一、哺乳动物细胞对丝裂霉素诱导的DNA链间交联的修复(论文文献综述)
尤立伟[1](2021)在《多效生长因子(PTN)影响乳腺癌和宫颈癌细胞对丝裂霉素C的敏感性的研究》文中认为丝裂霉素C(MMC)是一种天然的抗生素,现用于细胞毒性肿瘤化疗药物,在多种恶性肿瘤的临床治疗中均取得良好的治疗效果,但在使用过程中癌细胞对MMC药物的耐药性影响其临床应用和治疗效率,这已经成为MMC用来治疗癌症必须要克服的难题。PTN是一种肝素结合的可溶性蛋白,与肝素结合细胞因子(MK)共同构成肝素结合细胞因子家族。PTN在胚胎发育过程中高度表达,在多种恶性肿瘤中过表达,包括乳腺癌、前列腺癌、宫颈癌等,并且对部分癌细胞具有一定抗凋亡活性。有研究表明部分与MMC耐药性相关的抗凋亡蛋白被发现,未见PTN。本课题从含有外源蛋白表达载体的大肠杆菌中获得PTN,并将其纯化,同时作用于细胞来确定其活性。将PTN作用于不同浓度的MMC刺激的MCF-7、MDA-MB-231、HeLa、SiHa细胞,实验结果显示,MMC刺激的给药组细胞的IC50值明显高于对照组,这证明在MMC刺激细胞过程中,PTN具有一定的抗凋亡活性,对细胞的MMC敏感性起到一定的减弱作用;在MMC刺激MCF-7、MDA-MB-231、HeLa、SiHa细胞的同时加入梯度浓度的PTN,流式结果证明PTN对细胞具有浓度依赖性抗凋亡作用。为了验证PTN影响肿瘤对MMC敏感性这一假设,本课题利用PTN干扰质粒转染MCF-7、MDA-MB-231、HeLa、SiHa细胞来沉默PTN基因及蛋白表达,通过检测MMC处理的细胞的流式凋亡率,得到细胞对MMC敏感性的变化。将sh-NC、sh-PTN-369、sh-PTN-521分别转染MCF-7、MDA-MB-231、HeLa、SiHa细胞24h后,比较在m RNA基因水平及蛋白水平两种干扰质粒的干扰效率,进行琼脂糖凝胶电泳及Western blot实验,结果显示sh-PTN-521的干扰效率更理想。MMC刺激的PTN沉默的MCF-7、MDA-MB-231、HeLa、SiHa细胞组与对照组细胞相比,其IC50值明显降低,增强了细胞对MMC的敏感性;进一步的流式实验结果证明,MMC处理的sh-NC细胞组与Control细胞组相比,两组细胞的凋亡情况均未有明显区别,而在转染了sh-PTN-521质粒的细胞中,MMC诱导的凋亡率较前两组有一定程度的增加,这证明PTN的沉默增强了细胞对MMC的敏感性。Western blot实验结果证明,在MCF-7、MDA-MB-231、HeLa、SiHa细胞的PTN基因干扰成功后,MMC给药组细胞表达的C-PARP(Cleaved-Poly ADP ribose polymerase)蛋白量明显高于对照组,进一步证明了PTN能够减弱MMC敏感性。综上所述,在乳腺癌及宫颈癌的不同细胞系中,PTN对MMC敏感性的影响均得到验证,PTN的这种活性为后续MMC耐药性机制方面的研究奠定基础。
严俊芳[2](2021)在《电离辐射诱导非小细胞肺癌DNA损伤与线粒体功能紊乱的应答机理研究》文中研究指明肺癌作为全球第一大癌症,是威胁人类健康的凶险癌症类型。放射治疗作为疗效明确的肺癌治疗手段,被应用于肺癌治疗的各个阶段。放射治疗的辐射效应主要引起核基因组的损伤和细胞质损伤比如线粒体功能紊乱。重离子治癌作为先进的放射治疗手段,因其独特的物理优势,能诱发显着的生物学效应,明显提高肺癌病人的治愈率,但其机理仍不清楚。本文以非小细胞肺癌为研究对象,首先探究了X射线和碳离子以及两者联合博来霉素诱导的复杂DNA损伤的动态应答机制。其次,围绕碳离子单独或协同替加环素诱导线粒体功能紊乱展开研究,并对DNA损伤应答与线粒体功能紊乱的相互作用机制做了初步探究,重点阐述重离子治癌的生物学效应机理,使其治癌优势发挥更大。首先,本文对比X射线发现肺癌细胞对碳离子辐照更加敏感,且碳离子诱导的复杂DSB损伤频率较X射线增加。两种射线联合博来霉素后复杂DSB损伤频率为X射线<X射线联合博来霉素<碳离子<碳离子联合博来霉素。随着损伤频率的增加,识别因子γH2AX和53BP1更难募集到损伤位点,募集出现滞后现象。通过修复蛋白的差异表达分析发现,除X射线辐照外,其余各组非同源末端连接(NHEJ)修复因子Ku70的表达上调,而同源重组(HR)修复因子Rad51表达没有显着性差异,表明复杂DSB损伤修复可能以NHEJ为主。碳离子组和碳离子联合博来霉素组中单链损伤识别蛋白XRCC1的表达均下调,说明DNA单链断裂(SSB)逐渐被修复。下一步,对比抗肿瘤药物替加环素发现碳离子、替加环素及两者联合能够抑制A549和H1299细胞增殖并诱导线粒体功能紊乱,且联合作用诱导的毒性作用和线粒体功能紊乱最显着。线粒体功能紊乱体现在ATP产生降低,线粒体膜电势降低和线粒体Ca2+摄入量增加。在A549细胞中,碳离子、替加环素及两者联合作用诱导细胞凋亡。而在H1299细胞中,碳离子及两者联合作用诱导凋亡和自噬水平增加。在分子水平上,对比于替加环素的应答通路AMPK/mTOR,碳离子及联合作用通过Akt/AMPK/mTOR通路调控线粒体翻译蛋白影响线粒体翻译,从而调控线粒体功能,且P53缺陷株H1299细胞对线粒体翻译抑制敏感。最后,初步探究发现ATM/p53/mTOR信号通路是DNA损伤和线粒体功能紊乱的共同调控通路。ATM抑制增加了A549细胞对碳离子的辐射敏感性,主要表现在ATM抑制能够下调碳离子辐照后DSB修复因子Ku70和γH2AX的表达,降低DNA损伤修复能力,同时增加线粒体对Ca2+的摄取,导致线粒体功能紊乱。另外,抑制ATM能够降低辐照后p53磷酸化水平,增加mTOR的磷酸化。进一步发现p53磷酸化抑制后可通过降低AMPK磷酸化水平和激活Akt,从而上调mTOR活性。以上结果表明ATM不仅参与DSB修复,还可通过p53调控mTOR通路,进而调控线粒体功能。碳离子辐照24小时后,LC3-II/I比值发生下调,caspase-3活性增加,ATM抑制则能够下调LC3-II/I比值。因此,自噬水平的降低和细胞凋亡的增加共同决定了细胞的命运,ATM抑制则加重了这一现象。综上所述,本研究对比了X射线和重离子诱导的DNA损伤识别修复的动态应答过程,同时为重离子诱导线粒体功能紊乱提供了新的见解。最后,探究了DNA损伤修复和线粒体功能紊乱的的共同调控机制,连接了碳离子辐射后细胞核和线粒体的直接的双向信号,为重离子治癌提供了直接的生物学依据。
樊湘珍[3](2021)在《鹅不食草通过抑制DNA损伤修复通路增敏肺癌化疗的机制研究》文中指出目的:化疗耐药是当今肺癌临床面临的一大挑战,是导致化疗失败的重要原因。目前临床上尚无切实有效的方法应对,因此,寻找克服肺癌化疗耐药的新策略迫在眉睫。范可尼贫血(FA)通路可通过修复DNA损伤在拮抗化疗药物的细胞毒性作用中发挥关键作用。在前期的研究中,我们已证明了传统中草药鹅不食草具有抗炎和抗氧化的活性。研究表明,鹅不食草及其成分对多种癌症可发挥良好的抗癌效应,然而,鹅不食草的化疗增敏作用及机制尚未见报道。本研究旨在探讨鹅不食草乙醇提取物(ECM)及单体化合物山金车内酯C(ArnC)分别与DNA交联剂联合对非小细胞肺癌(NSCLC)的抗癌作用,并阐明其潜在机制。方法:本研究主要分为三个部分:在第一部分中,采用回流萃取法提取ECM,并运用高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)对ECM的化学成分进行提取和分析。体外实验中选用腺癌人类肺泡基底上皮细胞(A549)/人肺癌细胞(H1299)为实验对象。探究ECM和DNA交联剂如顺铂(CDDP)或丝裂霉素C(MMC)在NSCLC细胞中的协同细胞毒性,采用MTT法检测细胞生存活力,流式细胞术和Western blotting检测细胞凋亡情况。采用线上协同软件对两种药物的组合效应进行评价,人类基因表达数据库分析评估FANCD2的表达与肺癌发生及预后的相关性。采用Western blotting和免疫荧光法检测ECM对DNA交联剂诱导的DNA损伤修复途径的影响,应用彗星实验评价细胞DNA损伤水平,流式细胞术检测细胞的周期分布。在第二部分中,体内实验选择4周龄雄性BALB/c裸鼠,A549细胞皮下接种建立NSCLC模型。肿瘤可扪及后,每隔1天测量肿瘤大小。14天后,随机分为6组(每组6只):对照组(Control,采用含10%乙醇的生理盐水每天灌胃);ECM低剂量组(ECM-L,灌胃,每天100 mg/kg);ECM高剂量组(ECM-H,灌胃,每天200 mg/kg);(4)CDDP 组(CDDP,腹腔注射,2mg/kg,每 3 天 1 次);CDDP+ECM 低剂量组(CDDP+ECM-L);CDDP+ECM 高剂量组(CDDP+ECM-H)。每3天记录小鼠体重,治疗共持续27天。Western blotting法和免疫组化检测肿瘤细胞增殖、凋亡及DNA损伤修复通路相关分子表达,评价ECM和CDDP的联合抗癌作用。试剂盒检测小鼠血清中肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)的水平,观察ECM对裸鼠肝肾功能的影响。在第三部分中,检测ArnC和DNA交联剂在NSCLC细胞中的协同细胞毒性及机制。MTT法检测细胞生存活力,并采用协同软件对两种药物的联合效应进行评价。Western blotting测定细胞凋亡和DNA损伤修复通路相关分子的表达。另外,还建立 A549 CDDP 耐药株(A549-Re)和 H129 CDDP 耐药株(H1299-Re),观察ArnC对耐药的逆转效应。结果:HPLC-MS/MS分析发现ECM的主要成分包括绿原酸、咖啡酸、芦丁、异氯原酸B、异氯原酸A、异氯原酸C和短叶老鹳草素A,与文献报道一致。体外实验中,ECM单独处理对NSCLC细胞有中等的细胞毒性,联合处理表明ECM可显着增强CDDP的细胞毒性,ECM和CDDP联合具有协同效应。ECM和MMC联合亦产生协同作用,表明ECM可增强DNA交联剂的细胞毒性。流式细胞术表明CDDP单独处理可诱导H1299细胞较低水平的凋亡,然而,ECM可浓度依赖性提高CDDP诱导的细胞凋亡水平。与CDDP单药处理相比,ECM和CDDP联合明显诱导caspase-3及其底物PARP的切割。ECM和MMC联合可观察到类似的结果,表明ECM可促进DNA交联剂诱导的NSCLC细胞凋亡。机制方面,数据库分析表明NSCLC组织中FANCD2 mRNA的表达水平均明显高于正常组织,FANCD2表达与NSCLC患者预后相关。ECM显着降低NSCLC细胞中FANCD2的总蛋白水平和单泛素化水平。CDDP低浓度刺激A549细胞2周,FANCD2蛋白的表达水平明显升高。CDDP、MMC和HU等DNA交联剂可明显提高A549和H1299细胞FANCD2的单泛素化水平,而ECM可明显减弱DNA交联剂的这种影响。此外,ECM剂量依赖性抑制CDDP诱导的FANCD2核灶形成,促进γ-H2AX的表达。在H1299细胞中,与ECM单药处理相比,ECM和CDDP联合处理显着提高了尾矩水平。这些结果表明ECM通过抑制FANCD2蛋白单泛素化增强DNA交联剂诱导的DNA损伤水平以发挥效应。进一步研究发现,CDDP单独处理明显诱导S期阻滞,而ECM可显着降低CDDP诱导的S期延迟,并诱导H1299细胞G2/M期积累,同时,ECM单独处理也能诱导G2/M期阻滞。ECM联合处理显着抑制CDDP诱导的Chk1磷酸化。体内实验中,ECM单独给药可适当减小肿瘤的体积和重量;给药第21天开始,CDDP+ECM-H组的肿瘤体积明显减小于CDDP组;给药27天,CDDP+ECM-L组的肿瘤体积明显小于CDDP组。高、低联合组的肿瘤重量均较CDDP组明显减轻。与control组相比,CDDP组肿瘤组织中Ki67的表达稍降低、cleaved-caspase 3的表达稍升高,而联合组肿瘤组织中Ki67的表达明显低于CDDP组、cleaved-caspase 3的表达明显高于CDDP组,表明ECM具有体内化疗增敏效应,ECM和CDDP联合可明显抑制NSCLC细胞的增殖,促进凋亡,抑制肿瘤的生长。机制方面,CDDP组肿瘤组织中FANCD2的表达水平明显高于control组,然而,ECM可显着逆转这种效应,高、低剂量联合组FANCD2蛋白的表达水平明显低于CDDP组。联合组肿瘤组织中γH2AX的水平明显高于CDDP组。这些结果表明ECM主要通过作用于DNA损伤修复通路发挥化疗增敏效应。药物安全性方面,ECM单独给药既不会引起小鼠体重减轻,也不会引起明显的肝毒性和肾毒性。CDDP组及联合组小鼠体重有所减轻,联合组与CDDP组比较差异无统计学意义。小鼠血清ALT、AST、Cr、BUN水平,组间差异均无统计学意义。这些结果表明,ECM和CDDP联合使用具有一定的安全性。最后一部分中,ArnC单独处理对NSCLC细胞没有明显的细胞毒性;然而,AmC可显着增强CDDP的细胞毒性作用,ArnC和CDDP对NSCLC细胞具有协同效应。AmC和MMC联合可观察到类似的现象。这些结果表明ArnC具有DNA交联剂化疗增敏作用。从凋亡情况来看,CDDP单独处理可稍微升高PARP切割带水平;然而,ArnC和CDDP联合可显着升高PARP切割带水平,表明AmC可显着增强CDDP诱导的细胞凋亡。机制方面,CDDP可剂量依赖性升高FANCD2蛋白的单泛素化水平,然而,ArnC可明显逆转这种趋势,说明ArnC可通过靶向FA通路发挥对NSCLC的抗癌活性。进一步研究发现与敏感株相比,H1299-Re和A549-Re细胞的耐药性明显增强,ArnC可逆转NSCLC CDDP耐药株细胞的耐药性。结论:本研究探讨了ECM及其活性成分ArnC的化疗增敏效应及其机制。我们发现ECM及ArnC可抑制DNA交联剂诱导的FA通路激活,是新型FA通路抑制剂。ECM及ArnC与CDDP联合具有协同抗癌效应,可作为联合化疗的新型抗癌药物。本研究为NSCLC的临床治疗提供一种新策略,并为克服化疗耐药提供参考。
陈媛媛[4](2021)在《长链非编码RNA SCARNA2介导的DNA损伤修复在结直肠癌放疗敏感性中的作用及机制》文中指出一、背景结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)是全球第三大最常见的癌症,尽管早期诊断和干预方面的技术进步已经有效改善了结直肠癌的总体生存率,但鉴于结直肠癌高复发率、高转移性及抗癌治疗的耐受性,晚期结直肠癌患者的预后仍然较差。术前放疗是晚期结直肠癌的常规治疗方法之一,但是近三分之一的结直肠癌患者对放疗表现出低敏感性或者完全抵抗。因此,放疗抵抗仍是治疗结直肠癌面临的主要挑战。在“精准医疗”的时代,探索克服放疗抵抗的新靶点或新分子,是个体化治疗结直肠癌患者的重要工具,对于提高结直肠癌患者的总体生存率有十分重要的意义。DNA损伤反应(DNA damage response,DDR)是一种精确的信号级联系统,可以检测DNA损伤并决定受损细胞的命运,是肿瘤生物学研究的重要领域之一,尤其在肿瘤的放疗敏感性调控中起关键作用。肿瘤细胞产生放疗抗性的重要原因是,癌细胞可以识别电离辐射诱导的DNA损伤,并通过激活各种途径修复这些损伤,癌细胞对DNA损伤具有较高的修复活性,因此对放疗产生高度抵抗。结直肠癌的发生也与癌基因、抑癌基因和DNA修复相关基因突变有关,如KRAS、TP53和BRCA1/2突变等,这些突变会引起基因组不稳定性,促进癌变过程。研究显示,靶向DNA损伤修复可以有效提高结直肠癌对放疗的敏感性,但关于DNA损伤修复的调控机制仍不清楚,研究发现了很多新的调控分子在DDR中发挥关键作用。因此,进一步寻找肿瘤中DNA损伤修复异常激活的新靶点或新分子,对于克服放疗抵抗、提高癌症治愈率具有重要意义。长链非编码RNA(Long noncoding RNA,lnc RNA)可以调节多种生物学过程,如细胞周期、细胞分化、X染色体失活、m RNA选择性剪接、RNA转录和翻译等。多项研究表明,lnc RNA失调是结直肠癌发生的主要因素之一,它通过调控其靶基因的表达,影响结直肠癌中的信号通路、癌细胞转移以及对放疗的敏感性。lnc RNA在DNA损伤修复中具有重要作用,它可以通过直接或间接的转录方式与蛋白质、DNA或RNA相互作用,调控DNA损伤修复。因此lnc RNA通过DNA修复通路调控结直肠癌对放疗的敏感性已经成为临床研究的一个重要领域,探索能够通过DDR通路调节结直肠癌放疗抗性的候选lnc RNA及其分子机制,对于改善结直肠癌患者的临床疗效意义重大。但是,目前大多数lnc RNA在DDR中的功能在很大程度上尚未阐明。ATR是检查点信号通路的中心转导因子,它可被DNA损伤和复制应激激活,在DNA损伤修复、细胞周期调节和细胞凋亡中具有广泛的功能和重要的生理意义。基于我们前期发现DNA损伤修复关键分子ATR具有结合lnc RNA能力的认知前提,本课题以此为切入点,利用RNA免疫共沉淀与高通量测序(RIP-seq)筛选出与ATR结合的lnc RNA,然后通过RIP和RT-PCR验证,筛选出与ATR结合丰度最高的SCARNA2,从DNA损伤修复角度,全面探索了它调控结直肠癌放疗敏感性的具体效应及分子机制,为开发潜在的、预测结直肠癌放疗敏感性的标志物和治疗靶点提供了新的科学依据。二、研究内容及方法(一)Lnc RNA SCARNA2在DNA损伤修复中的作用探讨1、RIP-seq筛选ATR结合的lnc RNA首先选用ATR抗体通过RNA免疫共沉淀方法(RNA Binding Protein Immunoprecipitation,RIP)富集与ATR结合的RNA,通过高通量二代测序筛选与ATR结合的lnc RNA,选取排名前30位的lnc RNA,然后通过RIP和RT-PCR的方法验证它们与ATR的相互作用关系,发现SCARNA2与ATR的结合丰度最高,因此将目标靶分子确定为SCARNA2。通过探究SCARNA2在15种细胞系的基础表达量,确定研究细胞系为结肠癌细胞系HCT116和HT29。2、DNA损伤对SCARNA2表达水平的影响将HCT116和HT29细胞经电离辐射(Ionizing radiation,IR)、DNA损伤诱导剂喜树碱(Camptothecin,CPT)或依托泊苷(Etoposide,ETO)处理后,在不同时间点分别提取细胞的RNA,经反转录和RT-PCR检测SCARNA2转录水平的变化。将HCT116和HT29细胞分别与DDR通路抑制剂(DNA-PKcs抑制剂Nu7441、ATM抑制剂Ku-55933、ATR抑制剂VE-821)孵育后,再分别用IR、CPT或ETO处理细胞后,在SCARNA2响应DNA损伤最明显的时间点提取RNA,RT-PCR检测DDR通路抑制剂对SCARNA2转录水平的影响。3、SCARNA2对DNA损伤修复通路的影响通过慢病毒包装质粒系统构建SCARNA2敲低(sh-SCARNA2)、CRISPR Cas9敲除(sg-SCARNA2)和过表达(SCARNA2-OE)稳转细胞系,通过RT-PCR测定下调和过表达效率。通过彗星电泳检测SCARNA2下调细胞照后的DNA损伤程度;通过免疫荧光的方法检测SCARNA2干扰细胞在照后0、0.5、4、8、12和24 h形成γH2AX和53BP1 foci的动态变化情况。最后通过蛋白凝胶电泳(Western Blot,WB)的方法检测SCARNA2下调细胞经IR、CPT或ETO处理后,DDR通路相关蛋白分子的表达水平变化情况。(二)Lnc RNA SCARNA2对ATR及同源重组修复途径的调控作用及机制1、下调SCARNA2对细胞照后基因转录组的影响取对照组和SCARNA2敲除组细胞,通过RNA-seq检测下调SCARNA2对照后基因转录组的影响。2、SCARNA2对非同源末端连接(Nonhomologous end-joining,NHEJ)和同源重组(Homologous recombination,HR)修复方式的影响通过构建I-Sce I-HR/NHEJ报告基因系统测定SCARNA2下调细胞中NHEJ或HR的修复效率。通过免疫荧光检测下调SCARNA2对细胞核中形成RAD51和RPA2 foci的动态变化过程的影响。3、SCARNA2结合蛋白的筛选与鉴定通过RNA pull down实验筛选HCT116细胞中与SCARNA2结合的蛋白复合物,然后通过质谱检测,筛选与SCARNA2结合的蛋白。4、SCARNA2对ATR与HR通路相关蛋白互作情况的影响通过免疫共沉淀的方法探讨SCARNA2对ATR与HR通路相关蛋白互作及蛋白修饰的影响。(三)Lnc RNA SCARNA2促进DNA损伤修复调控结直肠癌放疗敏感性1、SCARNA2对结肠癌细胞放射敏感性的影响采用SCARNA2下调和过表达细胞系,经IR、CPT、ETO等处理后,通过克隆形成率、CCK-8、Annexin V-FITC/PI双染流式细胞术以及Western Blot检测SCARNA2对结肠癌细胞存活率、增殖能力和细胞活力、细胞凋亡率及细胞凋亡通路相关蛋白表达水平的影响,进而探究SCARNA2对结肠癌细胞放射敏感性的调控作用。通过流式细胞术和Western Blot检测结肠癌细胞经IR、CPT、ETO等处理后,SCARNA2对细胞周期进程以及周期通路相关蛋白水平变化的影响。2、SCARNA2对裸鼠荷瘤(CDX)模型放射敏感性的影响构建人源肿瘤细胞系裸鼠皮下荷瘤模型(Cell derived xenograft,CDX),通过测量照后裸鼠皮下荷瘤肿瘤的体积,探究SCARNA2对瘤体细胞增殖能力的影响;通过对肿瘤组织进行TUNEL染色,检测SCARNA2肿瘤细胞的凋亡情况;通过对肿瘤组织进行免疫组化染色,探究SCARNA2对HR通路相关分子蛋白表达水平的影响。通过以上体内实验,探究SCARNA2对裸鼠皮下肿瘤放疗敏感性的调控作用。3、SCARNA2在放疗敏感和抵抗的结肠癌组织中的表达差异通过组织芯片荧光原位杂交(Florescence In-Situ Hybridization,FISH)的方法分别检测临床结直肠癌病人放疗敏感和抵抗的肿瘤组织中,SCARNA2、ATR的表达以及二者共定位情况。具体研究内容及方法见技术路线图(图1)图1.技术路线图三、研究结果:(一)Lnc RNA SCARNA2可以促进结肠癌细胞的DNA损伤修复1、通过RIP-seq筛选出与ATR结合的lnc RNA SCARNA2,它在结肠癌细胞中的基础表达量相对较高,并且以时间依赖性的方式响应由IR、CPT和ETO诱导的DNA损伤应答;当使用ATM和ATR抑制剂后,显着抑制了SCARNA2对DNA损伤的响应,说明DNA损伤诱导的SCARNA2上调受ATM/ATR激酶调控。2、下调SCARNA2会显着加重电离辐射导致的DNA损伤,同时延缓了DNA损伤的修复过程;并且抑制了由IR、CPT或ETO诱导的ATR-Chk1通路的激活。(二)Lnc RNA SCARNA2通过HR通路调控DNA损伤修复1、SCARNA2通过HR通路促进DNA损伤修复,下调SCARNA2可以抑制照后HR通路关键修复分子RAD51和RPA2在损伤位点的募集,进而延缓了DNA损伤修复过程。2、SCARNA2结合蛋白主要富集在细胞周期、DNA损伤修复、DNA复制与合成、RNA转录及翻译等通路。SCARNA2的缺失会对细胞周期、细胞凋亡以及DNA损伤刺激反应的相关基因转录组产生影响。此外,下调SCARNA2可以抑制ATR与HR通路相关蛋白如Top BP1、NBS1、Mre11、Chk1等的相互作用。3、SCARNA2的缺失抑制了ATR下游Chk1靶点的磷酸化,其机制可能与Chk1甲基化或泛素化的修饰方式有关。(三)Lnc RNA SCARNA2通过促进DNA损伤修复通路调控结直肠癌的放疗敏感性1、照射和DNA损伤剂处理后,下调SCARNA2可以降低结肠癌细胞的存活能力、增殖能力和细胞活力;促进细胞凋亡,抑制G2/M周期阻滞。2、通过移植瘤内多点注射sg-SCARNA2慢病毒载体,成功下调了瘤体细胞内SCARNA2的表达水平,发现下调SCARNA2可以抑制照后肿瘤的生长速度、促进肿瘤细胞的凋亡,并抑制照后肿瘤细胞的HR修复通路。3、相较放疗敏感的结直肠癌组织,SCARNA2在放疗抵抗的结直肠癌组织中的表达水平高了80%左右(p<0.00001)。四、结论:本研究通过RIP-seq筛选出与ATR结合的lnc RNA SCARNA2,通过一系列的体内外生物学实验发现SCARNA2与结肠癌细胞的DNA损伤修复和放射敏感性密切相关,SCARNA2的缺失可以抑制结肠癌细胞的DNA损伤修复能力。与DNA损伤诱导剂或IR联合使用,可以促进肿瘤细胞凋亡,增加了结肠癌细胞对放射的敏感性。通过对其具体机制的探讨,发现SCARNA2通过HR修复方式参与DNA损伤修复。缺失SCARNA2抑制了ATR下游靶点Chk1的磷酸化,其机制可能与Chk1发生了甲基化或泛素化修饰有关。同时,下调SCARNA2抑制了CDC25C的磷酸酶活性和Wee1的激活,进而通过影响Cyclin B/CDC2复合物的活性抑制G2/M期阻滞,由此明确SCARNA2通过激活ATR-Chk1-CDC25C/Wee1通路调控细胞周期进程。综上所述,SCARNA2有潜力成为结直肠癌的放疗增敏新靶点。此外,SCARNA2在放疗敏感和抵抗的结直肠癌组织中表达差异显着,也有望作为潜在的结直肠癌放疗预后生物标志物。
梅阿宁[5](2021)在《体内彗星试验方法的建立及创新药TJ1933的遗传毒性评价》文中研究指明研究目的:对体内彗星试验主要试验条件进行探讨,在GLP实验室建立体内彗星试验方法及标准操作规程,使用细菌回复突变试验(Ames)、染色体畸变试验、体内微核试验和体内彗星试验综合评价Ⅰ类创新药TJ1933的遗传毒性,为临床前安全性评价提供依据和IND申报资料。研究方法:1.体内彗星试验方法研究:使用健康雄性SD大鼠的肝脏制备单细胞悬液,通过对比三种琼脂糖浓度、四种解旋时间和三种电泳时间,选择最适合的试验条件。将健康雄性SD大鼠按体重随机分为溶媒对照组(生理盐水)和阳性药组(EMS),间隔21h灌胃给药两次,于最后一次给药后3h制备肝细胞悬液,按照最适合的试验条件检测EMS的遗传毒性。2.Ames试验:采用平皿掺入法,应用Ames菌株TA97、TA98、TA100、TA102和TA1535分别对5个受试浓度及1个空白对照组、1个溶媒对照组和1个阳性药组分别进行非代谢活化(-S9)和代谢活化(+S9)回复突变试验,每组均设3个平行皿,重复一次。空白对照组不加入任何试剂,溶媒对照组加入二甲基亚砜(DM SO),阳性药分别选择敌克松50μg/皿、叠氮钠(Na N3)1.5μg/皿和2-氨基蒽(2-AA)5μg/皿,计算各组肉眼可见回变菌落数。3.染色体畸变试验:使用CHL细胞,进行4小时非代谢(-S9)活化(15μg/m L、30μg/m L和60μg/m L三个剂量)、24小时非代谢(-S9)活化(10μg/m L、20μg/m L和40μg/m L三个剂量)和4小时代谢(+S9)活化试验(50μg/m L、100μg/m L和200μg/m L三个剂量),另设一个溶媒对照组和一个阳性对照组(4小时代谢活化组给20μg/m L环磷酰胺,其它两组给0.25μg/m L丝裂霉素)。收获细胞制备染色体标本,染色后在油镜下每剂量组观察300个分散良好的中期分裂相细胞,记录含有结构畸变染色体的细胞数和畸变类型,计算畸变细胞的出现率。4.体内微核试验:将雌雄各半的60只健康SD大鼠,按体重随机分为溶媒对照组、TJ1933低、中、高剂量组和阳性药组,12只/组,雌雄各半。溶媒对照组给0.5%羧甲基纤维素钠(0.5%CMC-Na)和三个剂量组连续灌胃给药2天,1次/天,给药体积均为10ml/kg;阳性对照组采用单次腹腔注射环磷酰胺(CTX)40mg/kg,给药体积5ml/kg。阳性药组在给药后约24小时制作骨髓涂片标本,其它各组在末次给药结束后18~24小时制作骨髓涂片标本。每只动物观察4000个嗜多染红细胞(PCE),记录所见微核数,计算嗜多染红细胞微核率;每只动物观察500个红细胞,同时计数视野内的嗜多染红细胞数(PCE),以确定嗜多染红细胞占红细胞比例(PCE/500)。5.体内彗星试验:将23只雄性大鼠按体重随机分为溶媒对照组(0.5%CMC-Na溶液)、TJ1933低、中、高三个剂量组和阳性药组(EMS),阳性药组3只大鼠,其他各组5只大鼠。各组灌胃给药两次,间隔21h,末次给药后3h制备肝细胞悬液,经制片、裂解、解旋、电泳、中和和脱水干燥后,染色并在荧光显微镜下拍照,用CASP分析细胞尾DNA百分比(Tail DNA%)检测TJ1933致DNA损伤的程度。研究结果:1.使用0.75%的正常熔点琼脂糖和低熔点琼脂糖溶液铺片、解旋20分钟和电泳20分钟是适合的试验条件。经检测,EMS遗传毒性结果为阳性。2.在代谢活化和非代谢活化条件下,TJ1933各剂量组(浓度20~2000μg/皿)的回变菌落数均在正常值范围内且均未出现浓度依赖性增加和/或任一浓度可重复性增加。3.4小时非代谢活化的低、中剂量,4小时代谢活化低、中、高剂量和24小时非代谢活化的低、中、高剂量均未见明显致染色体畸变作用,而4小时非代谢活化高剂量可见致染色体畸变作用。4.与溶媒对照组相比,任何剂量创新药对雌雄大鼠骨髓嗜多染红细胞比例和骨髓嗜多染红细胞微核率均无显着差异。5.与溶媒对照组相比,任何剂量组创新药对大鼠肝脏DNA损伤均无显着差异。研究结论:1.本课题成功建立体内彗星试验并验证成功。2.经过细菌回复突变试验、染色体畸变试验、体内微核试验和体内彗星试验综合评价,未发现TJ1933的潜在遗传毒性。
田甜[6](2020)在《高等真核生物中复制叉翻转的分子机制研究》文中提出DNA复制的保真性与完整性对于维持基因组稳定性至关重要。然而DNA复制常常会遭受来自细胞内外的复制压力而停滞,如果无法及时重新起始,将造成复制叉崩塌,影响基因组稳定性甚至导致细胞死亡。在高等真核生物中,复制叉翻转是应对复制压力的关键调控机制,目前的研究认为该过程主要由SNF2家族的DNA转位酶HLTF、ZRANB3、SMARCAL1等蛋白催化。在复制叉发生翻转时,由于转位酶对DNA链的反向牵引,两条新生链与亲代链解开后协同退火,会在位于复制叉后方新合成的DNA双链上产生拓扑张力,阻碍复制叉的进一步翻转。同时,拓扑张力的累积也是造成基因组不稳定的因素。而拓扑张力的释放则需要拓扑异构酶的参与,但是目前关于拓扑异构酶是否参与复制叉翻转以及如何调控这一过程还不清楚。在本研究中,我们利用邻位连接技术(Proximity Ligation Assay,PLA)和新生DNA链上蛋白分离技术(isolation of proteins on nascent DNA,i Pond)证明拓扑异构酶Ⅱα(TOP2A)在停滞的复制叉处富集,并且这一过程依赖于HLTF、ZRANB3、SMARCAL1介导的复制叉的初始翻转。TOP2A表达水平的降低不但导致翻转复制叉的退行链变短,也显着降低了翻转复制叉的数量。这表明在复制叉进行初始翻转后,TOP2A感应拓扑张力而被募集到停滞的复制叉处,可能通过促进退行链的延伸从而稳定了翻转的复制叉结构。我们的进一步研究发现TOP2A的SUMO化修饰水平在复制压力存在时显着增加,并证实这一翻译后修饰由SUMO E3连接酶ZNF451催化。有意思的是,TOP2A的SUMO化修饰能够招募SUMO靶向的DNA转位酶PICH至停滞的复制叉,同时体外生化实验证明PICH能够催化翻转复制叉结构的进一步迁移。与TOP2A缺失后造成的表型一致,ZNF451或PICH的缺失也降低了复制叉翻转的水平,并且导致翻转复制叉的退行链变短。另外,ZNF451-TOP2A-PICH轴遭到破坏后的细胞对复制压力表现出了更高的敏感性。基于上述的研究结果,我们提出了复制叉翻转过程的两步模型。第一步,在DNA复制遭遇复制压力时,复制叉发生停滞,由转位酶HLTF、ZRANB3、SMARCAL1等蛋白催化复制叉的初始翻转;第二步,TOP2A感应这一过程产生的拓扑张力被募集到停滞的复制叉处,释放拓扑张力的同时招募ZNF451对自身进行SUMO化修饰,进而招募转位酶PICH促进复制叉翻转的延伸。通过对复制叉翻转过程的研究,我们阐明了复制叉翻转过程中级联的两步反应,提出了复制叉翻转的两步模型,该模型表明细胞通过级联有序的精细调控机制确保DNA复制在遭遇复制压力时仍能继续进行,维持了基因组的稳定性。
郭宗培[7](2020)在《HUWE1介导DNA-PKcs Neddylation修饰促进DNA双链断裂修复的研究》文中认为研究目的:DNA-PKcs是DNA依赖蛋白激酶(DNA-PK)复合物中心组分之一,在DNA双链断裂修复通路非同源末端链接中发挥着至关重要的作用,DNA-PKcs的活性受其磷酸化修饰的调节。类泛素NEDD8被证实能响应DNA损伤应答,但它能否以影响DNA-PKcs活性、并通过此途径来调节NHEJ通路?尚不明确。本课题致力于研究NEDD8是否通过直接修饰DNA-PKcs,进而调节非同源末端链接修复通路,改变癌细胞的辐射敏感性,并阐明其机制。研究内容:分析DNA-PKcs和NEDD8在肺癌组织中的表达相关性;确定DNA-PKcs能否发生Neddylation类泛素化修饰,并明确其发生修饰的结构域及关键位点;鉴定介导DNA-PKcs发生Neddylation修饰的关键连接酶;阐明Neddylation修饰对DNA-PKcs磷酸化的调节作用;探讨DNA-PKcs Neddylation修饰对于NHEJ修复效率以及细胞辐射敏感性的影响。研究方法:(1)利用GEO数据库分析肺癌组织中DNA-PKcs与NEDD8的表达相关性;(2)在293T细胞中过表达野生型NEDD8(SFB-NEDD8 wt)和76位甘氨酸突变的NEDD8(SFB-NEDD8 mutant),24h后收集细胞进行Pull-down和Western blotting实验,检测过表达NEDD8对DNA-PKcs以及Ku70和Ku80蛋白翻相关译后修饰的影响;(3)用DNA-PKcs和NEDD8抗体进行Co-IP实验,检测A549细胞内源的NEDD8对DNA-PKcs的修饰;(4)终浓度为3μM的类泛素化抑制剂MLN4924预处理A549细胞1h,然后用DNA-PKcs抗体进行IP实验,检测MLN4924对DNA-PKcs修饰的影响;(5)体外Neddylation实验进一步证明DNA-PKcs可以被NEDD8修饰;(6)在293T细胞中同时过表达SFB-NEDD8 wt和NEDP1或者NEDP1C163S,24h后收集细胞,进行Pull-down和Western blotting实验,检测NEDD8对DNA-PKcs修饰的变化;(7)构建带有Flag标签的DNA-PKcs截断体(A-H),在293T细胞中过表达后利用Flag-IP实验,鉴定NEDD8修饰DNA-PKcs的结构域;(8)将DNA-PKcs激酶结构域中保守的赖氨酸逐个突变,然后在293T细胞中过表达,通过Flag-IP实验以及质谱分析,鉴定DNA-PKcs发生Neddylation修饰的关键位点;(9)将NEDD8第48和60位赖氨酸进行突变,然后在293T细胞中与DNA-PKcs激酶结构域同时过表达,通过Pull-down实验,探讨NEDD8修饰DNA-PKcs依赖的赖氨酸位点;(10)在293T细胞中过表达DNA-PKcs激酶结构域,24h后收集细胞进行IP-MS(免疫共沉淀-质谱)分析,以及si RNA干扰验证实验,确定介导DNA-PKcs发生Neddylation修饰的关键E3连接酶(HUWE1);(11)在293T细胞中过表达NEDD8,24h后,实验组进行10Gy照射,1h后收集细胞进行Pull-down实验和Western blotting实验,探讨IR对DNA-PKcs Neddylation修饰的影响;(12)实验组用终浓度为3μM的MLN4924,以DMSO为对照,预处理A549细胞1h,然后换新鲜培养基,进行不同剂量(2、4、8Gy)照射后,1h收细胞,或者4Gy照射后不同时间点(1、2、4h)收细胞,进行Western blotting实验,检测p-DNA-PKcs(S-2056和T2609)的磷酸化状态;(13)终浓度为3μM的MLN4924和DMSO预处理A549细胞1h后,换成含有终浓度为30μg/ml VP16的新鲜培养基,作用不同时间点(1、2、4、8、12h)后收集细胞,通过Western blotting实验检测DNA-PKcs磷酸化的状态;(14)向A549细胞中转染UBA3、UBE2M和HUWE1的si RNA,48h后,进行4Gy照射处理,收集照后不同时间点的细胞,进行Western blotting实验,检测DNA-PKcs磷酸化状态;(15)A549细胞经DMSO或MLN4924预处理1h后进行照射(4Gy)或不照射处理,照后1h收集细胞,经激光共聚焦实验检测DNA-PKcs在DNA断裂末端的募集情况;(16)DMSO或MLN4924预处理A549细胞1h,进行4Gy照射,收集不同时间点细胞(1、2、4h)提取染色体蛋白,进行Western blotting实验,检测DNA-PKcs在染色体的募集;(17)通过流式细胞术检测A549 sh-NC和sh-HUWE1细胞经4Gy照射后,4h和8h的周期分布情况;(18)通过激光共聚焦实验分析A549 sh-NC和sh-HUWE1细胞系经4Gy照射前后,γH2AX foci的形成情况;(19)在293T细胞中转染对照si RNA或HUWE1 si RNA,或者53BP1 si RNA,24h后再次转染NHEJ修复系统载体,24h后,进行流式细胞术,检测NHEJ修复效率;(20)通过克隆形成实验,分析敲低HUWE1组或对照组的A549细胞对辐射的敏感性。研究结果:通过对GEO数据库中4个芯片数据集共410例肺癌组织表达谱进行分析,我们发现在非小细胞肺癌组织中DNA-PKcs与NEDD8表达水平呈正相关。通过实验研究发现,无论是表达外源的NEDD8还是细胞内源的NEDD8,都可以对DNA-PKcs进行neddylation类泛素化修饰,并且MLN4924可以抑制该修饰作用。在无细胞体系,不存在连接酶的条件下也有接近10%的DNA-PKcs蛋白被NEDD8修饰。细胞过表达野生型NEDP1时,DNA-PKcs的修饰被去除,而突变的NEDP1却不能,说明NEDP1是介导DNA-PKcs去neddylation修饰的酶。通过构建DNA-PKcs截断体以及免疫共沉淀实验,发现NEDD8修饰DNA-PKcs的激酶结构域,进一步通过质谱分析以及点突变实验鉴定到位于DNA-PKcs激酶结构域的第4007位点赖氨酸是发生Neddylation修饰的关键位点,并且NEDD8是通过其60位的赖氨酸成链来修饰DNA-PKcs的。为了找到介导DNA-PKcs发生修饰的连接酶,我们过表达了DNA-PKcs的激酶结构域,并进行质谱实验,鉴定到了有连接酶活性的候选蛋白,进一步通过小RNA干扰实验,发现敲低HUWE1时DNA-PKcs的neddylation修饰受到明显抑制,这说明HUWE1是介导DNA-PKcs发生Neddylation修饰的E3连接酶。随后我们发现经电离辐射诱导DNA损伤后,HUWE1与DNA-PKcs以及UBE2M的相互作用增强,提示可能DNA损伤会诱导DNA-PKcs Neddylation修饰的增强,经验证我们发现在电离辐射诱导DNA双链断裂后,DNA-PKcs发生Neddylation修饰增强,且具有剂量依赖性。随后探讨了Neddylation类泛素化修饰对DNA-PKcs蛋白功能的影响,尤其是其磷酸化状态的变化。我们发现,当分别敲低Neddylation修饰的E1激活酶、E2结合酶以及E3连接酶后,DNA-PKcs第2056位点丝氨酸的磷酸化受到明显抑制,但是其第2609位点的苏氨酸的磷酸化不受影响。进一步研究发现当抑制DNA-PKcs Neddylation修饰,导致其2056位点丝氨酸的磷酸化水平降低,结果DNA-PKcs从DNA断裂末端的脱落也受到抑制。最后我们在敲低HUWE1的细胞系中进行功能试验,发现敲低HUWE1抑制细胞的非同源末端链接修复,造成G1期阻滞,增强癌细胞的放射敏感性。结论:在电离辐射所致细胞DNA双链断裂损伤反应中,HUWE1介导了DNA-PKcs激酶结构域发生neddylation类泛素化修饰,促使DNA-PKcs 2056位点丝氨酸的自磷酸化,促进DNA双链断裂损伤的非同源末端连接修复效率,增强了细胞对放射损伤的抵抗性。
高山山[8](2020)在《TIP60 SUMO2/3修饰通过调节DNA-PKcs活性调控DNA损伤修复》文中提出研究目的:在肿瘤的治疗中,放疗和很多化疗药物都可引起DNA双链断裂损伤。靶向肿瘤细胞的DNA修复功能,使DNA损伤在放化疗后得不到完整修复,从而诱导肿瘤细胞程序性死亡,是临床上治疗肿瘤的常用方法。因此针对DNA损伤修复机制进行深入研究,对指导我们在肿瘤精准化个体治疗的临床实践中有着重要意义。当基因组DNA发生双链断裂后,Ku70/80可以迅速识别并结合到断裂位点,然后招募并激活DNA-PKcs。DNA-PKcs的激活对于有效的NHEJ以及DSBs修复至关重要。TIP60是一种在真核生物中高度保守的乙酰基转移酶,当细胞发生DNA损伤时,TIP60可通过其乙酰基转移酶活性促进DNA-PKcs的激活,但是TIP60调控DNA-PKcs活性的具体机制还不清楚。在本项研究中,我们希望通过对TIP60SUMO2/3修饰调节DNA-PKcs活性的具体机制进行深入探索,加深人们对TIP60以及DNA-PKcs在DNA损伤应答中功能的了解,并为今后肿瘤的精准治疗提供参考信息以及新的药物靶标。研究方法:(1)293T细胞内分别共转染His-SUMO2/3与Myc-TIP60,并设置His-vector与Myc-TIP60空白对照。转染后36h,裂解细胞,然后N2+结合目的蛋白,Westernblotting检测Myc-TIP60的SUMO2/3修饰;Co-IP实验检测TIP60与SUMO E1的相互作用;通过外源带荧光标签表达蛋白检测IR前后TIP60与SUMO2/3、SAE2、UBC9的细胞共定位;(2)筛选TIP60 SUMO2/3修饰的E3连接酶、De-SUMO酶以及修饰位点。细胞内过表达已知的SUMO修饰的E3连接酶/De-SUMO酶,随后检测TIP60 SUMO2/3修饰变化;分别通过Co-IP与荧光共定位实验检测筛选出的目的蛋白与TIP60的相互作用与细胞共定位;根据生物信息学推测TIP60 SUMO2/3修饰位点,分别做点突变,然后检测其SUMO2/3修饰变化;(3)过表达不同的TIP60相互作用蛋白,检测影响TIP60 SUMO2/3修饰的蛋白;随后用Thy与Noc将Hela细胞阻滞到不同细胞周期,检测TIP60 SUMO2/3修饰是否受周期调控;(4)研究TIP60与DNA-PKcs的相互作用结构域。构建TIP60/DNA-PKcs不同结构域缺失或过表达的质粒,随后Co-IP实验分别验证二者相互作用结构域。GST pull down实验进一步验证上述结果;(5)研究TIP60SUMO2/3修饰对IR前后TIP60、DNA-PKcs相互作用的影响。收集IR前后细胞,随后分别IP内源TIP60、DNA-PKcs,Western bloting检测二者的相互作用;通过原核表达纯化GST-TIP60与GST-DNA-PKcs H domain,然后分别pull down IR前后的全蛋白裂解液,Western blotting检测二者的相互作用;293T细胞内过表达TIP60 WT与TIP60 K430R de-SUMO的突变体,检测二者与DNA-PKcs在IR前后相互作用的不同。(6)将细胞阻滞到不同细胞周期,Co-IP实验分别检测TIP60 WT、TIP60 K430R与DNA-PKcs相互作用变化;然后GST-pull down实验验证;随后通过分别敲低与回补PIAS4与SENP3,研究TIP60 K430位点SUMO2/3修饰对TIP60与DNA-PKcs相互作用的影响。(7)通过检测IR后0h、1h、2h、4h、8h、12h的53BP1 foci研究TIP60 K430R突变对DNA损伤修复的影响;随后Western blotting检测其对DNA-PKcs p S2056活性的作用;运用HR与NHEJ DNA损伤修复效率检测系统,研究K430位点突变对DSBs修复途径选择的调控。(8)通过克隆形成实验检测TIP60 K430R突变对Hela细胞辐射以及Olarparib敏感性的影响;MTT实验检测其对细胞不同DNA损伤化疗药物的敏感性;流式检测凋亡,研究其对IR后细胞凋亡的影响。研究结果:(1)PIAS4可以介导TIP60在其K430位点发生SUMO2/3修饰,SENP3是其de-SUMO酶;(2)TIP60的SUMO2/3修饰受细胞周期以及电离辐射的调控,电离辐射后其SUMO2/3迅速降低;PLK1可促进TIP60在S期SUMO2/3修饰增加;(3)TIP60的SUMO2/3修饰抑制其与DNA-PKcs的相互作用,从而以DNA损伤以及细胞周期依赖性的方式调控DNA-PKcs的活性;(4)TIP60 K430R位点的de-SUMO突变可导致DNA-PKcs S2056磷酸化在S期异常升高,从而促进NHEJ,抑制HR修复途径,并抑制整体的DNA损伤修复(p<0.05);(5)肿瘤细胞TIP60 K430R突变导致IR引起的细胞凋亡增加,从而促进细胞对IR的敏感性(p<0.05);此外,该位点突变导致肿瘤细胞对DNA损伤化疗药物以及PARP抑制剂Olarparib的敏感性增加(p<0.05)。研究意义:通过本项研究,我们发现TIP60 K430位点的SUMO2/3修饰通过调节DNA-PKcs活性进而调控DNA损伤应答以及HR、NHEJ通路选择的新机制。此外,TIP60的K430突变肿瘤细胞对DNA损伤以及PARPi高度敏感,该研究对临床肿瘤的精准治疗具有重要的参考意义,TIP60 K430位点可作为今后癌症治疗中PARPi的潜在靶标。
王鹏[9](2020)在《基于生物大分子协同组装的生物材料合成与功能研究》文中指出生物材料是一类用于诊断、治疗、修复或替换人体组织、器官或增进其功能的新型材料,其本身不是药物,通过与生物系统直接结合和相互作用发挥作用。生物材料主要应用医学、生物学、材料科学等学科原理针对性的用于解决某种因疾病或损伤造成的功能缺陷,其作用是药物不能替代的。随着现代医疗水平的蓬勃发展以及生产方式的进步,人类社会对生物材料的需求与日俱增,并且对其要求也越来越高,这也促使生物材料的发展向着更加绿色、环保、高效的方向发展。生物材料涵盖领域宽,涉及学科广,根据不同标准可以分为多种类型。天然高分子材料以其显着的可再生性、良好的相容性以及可降解性深受青睐。以天然高分子为基础的生物材料的开发,探索其应用于组织工程与再生医学领域的可能性,为生物材料产品的开发和利用,具有重要的科学意义和现实意义。丝胶蛋白(Silk sericin,SS)作为一种天然高分子,具有良好的亲水性、可降解性、抗氧化性以及生物相容性,是开发蛋白质生物材料的理想资源。长期以来,丝胶一直作为蚕丝脱胶过程的废弃物,迄今为止,国内外科研工作者已经进行了广泛的尝试来改性丝胶,包括将丝胶蛋白与天然纤维、大分子和纳米材料进行交联、共混或复合以提升丝胶的力学性能,然而其作为生物材料的应用才刚刚起步;纤维素作为自然界中含量最丰富的的天然高分子,是地球上储量较为丰富的多糖原料之一。纤维素具有良好的生物相容性、可降解性、无毒无害等优点。羧甲基纤维素是纤维素的衍生物,可溶于水,具有良好的分散、乳化、粘合、增稠等特点,已被广泛应用于食品、涂料、造纸、医药、纺织等领域。在传统的概念中,学者们强调DNA是遗传信息的载体,但将DNA作为可组装的功能性材料已悄然兴起。与其他大分子相比,DNA拥有多种独特的优势,稳定性、可寻址性、程序性,使得DNA作为可控组装基元推开了功能性材料的大门。本研究发展了基于丝胶、羧甲基纤维素和DNA的生物自组装材料,并取得了如下研究成果:1.基于共价交联的纤维素增塑丝胶复合薄膜的制备及应用研究通过高碘酸选择性的打开葡萄糖吡喃环C2、C3位的单键并将两个碳原子上的羟基氧化为醛基,制备了醛基含量36.52%±0.63%的双醛羧甲基纤维素。双醛羧甲基纤维素具有良好的反应活性,可以与丝胶蛋白中的氨基发生席夫碱反应偶联。通过溶液浇铸延流法,我们制备得到了双醛羧甲基纤维素增塑丝胶蛋白复合膜。对复合膜的交联度、力学性能、亲水性进行评估,结果表明复合膜的交联度会随加入双醛羧甲基纤维素含量的增加而提高;加入占比为12%的双醛羧甲基纤维素时,复合膜呈综合最优力学性能,适度的亲水性,保水能力强。通过对复合膜截面的扫描电镜观察发现,加入的双醛羧甲基纤维素颗粒分散于丝胶蛋白中。随着双醛羧甲基纤维素含量的增加,颗粒密度增大。血液相容性实验结果显示丝胶蛋白具有良好的血液相容性,双醛羧甲基纤维素的加入进一步提高了丝胶复合膜的血液相容性。细胞相容性实验表明在不同处理时间,与对照组相比,丝胶复合膜上的细胞可以正常增殖,具有良好的细胞相容性。2.基于金属有机框架的纤维素生物传感器的制备及其应用研究通过正交实验利用羧甲基纤维素中质子化的羟基将溶液中的银离子还原为纳米银,得到羧甲基纤维素框架的纳米银溶胶。作为还原剂,增加羧甲基纤维素的用量促进了纳米银的合成。增加pH使得羧甲基纤维素去离子化,提高了羧甲基纤维素螯合纳米银的能力,同样促进了纳米银的合成。温度的提高增加了反应活化能,提高了反应平衡常数,加快反应速度,促进了纳米银的合成。增加硝酸银用量也会促进纳米银合成。利用巯基与纳米银发生螯合反应,二者相互作用导致纳米银在可见光区的吸收发生改变。由于等离子共振效应,羧甲基纤维素使得硝酸银-半胱氨酸溶液颜色发生改变,从而达到选择性检测半胱氨酸的目的。3.动态DNA水凝胶的制备及潜在应用研究自主设计HG-1A、HG-2A、A8、2Ac四条DNA单链,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳调节HG-1A与HG-2A比例,使其以2:1的摩尔比完成自组装。圆二色光谱实验分析证明,当缓冲液pH从8.0改变至5.0时,DNA链的摩尔椭圆度降低,波峰右移,表明pH 5.0时,HG-2A链发生C-C+配对,电子云叠加,形成了i-motif结构。流变实验表明,所制备的DNA凝胶具有较好的力学性能,并具有良好的pH响应性,其力学性能随pH的改变而改变。向体系中加入A8链后,HG-1A链中-TTTTTTTT-结构经互补配对形成双螺旋结构,增大了体系的力学性能。加入2Ac链后,HG-2A中部分碱基与2Ac碱基互补配对,使i-motif结构域失去对pH的响应能力,证明DNA凝胶的pH响应单元为i-motif区域。
张森[10](2020)在《甲醛和丙烯醛对人肺细胞的联合毒性效应研究》文中研究指明醛类物质是与呼吸系统疾病密切相关的常见空气污染物,并且在卷烟烟气、烹饪油烟及汽车尾气等特定环境中大量共存。但目前关于醛类混合物的联合毒性效应及机制尚不明确。为了解这些与呼吸系统疾病密切相关的醛类污染物在共存时可能具有的联合毒性效应,以甲醛和丙烯醛分别作为常见饱和与不饱和脂肪醛的代表,基于人支气管上皮BEAS-2B细胞和人肺腺癌A549细胞模型,从细胞毒性及遗传毒性两个方面对甲醛和丙烯醛联合暴露后的毒性效应进行评价,并进一步探讨了相关机制。以期为揭示与呼吸系统疾病密切相关的醛类污染物在环境中共存时可能具有的潜在风险评估和危害防治研究提供科学依据。主要研究内容和结果如下:1.联合细胞毒性效应:采用细胞计数试剂-8(CCK-8)、平板克隆形成实验和细胞凋亡实验,按均匀设计方式对甲醛和丙烯醛从未观测到效应浓度(NOECs)到亚细胞毒性浓度(≤IC20)范围内的浓度按均一设计方式进行暴露组合,染毒1-24 h后对甲醛和丙烯醛单独及联合暴露后的细胞毒性效应进行检测,并进一步利用两因素方差分析和相互作用系数(IF)法对甲醛和丙烯醛的联合作用类型进行评价。结果表明甲醛和丙烯醛单独及联合暴露均能以剂量/时间-依赖方式诱导细胞毒性和细胞死亡,且它们的联合作用方式主要表现为协同作用。以细胞凋亡为终点,采用流式分析、免疫荧光及蛋白质印迹等方法,从氧化应激和DNA损伤相关凋亡通路进一步探讨了甲醛和丙烯醛协同致细胞死亡的机制。研究表明:(1)甲醛可以通过加强丙烯醛诱导的肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导因子配体(TRAIL)死亡受体和线粒体途径而诱导细胞凋亡;(2)甲醛和丙烯醛可以协同诱导活性氧(ROS)、脂质过氧化、细胞内Ca2+水平、线粒体膜电势改变以及核因子E2相关因子2(Nrf2)信号通路而导致细胞内的氧化还原稳态失衡;(3)甲醛和丙烯醛混合物可以诱导脱氧核糖核酸(DNA)链损伤,但对p53及蛋白激酶B(AKT)信号通路具有抑制作用;(4)氧化应激抑制剂可以抑制ROS产生和DNA损伤并能封闭TRAIL死亡受体和线粒体凋亡途径,但是对p53和AKT通路失活没有营救作用。因此,甲醛和丙烯醛混合物主要通过ROS介导的死亡受体和线粒凋亡途径以及p53和AKT通路的失活而协同诱导了细胞凋亡。2.联合遗传毒性效应用与联合细胞毒性研究中相同的染毒方式、浓度、时间、浓度组合和联合作用评价方法,进一步采用γH2AX实验、单细胞凝胶电泳实验、微核实验和次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HPRT)基因突变实验,从DNA链水平(单双链断裂、)染色体水平(单核微核(MMN)和胞质阻滞微核(CBMN))和基因水平上对甲醛和丙烯醛单独及联合诱导的遗传毒性进行了评价,并进一步分析了它们诱导联合遗传毒性的作用方式。结果表明单个醛及醛混合物对DNA单双链的断裂及MMN形成的诱导主要具有“S”型或者线性的剂量/时间-效应关系,而对CBMN和HPRT基因突变的诱导主要具有倒“U”型的剂量/时间-效应关系。甲醛和丙烯醛联合暴露对DNA单双链断裂和MMN形成的诱导主要表现为协同作用,而对CBMN形成与HPRT基因突变的诱导主要表现为拮抗作用。基于甲醛和丙烯醛的联合遗传毒性效应,采用流式分析、PCR array及免疫印迹等实验,从间接损伤机制(氧化应激)、直接损伤机制(DNA-蛋白质交联(DPC))、细胞周期调控、DNA损伤修复通路等方面对甲醛和丙烯醛联合诱导的遗传毒性机制进行了探讨。研究表明:(1)甲醛主要通过直接机制(DPC)诱导DNA损伤,而丙烯醛主要通过间接机制(氧化应激)诱导DNA损伤;(2)甲醛和丙烯醛协同诱导的DNA损伤虽然包含了甲醛通过DPC主导的DNA损伤,但是总的DNA损伤主要由丙烯醛主导的氧化性DNA损伤负责;(3)甲醛可以加强丙烯醛诱导的细胞应激、细胞周期调控和DNA损伤相关凋亡基因的上调,以及DNA损伤修复相关基因和蛋白的下调,从而使甲醛和丙烯醛协同诱导的DNA链断裂和MMN形成增多,并进而在DNA修复失活及细胞分裂抑制作用下导致甲醛和丙烯醛对CBMN形成和HPRT基因突变诱导表现为拮抗效应。总之,甲醛促进了丙烯醛诱导的氧化应激,该氧化应激效应主导了甲醛和丙烯醛混合物对DNA链断裂和MMN形成的协同作用。同时,因为甲醛和丙烯醛混合物对DNA修复的失活作用而增强了甲醛和丙烯醛协同性诱导的DNA链断裂和染色体损伤,从而导致了协同性的细胞毒性和死亡(可同时通过协同诱导的死亡受体和线粒体凋亡途径进入程序性死亡),并进而诱导了拮抗性的CBMN和HPRT基因突变。
二、哺乳动物细胞对丝裂霉素诱导的DNA链间交联的修复(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、哺乳动物细胞对丝裂霉素诱导的DNA链间交联的修复(论文提纲范文)
(1)多效生长因子(PTN)影响乳腺癌和宫颈癌细胞对丝裂霉素C的敏感性的研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 丝裂霉素C概述 |
1.2 链霉菌霉素类化疗药物的概述 |
1.2.1 丝裂霉素C |
1.2.2 放线菌素 |
1.2.3 博来霉素 |
1.2.4 光神霉素 |
1.3 丝裂霉素C的药物作用机制 |
1.4 丝裂霉素C的耐药性因素 |
1.4.1 DNA自我损伤修复 |
1.4.2 抗凋亡蛋白 |
1.5 PTN的基因结构与蛋白表达 |
1.6 PTN受体及信号通路 |
1.7 PTN的生物学功能 |
1.7.1 神经发育 |
1.7.2 血管生成 |
1.7.3 炎症和伤害 |
1.7.4 骨发育 |
1.7.5 乳腺上皮细胞分化 |
1.8 PTN在多种癌症中发展 |
1.8.1 乳腺癌 |
1.8.2 妇科肿瘤 |
1.8.3 肺癌 |
1.8.4 胰腺癌 |
1.8.5 胶质母细胞瘤 |
1.9 立题依据 |
第2章 材料和方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 细胞株 |
2.1.2 实验动物 |
2.1.3 实验主要仪器 |
2.1.4 主要试剂与材料 |
2.1.5 shRNA及引物 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 细胞培养 |
2.2.2 蛋白诱导 |
2.2.3 蛋白纯化 |
2.2.4 杂交瘤细胞的融合 |
2.2.5 杂交瘤细胞的选择性培养 |
2.2.6 单克隆抗体的制备 |
2.2.7 HiTrap Mabselect SuRe纯化单抗 |
2.2.8 单克隆抗体鉴定 |
2.2.9 外源PTN促乳腺癌、宫颈癌细胞生长实验 |
2.2.10 PTN刺激MMC处理的乳腺癌、宫颈癌细胞 |
2.2.11 PTN对 MMC处理的乳腺癌、宫颈癌细胞凋亡的影响 |
2.2.12 PTN干扰质粒对PTN基因水平的影响 |
2.2.13 PTN干扰质粒在蛋白水平干扰效果 |
2.2.14 MTT检测PTN沉默后MMC对细胞的影响 |
2.2.15 流式细胞术检测PTN沉默后MMC对细胞的影响 |
2.2.16 PTN沉默后MMC对细胞中C-PARP的表达的影响 |
第3章 实验结果 |
3.1 PTN的纯化 |
3.2 单克隆抗体的鉴定 |
3.2.1 单克隆抗体制备 |
3.2.2 单克隆抗体的纯化 |
3.2.3 Western blotting结果 |
3.3 PTN促细胞生长活力的检测 |
3.4 PTN降低了乳腺癌、宫颈癌细胞对MMC的敏感性 |
3.5 浓度梯度PTN对 MMC引起的细胞凋亡率的影响 |
3.6 抑制乳腺癌、宫颈癌细胞中PTN的表达 |
3.7 检测PTN基因水平的沉默 |
3.8 PTN水平的沉默 |
3.9 MMC对 PTN沉默的乳腺癌、宫颈癌细胞的影响 |
3.10 PTN沉默后MMC对乳腺癌、宫颈癌细胞凋亡的影响 |
3.11 PTN沉默影响MMC处理的细胞中C-PARP的表达 |
第4章 讨论 |
第5章 结论 |
作者及科研成果介绍 |
参考文献 |
致谢 |
(2)电离辐射诱导非小细胞肺癌DNA损伤与线粒体功能紊乱的应答机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 肺癌现状与放射治疗 |
1.1.1 肺癌现状 |
1.1.2 肺癌放射治疗及综合治疗进展 |
1.2 DNA损伤形成及应答 |
1.2.1 DNA损伤在放射治疗中的形成 |
1.2.2 DNA损伤监督 |
1.2.3 DNA损伤识别修复 |
1.2.4 DNA损伤诱导的细胞死亡 |
1.3 线粒体功能紊乱 |
1.3.1 线粒体功能紊乱与癌症的形成和发展 |
1.3.2 线粒体与辐射抗拒性 |
1.3.3 Ras/PI3K/Akt/mTOR通路 |
1.3.4 线粒体翻译 |
1.4 DNA损伤应答和线粒体功能紊乱的相互作用 |
1.4.1 细胞核与线粒体之间的双向信号 |
1.4.2 DNA损伤应答与线粒体功能的共同调控通路 |
1.5 本文研究目的及意义 |
第2章 重离子诱导非小细胞肺癌复杂性DNA损伤的识别及修复 |
2.1 引言 |
2.2 材料与试剂 |
2.2.1 细胞来源 |
2.2.2 试剂及药品 |
2.2.3 主要使用仪器 |
2.3 实验方法与步骤 |
2.3.1 细胞培养传代 |
2.3.2 辐照与博来霉素处理 |
2.3.2.1 X射线辐照 |
2.3.2.2 碳离子辐照 |
2.3.2.3 博来霉素处理 |
2.3.3 细胞增殖检测CCK-8 实验 |
2.3.4 克隆形成实验 |
2.3.5 DNA凝胶电泳及DNA损伤频率的计算 |
2.3.6 免疫荧光试验 |
2.3.7 Western blot蛋白免疫印迹实验 |
2.3.8 数据统计分析 |
2.4 实验结果 |
2.4.1 非小细胞肺癌对X射线和碳离子的辐射敏感性具有差异 |
2.4.2 X射线辐照及联合博来霉素对A549 细胞活性的影响 |
2.4.3 碳离子联合博来霉素诱导最明显的复杂DSB损伤 |
2.4.4 复杂DSA损伤的动态识别 |
2.4.5 复杂DNA损伤的主要修复方式可能为非同源末端连接(NHEJ) |
2.5 讨论 |
第3章 重离子联合替加环素诱导非小细胞肺癌线粒体功能紊乱的机理研究 |
3.1 引言 |
3.2 材料与试剂 |
3.2.1 细胞来源 |
3.2.2 试剂及药品 |
3.2.3 主要使用仪器 |
3.3 实验方法与步骤 |
3.3.1 细胞培养 |
3.3.2 辐照与替加环素处理 |
3.3.2.1 碳离子辐照 |
3.3.2.2 替加环素处理 |
3.3.3 克隆形成实验 |
3.3.4 免疫荧光实验 |
3.3.5 细胞凋亡实验 |
3.3.6 细胞内ATP检测 |
3.3.7 线粒体膜电势检测 |
3.3.8 线粒体内Ca~(2+)水平检测 |
3.3.9 Western blot蛋白免疫印迹实验 |
3.3.10 数据统计分析 |
3.4 实验结果 |
3.4.1 碳离子、替加环素以及两者联合作用均能显着抑制肺癌细胞增殖 |
3.4.2 碳离子、替加环素以及两者联合作用均诱导线粒体功能紊乱 |
3.4.3 碳离子、替加环素及两者联合作用诱导细胞凋亡 |
3.4.4 碳离子、替加环素及两者联合作用在H1299 细胞中诱导自噬 |
3.4.5 碳离子通过Akt/AMPK/mTOR通路调控线粒体翻译蛋白 |
3.4.6 碳离子通过p53和Akt/AMPK/mTOR通路调控线粒体翻译蛋白 |
3.4.7 P53 缺失的H1299 细胞对线粒体翻译抑制更加敏感 |
3.5 讨论 |
第4章 DNA损伤与线粒体功能紊乱的共同应答通路 |
4.1 引言 |
4.2 材料与试剂 |
4.2.1 细胞来源 |
4.2.2 试剂及药品 |
4.2.3 主要使用仪器 |
4.3 实验方法与步骤 |
4.3.1 细胞培养 |
4.3.2 辐照与抑制剂处理 |
4.3.2.1 辐照 |
4.3.2.2 抑制剂处理 |
4.3.3 克隆形成实验 |
4.3.4 线粒体内Ca~(2+)水平检测 |
4.3.5 Western blot蛋白免疫印迹实验 |
4.3.6 数据统计分析 |
4.4 实验结果 |
4.4.1 ATM抑制剂KU-55933 增加A549 细胞对碳离子的辐射敏感性 |
4.4.2 抑制ATM下调碳离子辐照后DSB损伤修复蛋白的表达 |
4.4.3 KU-55933 增加碳离子辐照后线粒体Ca~(2+)水平 |
4.4.4 ATM调控p53和mTOR参与碳离子辐照应答 |
4.4.5 自噬受ATM通路的调控参与碳离子应答 |
4.5 讨论 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文及研究成果 |
(3)鹅不食草通过抑制DNA损伤修复通路增敏肺癌化疗的机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
第一章 文献研究 |
第一节 非小细胞肺癌化疗耐药研究背景 |
一、非小细胞肺癌治疗现状 |
二、化疗耐药机制研究 |
第二节 中药抗肿瘤及鹅不食草研究概况 |
一、中药抗肿瘤研究概况 |
二、鹅不食草的研究现状 |
第二章 实验研究 |
第一节 ECM通过抑制DNA损伤修复通路增敏肺癌化疗的体外研究 |
一、材料与方法 |
二、实验结果 |
三、讨论 |
第二节 ECM通过抑制DNA损伤修复通路增敏肺癌化疗的体内研究 |
一、材料与方法 |
二、实验结果 |
三、讨论 |
第三节 ArnC通过抑制DNA损伤修复通路逆转肺癌化疗耐药的机制研究 |
一、材料与方法 |
二、实验结果 |
三、讨论 |
结语 |
一、结论 |
二、创新点 |
三、展望 |
参考文献 |
附录 |
在校期间发表论文情况 |
致谢 |
统计学审核证明 |
(4)长链非编码RNA SCARNA2介导的DNA损伤修复在结直肠癌放疗敏感性中的作用及机制(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略词表 |
前言 |
第一部分 LncRNA SCARNA2在DNA损伤修复中的作用探讨 |
一、材料与方法 |
(一)实验材料 |
1、实验细胞 |
2、主要实验试剂 |
3、主要实验仪器及耗材 |
4、抗体信息 |
(二)实验方法 |
1、~(60)Co-γ射线照射 |
2、细胞培养与处理 |
3、总RNA的提取、纯化及质量评估 |
4、RNA的反转录 |
5、实时荧光定量PCR(RT-PCR) |
6、RNA结合蛋白免疫沉淀(RIP) |
7、RIP-seq生信分析 |
8、SCARNA2下调(敲低/敲除)和过表达细胞系的构建 |
9、蛋白凝胶电泳(Western Blot) |
10、中性彗星电泳(Comet Assay) |
11、免疫荧光(Immunofluorescence,IF) |
12、统计方法 |
二、实验结果 |
(一)ATR结合lncRNA的筛选与验证 |
1、RNA免疫共沉淀及高通量测序 |
2、ATR结合lncRNA的筛选与验证 |
(二)SCARNA2的染色体定位及二级结构预测 |
(三)SCARNA2在不同肿瘤细胞系中表达 |
(四)结肠癌细胞在应答IR和 DNA损伤诱导剂时SCARNA2转录水平的变化 |
1、SCARNA2可以响应IR诱导的DNA损伤 |
2、SCARNA2可以响应CPT和 ETO诱导的DNA损伤 |
(五)DDR通路抑制剂对SCARNA2表达水平的影响 |
(六)SCARNA2下调和过表达细胞系的构建与验证 |
(七)下调SCARNA2显着增加结肠癌细胞受到照射后的DNA损伤程度 |
(八)下调SCARNA2显着抑制照后结肠癌细胞的DNA损伤修复过程 |
(九)SCARNA2对DNA损伤修复信号通路的影响 |
1、下调SCARNA2可以抑制照后DNA损伤修复通路的激活 |
2、下调SCARNA2可以抑制由CPT和 ETO诱导的DNA损伤修复通路的激活 |
三、讨论 |
第二部分 LncRNA SCARNA2对ATR及同源重组修复途径调控作用及机制 |
一、材料与方法 |
(一)实验材料 |
1、实验细胞 |
2、主要实验试剂 |
3、主要实验仪器及耗材 |
4、质粒信息 |
5、抗体信息 |
(二)实验方法 |
1、真核RNA-seq测序 |
2、构建I-Sce I-HR/NHEJ报告基因系统 |
3、RNA pull down-MS |
4、蛋白免疫共沉淀(IP) |
5、其他方法 |
二、实验结果 |
(一)敲除SCARNA2对照后基因转录组的影响 |
1、文库质检 |
2、基因表达相关性分析 |
3、基因差异表达分析 |
4、差异表达基因的GO富集分析 |
5、差异表达基因的KEGG富集分析 |
(二)SCARNA2主要通过HR通路修复DNA损伤 |
(三)下调SCARNA2可以抑制照后HR通路关键修复分子RAD51和RPA2 的募集 |
(四)SCARNA2结合蛋白的筛选与鉴定 |
(五)下调SCARNA2可以影响ATR与 HR通路相关蛋白的互作 |
(六)下调SCARNA2抑制了ATR下游Chk1靶点的磷酸化 |
三、讨论 |
第三部分 LncRNA SCARNA2促进DNA损伤修复通路调控结直肠癌放疗敏感性 |
一、材料与方法 |
(一)实验材料 |
1、实验细胞 |
2、实验动物 |
3、主要实验试剂 |
4、主要实验仪器及耗材 |
5、SABER-ISH探针信息 |
6、抗体信息 |
(二)实验方法 |
1、克隆形成率 |
2、细胞凋亡 |
3、细胞增殖/细胞活力 |
4、细胞周期 |
5、构建裸鼠皮下荷瘤(CDX)模型 |
6、移植瘤体内注射慢病毒载体方法 |
7、荷瘤裸鼠放射处理 |
8、石蜡切片制作实验 |
9、石蜡切片免疫组化实验 |
10、石蜡切片荧光TUNEL实验 |
11、组织芯片荧光原位杂交(FISH) |
12、其他方法 |
二、实验结果 |
(一)下调SCARNA2可以降低由IR和 DNA损伤剂诱导的细胞存活率 |
(二)下调SCARNA2可以增加照射和DNA损伤剂诱导的细胞凋亡 |
(三)下调SCARNA2可以降低照射后结肠癌细胞的增殖能力和细胞活力 |
(四)下调SCARNA2可以显着抑制结肠癌细胞经照射和DNA损伤剂诱导的G2/M期阻滞 |
(五)SCARNA2对结直肠癌荷瘤模型放射敏感性的影响 |
1、构建裸鼠皮下荷瘤模型 |
2、移植瘤内多点注射慢病毒模型构建成功 |
3、下调SCARNA2可以抑制照后裸鼠皮下肿瘤细胞的增殖 |
4、下调SCARNA2可以促进照后结肠癌肿瘤细胞的凋亡 |
5、下调SCARNA2可以抑制照后结直肠癌肿瘤组织的HR修复 |
(六)SCARNA2在放疗敏感和抵抗的结直肠癌组织中表达差异显着 |
三、讨论 |
全文总结及展望 |
参考文献 |
附录 |
附图 |
附表一、RIP-seq数据分析软件及参数列表 |
附表二、RIP-seq数据库信息 |
附表三、RNA-seq测序质量预处理结果 |
附表四、ATR结合相关lncRNA列表(前100 位) |
附表五、RNA-seq:sg-ctrl(CON vs IR)差异基因(下调) |
附表六、RNA-seq:sg-ctrl(CON vs IR)差异基因(上调) |
附表七、RNA-seq:sg-SCARNA2(CON vs IR)差异基因(下调) |
附表八、RNA-seq:sg-SCARNA2(CON vs IR)差异基因(上调) |
附表九、RNA pulldown-MS鉴定的差异蛋白列表 |
文献综述 lncRNA在DNA损伤诱导的细胞周期检查点激活中的作用及机制 |
参考文献 |
在读期间科研成果 |
致谢 |
(5)体内彗星试验方法的建立及创新药TJ1933的遗传毒性评价(论文提纲范文)
英文缩略词 Abbreviation |
中文摘要 |
Abstract |
1 引言 |
第一章 体内彗星试验的方法研究与验证 |
1 试验材料 |
2 试验方法 |
3 试验结果 |
4 讨论 |
第二章 创新药TJ1933 的遗传毒性评价 |
第一节 Ames试验 |
1 试验材料 |
2 试验方法 |
3 试验结果 |
第二节 染色体畸变试验 |
1 试验材料 |
2 试验方法 |
3 试验结果 |
第三节 体内微核试验 |
1 试验材料 |
2 试验方法 |
3 试验结果 |
第四节 体内彗星试验 |
1 试验材料 |
2 试验方法 |
3 试验结果 |
4 讨论 |
5 结论 |
参考文献 |
附录 个人简历 |
致谢 |
综述 彗星试验:在遗传毒理学中的研究进展 |
参考文献 |
(6)高等真核生物中复制叉翻转的分子机制研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
缩略词 |
1 引言 |
1.1 复制叉翻转 |
1.2 拓扑异构酶 |
1.3 TOP2A的 SUMO化修饰 |
2 实验材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验方法 |
3 ZNF451-TOP2A-PICH 轴调控复制叉翻转 |
3.1 TOP2A在停滞的复制叉处富集 |
3.2 ZNF451 催化的 TOP2A的 SUMO化修饰参与复制叉翻转 |
3.3 TOP2A的 SUMO化修饰招募PICH至停滞的复制叉 |
3.4 ZNF451-TOP2A-PICH轴促进复制叉翻转并维持基因组稳定性 |
3.5 本章小结 |
4 复制叉翻转过程的两步模型 |
4.1 复制叉翻转的两个步骤 |
4.2 复制叉翻转过程的两步模型验证 |
4.3 本章小结 |
5 讨论 |
参考文献 |
作者简介及在读期间所取得的科研成果 |
(7)HUWE1介导DNA-PKcs Neddylation修饰促进DNA双链断裂修复的研究(论文提纲范文)
缩略词表 |
摘要 |
Abstract |
前言 |
第一章 实验材料和实验方法 |
第一节 实验材料 |
第二节 实验方法 |
第二章 DNA-PKcs发生Neddylation修饰 |
第一节 引言 |
第二节 实验结果 |
1、GEO 分析肺癌组织中 DNA-PKcs 与 NEDD8 表达的相关性 |
2、外源NEDD8 和内源NEDD8 均可修饰DNA-PKcs |
3、NEDP1 介导 DNA-PKcs 发生去 Neddylation |
4、NEDD8以K60 成链修饰DNA-PKcs的激酶结构域 |
5、K4007 是 DNA-PKcs 发生 Neddylation 修饰的关键位点 |
第三节 讨论 |
第三章 HUWE1 是 DNA-PKcs 发生 Neddylation 修饰的关键E3 连接酶 |
第一节 引言 |
第二节 实验结果 |
1、DNA-PKcs Neddylation 修饰依赖 HUWE1 |
2、DNA损伤诱导HUWE1、UBE2M和 DNA-PKcs互作增强 |
第三节 讨论 |
第四章 Neddylation 修饰促进 DNA-PKcs S2056 自磷酸化及DNA 双链断裂非同源末端连接修复 |
第一节 引言 |
第二节 实验结果 |
1、IR诱导的DNA双链断裂促进DNA-PKcs发生Neddylation修饰 |
2、DNA-PKcs Neddylation 修饰促进其 2056 位点丝氨酸自磷酸化 |
3、抑制 Neddylation 修饰抑制 DNA-PKcs 从 DNA 断裂位点脱落 |
4、敲低HUWE1 促进细胞发生G1/S期阻滞 |
5、敲低 HUWE1 抑制非同源末端链接修复,增强细胞辐射敏感性 |
第三节 讨论 |
第五章 结语 |
参考文献 |
附录 课题模式图 |
博士期间取得的学术成果 |
个人简历 |
致谢 |
(8)TIP60 SUMO2/3修饰通过调节DNA-PKcs活性调控DNA损伤修复(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
前言 |
第一章 材料与方法 |
第一节 实验材料 |
第二节 实验方法 |
第二章 TIP60的SUMO2/3 修饰位点以及E3,de-SUMO酶的研究 |
第一节 引言 |
第二节 实验结果 |
2.2.1 TIP60 可被SUMO2/3 修饰 |
2.2.2 PIAS4 介导TIP60 K430 位点的SUMO2/3 修饰 |
2.2.3 SENP3 介导TIP60去SUMO2/3 修饰 |
第三节 本章小结 |
第三章 DNA损伤以及细胞周期对TIP60 SUMO2/3 修饰的调控作用研究 |
第一节 引言 |
第二节 实验结果 |
3.2.1 TIP60的SUMO2/3 修饰在S期增高 |
3.2.2 TIP60 SUMO2/3 修饰在照射后迅速降低 |
第三节 本章小结 |
第四章 TIP60 SUMO2/3 化修饰调控其与DNA-PKcs相互作用 |
第一节 引言 |
第二节 实验结果 |
4.2.1 TIP60与DNA-PKcs相互作用结构域的研究 |
4.2.2 TIP60与DNA-PKcs的相互作用在DNA损伤后增加 |
4.2.3 TIP60与DNA-PKcs相互作用在S期减弱 |
4.2.4 TIP60 SUMO2/3 修饰抑制其与DNA-PKcs相互作用 |
第三节 本章小结 |
第五章 TIP60 K430R突变对DNA损伤修复以及细胞DNA损伤敏感性的影响 |
第一节 引言 |
第二节 实验结果 |
5.2.1 TIP60 K430R 突变抑制 DNA 损伤双链断裂修复 |
5.2.2 TIP60 K430R突变增加细胞的DNA损伤敏感性 |
第三节 本章小结 |
第六章 讨论与展望 |
参考文献 |
附录 实验使用核酸序列信息 |
作者在学期间取得的学术成果 |
简历 |
致谢 |
(9)基于生物大分子协同组装的生物材料合成与功能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 文献综述 |
1.1 生物材料 |
1.1.1 生物材料的分类 |
1.1.2 天然高分子生物材料 |
1.1.3 纳米金属生物材料 |
1.2 基于丝胶蛋白的生物材料 |
1.2.1 丝胶蛋白的定义 |
1.2.2 丝胶蛋白的提取 |
1.2.3 丝胶蛋白的理化性质 |
1.2.4 丝胶蛋白的生物活性 |
1.2.5 丝胶蛋白的应用 |
1.3 基于纤维素衍生物的生物材料 |
1.3.1 纤维素概述 |
1.3.2 纤维素的改性 |
1.3.3 羧甲基纤维素的性质 |
1.3.4 羧甲基纤维素的应用 |
1.4 基于纳米金属颗粒的生物材料 |
1.4.1 纳米金属材料概述 |
1.4.2 银纳米颗粒的合成 |
1.4.3 银纳米颗粒的应用 |
1.5 基于脱氧核糖核酸的生物材料 |
1.5.1 脱氧核糖核酸的结构与性质 |
1.5.2 DNA分子机器的设计 |
1.5.3 DNA分子机器的应用 |
第2章 引言 |
2.1 研究背景 |
2.2 目的与意义 |
2.3 研究内容 |
2.4 技术路线 |
第3章 共价交联的纤维素增塑丝胶复合薄膜的制备 |
3.1 实验材料与试剂 |
3.1.1 实验材料 |
3.1.2 主要试剂 |
3.1.3 主要仪器 |
3.1.4 主要溶液配制 |
3.2 实验方法与步骤 |
3.2.1 丝胶蛋白提取 |
3.2.2 双醛羧甲基纤维素的制备 |
3.2.3 双醛羧甲基纤维素醛基含量的测定 |
3.2.4 双醛羧甲基纤维素/丝胶复合膜的制备 |
3.2.5 复合膜交联度分析 |
3.2.6 扫描电镜观察 |
3.2.7 复合膜力学性能的测定 |
3.2.8 水接触角的测定 |
3.2.9 溶失率和保水率测试 |
3.2.10 降解性分析 |
3.2.11 红外光谱分析 |
3.2.12 热重分析 |
3.2.13 复合膜血液相容性测试 |
3.2.14 复合膜细胞相容性测试 |
3.3 实验结果与分析 |
3.3.1 交联度 |
3.3.2 表面形态分析 |
3.3.3 力学性能 |
3.3.4 水接触角 |
3.3.5 溶胀及溶失 |
3.3.6 降解性 |
3.3.7 红外光谱 |
3.3.8 热重 |
3.3.9 血液相容性 |
3.3.10 细胞相容性 |
3.4 讨论 |
第4章 基于金属有机框架纤维素传感器的制备及应用研究 |
4.1 实验材料与试剂 |
4.1.1 主要试剂 |
4.1.2 主要仪器 |
4.2 实验方法与步骤 |
4.2.1 CMC-Ag NPs溶胶的制备 |
4.2.2 紫外分光光度计检测 |
4.2.3 粒径检测 |
4.2.4 XRD分析 |
4.2.5 CMC-Ag NPs检测半胱氨酸 |
4.2.6 CD光谱分析 |
4.3 实验结果与分析 |
4.3.1 温度对AgNPs合成的影响 |
4.3.2 p H对 Ag NPs合成的影响 |
4.3.3 CMC浓度对Ag NPs合成的影响 |
4.3.4 硝酸银浓度对AgNPs合成的影响 |
4.3.5 TEM检测 |
4.3.6 XRD分析 |
4.3.7 CMC-Ag NPs检测半胱氨酸 |
4.3.8 CD光谱 |
4.3.9 半胱氨酸特异性检测 |
4.3.10 检测机制分析 |
4.4 讨论 |
第5章 动态DNA水凝胶的设计及制备 |
5.1 实验材料与试剂 |
5.1.1 实验材料 |
5.1.2 主要试剂 |
5.1.3 主要仪器 |
5.1.4 主要溶液配制 |
5.2 实验方法与步骤 |
5.2.1 DNA链前处理 |
5.2.2 DNA纯度检测 |
5.2.3 DNA退火 |
5.2.4 CD光谱分析 |
5.2.5 DNA凝胶的制备 |
5.2.6 凝胶应变扫描分析 |
5.3 实验结果与分析 |
5.3.1 DNA纯度分析 |
5.3.2 凝胶框架自组装分析 |
5.3.3 控制链组装分析 |
5.3.4 CD光谱分析 |
5.3.5 应变扫描分析 |
5.4 讨论 |
第6章 综合与讨论 |
6.1 共价交联的纤维素增塑丝胶复合薄膜 |
6.2 金属有机框架的纤维素生物传感器 |
6.3 动态DNApH响应性水凝胶 |
论文创新点 |
参考文献 |
发表论文及参加课题 |
发表论文 |
申请专利 |
主持课题 |
致谢 |
(10)甲醛和丙烯醛对人肺细胞的联合毒性效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 甲醛和丙烯醛简介 |
1.1.1 甲醛和丙烯醛的理化性质 |
1.1.2 甲醛和丙烯醛的暴露途径及代谢途径 |
1.2 甲醛和丙烯醛的细胞毒性及机制 |
1.2.1 甲醛和丙烯醛的细胞毒性 |
1.2.2 甲醛和丙烯醛的细胞毒性机制 |
1.3 甲醛和丙烯醛的遗传毒性及机制 |
1.3.1 甲醛和丙烯醛的遗传毒性 |
1.3.2 甲醛和丙烯醛的遗传毒性机制 |
1.4 甲醛和丙烯醛的联合细胞毒性研究现状 |
1.4.1 甲醛和丙烯醛的联合细胞毒性 |
1.4.2 甲醛和丙烯醛联合诱导细胞毒性的可能机制 |
1.5 甲醛和丙烯醛的联合遗传毒性研究现状 |
1.5.1 甲醛和丙烯醛的联合遗传毒性 |
1.5.2 甲醛和丙烯醛联合诱导遗传毒性的可能机制 |
1.6 联合作用评价 |
1.6.1 联合作用方式 |
1.6.2 联合作用分类 |
1.6.3 联合作用评价方法 |
1.7 研究意义、思路及内容 |
1.7.1 研究意义 |
1.7.2 研究思路 |
1.7.3 研究内容 |
第2章 甲醛和丙烯醛对人肺细胞的联合细胞毒性 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 试剂 |
2.2.2 仪器 |
2.2.3 细胞培养和染毒处理 |
2.2.4 细胞活性检测 |
2.2.5 平板克隆形成实验 |
2.2.6 Annexin-V-FITC/PI实验 |
2.2.7 TUNEL/DAPI染色 |
2.2.8 LDH渗出实验 |
2.2.9 细胞脂质过氧化检测 |
2.2.10 细胞内ROS检测 |
2.2.11 细胞内GSH检测 |
2.2.12 细胞内钙离子水平检测 |
2.2.13 线粒体膜电势检测 |
2.2.14 抗氧化酶活性检测 |
2.2.15 Caspase酶活性检测 |
2.2.16 单细胞凝胶电泳 |
2.2.17 γH2AX实验 |
2.2.18 mRNA的提取和实时荧光定量PCR(qPCR)分析 |
2.2.19 Western blot |
2.2.20 数据统计和分析 |
2.3 实验结果 |
2.3.1 甲醛和丙烯醛联合暴露诱导的细胞毒性 |
2.3.2 甲醛和丙烯醛联合暴露诱导的氧化应激 |
2.3.3 氧化应激在甲醛和丙烯醛联合诱导细胞毒性中的作用 |
2.3.4 甲醛和丙烯醛联合暴露诱导的DNA损伤及p53相关凋亡通路 |
2.3.5 抗氧化剂对甲醛和丙烯醛联合诱导的DNA损伤及p53相关凋亡通路的影响 |
2.4 讨论 |
2.4.1 甲醛和丙烯醛协同诱导的细胞毒性 |
2.4.2 甲醛和丙烯醛协同诱导了细胞凋亡 |
2.4.3 氧化应激在甲醛和丙烯醛诱导的联合细胞毒性中的作用 |
2.4.4 氧化应激在甲醛和丙烯醛联合诱导的细胞凋亡中的作用 |
2.4.5 DNA损伤及相关通路在甲醛和丙烯醛联合诱导细胞凋亡中的作用 |
2.5 小结 |
第3章 甲醛和丙烯醛对人肺细胞的联合遗传毒性 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 试剂 |
3.2.2 仪器 |
3.2.3 细胞培养和染毒处理 |
3.2.4 微核实验 |
3.2.5 单细胞凝胶电泳实验 |
3.2.6 γH2AX实验 |
3.2.7 HPRT基因突变实验 |
3.2.8 DNA-蛋白质交联实验 |
3.2.9 细胞内ROS检测 |
3.2.10 细胞周期检测 |
3.2.11 PCR array |
3.2.12 Western blot |
3.2.13 数据统计与分析 |
3.3 实验结果 |
3.3.1 甲醛和丙烯醛联合暴露诱导的遗传毒性评价 |
3.3.2 甲醛和丙烯醛联合暴露对DNA损伤修复基因的影响 |
3.3.3 甲醛和丙烯醛联合暴露对DNA修复蛋白的影响 |
3.3.4 甲醛和丙烯醛联合暴露对细胞周期的影响 |
3.3.5 ROS和DPC在甲醛和丙烯醛联合诱导DNA损伤中的作用 |
3.4 讨论 |
3.4.1 甲醛和丙烯醛诱导的联合遗传毒性 |
3.4.2 甲醛和丙烯醛联合暴露对DNA损伤修复的影响 |
3.4.3 甲醛和丙烯醛联合暴露对细胞周期的影响 |
3.4.4 氧化应激和DPC在甲醛和丙烯醛联合遗传毒性中的作用 |
3.5 小结 |
第4章 总结和展望 |
4.1 总结 |
4.1.1 甲醛和丙烯醛联合诱导的细胞毒性 |
4.1.2 甲醛和丙烯醛联合诱导的遗传毒性 |
4.2 展望 |
4.2.1 关于醛混合物联合毒性评价方面的展望 |
4.2.2 关于醛混合物联合毒性机制探索方面的展望 |
参考文献 |
缩略词表 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
四、哺乳动物细胞对丝裂霉素诱导的DNA链间交联的修复(论文参考文献)
- [1]多效生长因子(PTN)影响乳腺癌和宫颈癌细胞对丝裂霉素C的敏感性的研究[D]. 尤立伟. 吉林大学, 2021(01)
- [2]电离辐射诱导非小细胞肺癌DNA损伤与线粒体功能紊乱的应答机理研究[D]. 严俊芳. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2021(01)
- [3]鹅不食草通过抑制DNA损伤修复通路增敏肺癌化疗的机制研究[D]. 樊湘珍. 广州中医药大学, 2021
- [4]长链非编码RNA SCARNA2介导的DNA损伤修复在结直肠癌放疗敏感性中的作用及机制[D]. 陈媛媛. 中国人民解放军海军军医大学, 2021(01)
- [5]体内彗星试验方法的建立及创新药TJ1933的遗传毒性评价[D]. 梅阿宁. 安徽医科大学, 2021(01)
- [6]高等真核生物中复制叉翻转的分子机制研究[D]. 田甜. 浙江大学, 2020(01)
- [7]HUWE1介导DNA-PKcs Neddylation修饰促进DNA双链断裂修复的研究[D]. 郭宗培. 军事科学院, 2020(02)
- [8]TIP60 SUMO2/3修饰通过调节DNA-PKcs活性调控DNA损伤修复[D]. 高山山. 军事科学院, 2020(02)
- [9]基于生物大分子协同组装的生物材料合成与功能研究[D]. 王鹏. 西南大学, 2020(01)
- [10]甲醛和丙烯醛对人肺细胞的联合毒性效应研究[D]. 张森. 中国科学技术大学, 2020(01)