基于转录因子NF-κB的新型基因表达控制技术发展及应用研究

发布时间：2021-09-02 01:01

　　NF-κB是一种序列特异性DNA结合转录因子。在未激活状态下,NF-κB与其抑制蛋白IκB结合滞留在细胞质中。当细胞受到刺激,如病毒感染、紫外线照射、细胞因子（TNFα等）作用下,通过细胞内的NF-κB信号传导通路,抑制蛋白IκB降解,NF-κB进入细胞核,与核内DNA靶点结合,控制其众多靶基因的表达,从而参与细胞生长、分裂、凋亡、更新、炎症、癌变等生理及病理过程。NF-κB在炎症和癌症中被广泛激活,因此一度成为药物筛选和疾病治疗的重要靶点,如各种NF-κB抑制剂的开发。但由于NF-κB所具有的双刃剑作用,传统NF-κB抑制剂因其显著的副作用而始终未成为临床药物。因此,基于NF-κB的生物医学应用价值的探索需要新的研究策略。本研究发展了三种基于NF-κB的新型基因表达控制技术,并探索了其生物医学应用价值。1.基于NF-κB的高活性真核启动子研制及其应用研究人巨细胞病毒（hCMV）主要早期启动子（MIEP）是目前生命科学基础研究和各类基因工程、基因治疗、基因编辑中广泛使用的活性最高的真核启动子。本研究用指数富集（SELEX）系统筛选获得的高亲和力人工序列替换人MIEP中的天然NF-κB结... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：106 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

NF-κB信号通路组成[5]

通过产生这些成分，NF-κB 产生负反馈回路以将针对 NF-κB 的负调控添加到该途径[17, 18]（图 1.2）。在非经典途径中（图 1.2）没有 IκB，但是 RelB/p100 复合物在细胞质中是无活性的[17]。非规范或替代途径主要通过 p100 的可诱导处理激活 RelB-p52 复合物。非经典途径通过发育信号如 BAFFR、CD40 或 LTβR 被激活，来自分化簇 40 配体（CD40L）、淋巴毒素 β 受体（LTβR）和 B 细胞活化因子受体（BAFFR）的信号导致 NF-κB 诱导激酶（NIK）活化，NIK 通过磷酸化激活同型二聚体 IKKα/IKKα，磷酸基团与 p100 的 C-末端残基被泛素化并随后磷酸化 p100，p100 磷酸化导致其被蛋白酶体加工成 p52，产生活跃的 RelB/p52 二聚体，最终导致 RelB/p52 的核易位和靶基因表达的诱导[19, 20]。与典型途径不同，该途径被更多数量的配体所影响，如属于 TNF 家族的 B 细胞激活因子（BAFF）、CD40L、淋巴毒素 β（LTβ）、受体激活剂核因子配体（RANKL）或 CD30L。这些细胞表面分子的触发涉及细胞凋亡抑制剂（cIAP1 和 cIAP2），TRAF2 和 TRAF3 的信号复合物的组装。这些受体的参与会引起由 TRAF2 介导的 cIAP1/2 的募集和激活，从而导致 TRAF3 的降解，阻止 NF-κB 诱导激酶的持续降解，而 NIK 激酶是该途径的中心[21]。

核心启动子元件确定，而上游增强子元件有助于确定转录频率或启动子强度。核心启动子是启动转录所需的最小启动子区[84-86]，通常是小于 80 个核苷酸的简洁区段，从+1位点上游或下游延伸约 35bp[84, 87]。多细胞动物核心启动子结构最近已被深入研究，研究人员发现了很多可能包含调节核心启动子活性的各种不同的 DNA 基序[87, 88]。TATA 盒结合蛋白识别序列（TATAWAAR）、BRE（转录因子 IIB 识别序列，SSRGCC）、Inr（起始序列，YYANWYY）、MTE（基序十元件，CSARCSSAAC）、DCE（下游核心元件）、DPE（下游核心启动子元件）、XCPE1（X 核心启动子元件）和 DPE（下游启动子元件，RGWYV），这些基序是 RNA 聚合酶 II 驱动转录的接触点[84, 89]。除了基于TATA 盒的启动子之外，研究人员也已经用现代基因组工具鉴定出了更具可塑性和可进化性的 CpG 丰富的哺乳动物启动子。与基于 TATA 盒的启动子相比，这些启动子具有多个转录起始位点。转录由核心启动子启动后，基因表达被增强子和内含子等 DNA 元件增强。增强子能够招募各种转录因子来激活转录，并且可以独立于位置和方向而起作用[90]。增强子结合的转录因子通过与基本转录元件直接相互作用[91]或通过形成复合物和募集酶来重塑染色质结构以调节启动子活性[92]。衍生自人巨细胞病毒主要立即早期基因的启动子是工业中高治疗性重组蛋白表达最常用的启动子[93]。


本文编号：3377994