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目的:进行非洲爪蟾新基因xVAP019和其人类同源基因FAM92A1的克隆及功能研究。
方法:以非洲爪蟾(Xenopus laevis)为研究模型,利用3、未端RT-PCR法克隆从非洲爪蟾卵母细胞cDNA表达文库中筛选到的一个高度保守的新序列表达标签(GenBank 3CCess ion numbers CV973659)的全长基因(xVAP019),利用生物信息学方法,分析该基因的同源性、保守性、结构域等特点;半定量RT-PCR和爪蟾胚胎整体原位杂交方法用来检测其时空表达;克隆其完整ORF并构建其pGEM T-easy克隆载体,体外转录mRNA和体外合成其Morpholino(反义分子),显微注射,研究xVAP019基因在体内过表达和下调内源性xVAP019基因表达时对其胚胎发育的影响;克隆xVAP019的人类同源基因FAM92A1,RT-PCR方法和DNA序列测定技术鉴定FAM92A1的新的转录变异体,构建其真核表达载体pcDNA3.1-FAM92A1s,以人类癌细胞系为模型,利用MTT分析法、流式细胞仪分析法、Hoechst33258染色法体外分析其过表达时对细胞增殖和凋亡的作用;血清饥饿法使细胞周期同步化,RT-PCR法分析内源性FAM92A1基因和外源性FAM92A1基因在不同细胞周期阶段的表达情况;构建FAM92A1基因融合蛋白表达质粒pFAM92A-EGFP-N1(增强型绿色荧光蛋白),转染Hela细胞后瞬时表达,结合DAPI染色,在荧光显微镜下观察FAM92A1蛋白的表达及亚细胞定位;RT-PCR法分析检测FAM92A1s过表达时对p53、Rb、p27、caspase3、caspase 8、caspase 9等基因表达的影响,初步分析其影响细胞增殖和凋亡的可能机制;
结果:(1)克隆了一个非洲爪蟾新基因xVAP019,该基因编码一个含有保守结构域DUF1208且功能未知的蛋白质:(2)生物信息学分析发现xVAP019具有高度的保守性,与其人类同源基因FAM92A1等都属于保守结构域DUF1208家族,含有多个CK2和PKC磷酸化位点和一个蜷曲螺旋结构(coiled cool domain); (3)实验发现xVAP019在爪蟾成体各组织及各发育阶段都有表达:在卵裂期及囊胚期主要表达于动物半球,在原肠期和神经轴胚期表达较广泛,但主要表达于背部外胚层和脊索中胚层及胚孔区,随后可见xVAP019主要表达于背部外胚层和脊索中胚层的衍生结构如头部、脊索等中枢神经系统区域及表皮;(4)xVAPO19体内过表达和下调表达时都严重影响爪蟾胚胎发育,有致畸和致死性;(5)鉴定了FAM92A1的2个新的转录变异体FAM92A1-251、FAM92A1-289且构建了FAM92A1及其两个新的转录变异体FAM92A-251、FAM92A1-289的真核表达载体;(6)检测了FAM92A1s在不同癌细胞系及正常细胞系中的表达,发现FAM92A1-271和FAM92A1-289在癌细胞系及正常细胞系中均表达丰富,而FAM92A1-251表达较低;(7)FAM92A1-271、FAM92A1-251和FAM92A1-289过表达时可影响细胞周期分布,导致S期进入G/M受阻,抑制细胞增殖且可诱导细胞凋亡;(8)RT-PCR检测发现FAM92A1s在S期高表达,在G1和G2/M期表达较低;(9)FAM92A1s过表达时可见p53、Rb、caspase3、caspase 8的表达增加,未见caspase 9的表达;(10)发现FAM92A1蛋白定位于细胞核。
结论:xVAP019基因表达广泛,编码蛋白属于DUF1208保守结构域家族,体内实验表明,xVAP019基因参与脊椎动物胚胎发育过程中外胚层和中胚层的发育。FAM92A1为xVAP019的同源基因,体外实验证明,新基因蛋白FAM92A1属核蛋白,它具有至少9个选择性剪切体,在人卵巢癌细胞株(SKOV3)中过表达的体外实验显示, FAM92A1s过表达可以明显抑制肿瘤细胞生长、改变细胞周期分布、阻止细胞增殖于S期,并可诱导肿瘤细胞凋亡,表明FAM92A1参与细胞增殖和细胞凋亡的调节。其机制可能与肿瘤细胞p53、肋、p27等基因的表达有关,其诱导凋亡可能通过caspase3和caspase8途径,而与caspase9无关。