luc2的肿瘤细胞株。采用细胞周期同步化法检测Skp2-Luc2的表达是否依细胞周期而调节;采用siRNA干扰及蛋白酶体抑制实验来验证Skp2-Luc2的泛素化依赖性降解途径;采用在体成像的方法来检测Skp2-Luc2是否可以在体监测细胞周期的变化;采用免疫组化的方法来验证细胞是否被阻滞的细胞周期S期。应用SPSS13.0软件进行统计分析。P≤0.05为差异具有统计学意义。 结果: ①Skp2-luc2的表达水平随细胞周期变化而变化,在S期达到最高点。 ②Skp2-luc2在敲除cdh1及抑制蛋白酶体后积累明显增加。而luc2未呈现明显的变化。 ③Skp2-luc2荧光素酶活性在S期抗肿瘤药治疗后明显上调,而luc2的活性未呈现明显的变化。 ④治疗组内源性skp2与cyclinA的表达明显高于对照组,而p27的表达治疗组明显低于对照组。 结论: 成功的构建了细胞周期S期的报告基因Skp2-luc2,该蛋白的表达随细胞周期变化而变化,在S期积聚,逃逸S期后降解,该报告基因可以在体内及体外无创地监测细胞周期的变化,有望应用到S期抗肿瘤药物疗效的早期评价及作为细胞周期及相关信号通路和一个示踪剂。