MARVELD1影响X射线辐照诱发的细胞凋亡及其机制
发布时间：2022-01-22 03:31
MARVELD1是实验室前期研究发现的一个基因,定位于人类10号染色体长臂2区4带2亚带（10q24.2）,全长3238 bp,有两个外显子,其分子量约18.9 k Da。研究发现,MARVELD1在细胞增殖、DNA损伤修复、细胞侵袭和迁移等方面具有重要生物学功能,但目前对于在细胞凋亡方面的研究却知之甚少,前期研究发现,MARVELD1在细胞应激状态下能够降低细胞内氧化应激水平,还有研究发现,MARVELD1可以通过增强TRXR1的表达抑制三氧化二砷引起的肝癌细胞凋亡,因此本课题对MARVELD1在X射线辐射后诱导的细胞凋亡途径中的功能和分子机制进行了初步的探讨。通过细胞活力检测、细胞内活性氧测定和细胞凋亡流式分析,研究发现X射线辐射能够诱导He La细胞和MEF细胞发生细胞凋亡,在进行2 Gy、4 Gy、8 Gy剂量的X射线辐照后,He La细胞中MARVELD1过表达能够显著性提高细胞活力,降低细胞内活性氧（ROS）含量并降低细胞凋亡水平,MEF细胞中,MARVELD1的敲除能够显著性降低细胞活力,提高细胞内活性氧含量从而使细胞凋亡水平上升。通过实时定量PCR检测与细胞凋亡相关基因...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
内源性和外源性凋亡途径[23]
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-6-polymerase，PARP）、核纤层蛋白Lamin等底物，引发不可逆的Caspase依赖性细胞凋亡，此外，被释放至细胞质中的AIF也可易位到细胞核，激活线粒体非依赖性的细胞凋亡途径[41,42]。内源性凋亡途径还包括内质网应激引起的细胞凋亡。内质网是蛋白质合成的主要场所，也是细胞内Ca2+的重要储存库，所以对调节蛋白质的合成加工以及胞内Ca2+稳定具有重要生物学作用。因此，当内质网腔内Ca2+失衡，错误折叠或未折叠的蛋白质增多时，会引起内质网应激反应（EndoplasmicReticulumStress，ERS），严重时会触发细胞凋亡信号进而引起细胞凋亡[43]。内质网应激引起的细胞凋亡主要包括CHOP、JNK和Caspase依赖性三种途径（如图1-2所示）。图1-2内质网应激反应引起的细胞凋亡途径[44]PERK是一种分布于内质网膜上的蛋白激酶，当有蛋白未正常折叠时，PERK会通过低聚化和反向自身磷酸化的方式被活化，活化的PERK磷酸化激活翻译起始因子2（eIF-2α），在应激反应的早期抑制蛋白质的翻译与合成，减轻内质网中蛋白折叠的负荷量，随着应激反应时间和强度的增加，磷酸化的eIF-2α诱导激活转录因子ATF4的转录表达，促进凋亡信号分子CHOP表达，进而促进细胞凋亡[45]。IREI是另一种同样分布在内质网膜上的蛋白激酶，该信号通路的激活方式与PERK的激活方式相同，当未正常折叠蛋白质在内质网中累积时，IREI能寡聚化和反向自身磷酸化后被激活，在凋亡过程中，激活的IRE1能够招募胞浆调节蛋白TRAF-2，一方面间接招募和激活c-JunN端激酶，通过磷酸化抑制Bcl-2家族中抗
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-9-图1-3ROS介导的细胞凋亡途径[58]在ROS激活细胞凋亡的死亡受体（外在）途径中，跨膜死亡受体如Fas，TRAIL-R1/2和TNF-R1可被ROS激活，进而招募衔接蛋白FADD和pro-caspase8或10到死亡受体表面以形成DISC死亡复合物，进而活化Caspase8，一方面Caspase8可进一步激活Caspase3，6和7的级联反应引发细胞凋亡；另一方面Caspases8和10也可以切割Bid产生tBid，tBid易位至线粒体膜并激活促凋亡因子Bax和Bak，释放细胞色素C，进而激活线粒体途径诱导的细胞凋亡。ROS诱导的细胞凋亡主要集中在线粒体和死亡受体途径。研究发现，转录因子Bach1可通过提高线粒体内ROS水平抑制内皮细胞的增殖并诱导细胞周期停滞和细胞凋亡[66]。类黄酮（如5,7-DMF）能在癌细胞中产生活性氧中间体，导致线粒体膜电位被破坏，释放细胞色素C到胞质溶胶中，进而激活Caspase级联反应导致细胞凋亡[67]。H2O2通过影响ROS-JNK-p53途径提高促凋亡因子Bax、Bak的蛋白表达，降低抗凋亡分子如Bcl-2、Bcl-xL的蛋白表达量，从而降低颗粒细胞的凋亡率[68]。在细胞凋亡早期阶段，桦木酸可通过细胞内ROS水平增加，引起线粒体膜电位降低，细胞色素C释放和Caspase3激活，进而引起细胞凋亡[69]。还有研究发现，藤黄酸可通过下调Nrf2表达，上调ROS水平参与死亡受体途径介导的细
【参考文献】：
期刊论文
[1]鸦胆子素A诱导非小细胞肺癌细胞株H460凋亡及机制的初步研究[J]. 李聪,王燕,赵晓丽,王真,蒋建东. 中国医药生物技术. 2019(04)
[2]藤黄酸联合肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体诱导人结肠癌HT-29细胞凋亡的效果和机制[J]. 叶记林,吴爱莲,王冬艳,彭建明,于有江,刘延庆. 中国癌症杂志. 2018(04)
[3]Kinetin Inhibits Proliferation of Hepatic Stellate Cells by Interrupting Cell Cycle and Induces Apoptosis by Down-regulating Ratio of Bcl-2/Bax[J]. 张振纲,邹婕,黄莹,吴亮. Journal of Huazhong University of Science and Technology（Medical Sciences）. 2015(05)
[4]凋亡相关蛋白在汉坦病毒诱导HEK-293细胞凋亡过程中的表达及意义[J]. 高巍,王晓燕,刘伟,康鹏. 哈尔滨医科大学学报. 2012(02)
[5]Caspase Family Proteases and Apoptosis[J]. Ting-Jun FAN Li-Hui HAN Ri-Shan CONG Jin LIANG College of Marine Life Sciences,Division of Life Science and Technology,Ocean University of China,Qingdao 266003,China;College of Chemistry & Chemical Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266003,China. Acta Biochimica et Biophysica Sinica. 2005(11)
[6]高氧对新生大鼠肺caspase-3和p53基因表达及肺细胞凋亡的影响[J]. 李玉祥,罗小平,廖玲洁,刘皖君,宁琴. 中华儿科杂志. 2005(08)
[7]H2O2致Hep-G2细胞凋亡及其分子机制初探[J]. 冯莉,苏奉发,李丽,任碧轩,杨健,张大容,唐恩洁. 川北医学院学报. 2005(01)
[8]活性氧与细胞凋亡的研究进展[J]. 杨洁,高飞. 国外医学(肿瘤学分册). 2002(04)
[9]活性氧与细胞凋亡的研究进展[J]. 宋勇. 国外医学.呼吸系统分册. 1997(01)
博士论文
[1]X射线辐照后对中枢海马组织损伤作用研究[D]. 姜声扬.苏州大学 2012
[2]人参多糖抗肿瘤活性及机理研究[D]. 韩翰.东北师范大学 2011
[3]1，3-二芳基丙烷类化合物体外抑制人肝癌和白血病细胞增殖作用及机制研究[D]. 李姗姗.沈阳药科大学 2010
硕士论文
[1]MarvelD1敲除型小鼠氧化应激状态下的血清代谢组学研究[D]. 赵健翔.哈尔滨工业大学 2018
[2]GANRA纳米药物的辐射防护作用及其对辐射敏感microRNA的影响[D]. 林素兰.中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所) 2017
本文编号：3601472
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
内源性和外源性凋亡途径[23]
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-6-polymerase，PARP）、核纤层蛋白Lamin等底物，引发不可逆的Caspase依赖性细胞凋亡，此外，被释放至细胞质中的AIF也可易位到细胞核，激活线粒体非依赖性的细胞凋亡途径[41,42]。内源性凋亡途径还包括内质网应激引起的细胞凋亡。内质网是蛋白质合成的主要场所，也是细胞内Ca2+的重要储存库，所以对调节蛋白质的合成加工以及胞内Ca2+稳定具有重要生物学作用。因此，当内质网腔内Ca2+失衡，错误折叠或未折叠的蛋白质增多时，会引起内质网应激反应（EndoplasmicReticulumStress，ERS），严重时会触发细胞凋亡信号进而引起细胞凋亡[43]。内质网应激引起的细胞凋亡主要包括CHOP、JNK和Caspase依赖性三种途径（如图1-2所示）。图1-2内质网应激反应引起的细胞凋亡途径[44]PERK是一种分布于内质网膜上的蛋白激酶，当有蛋白未正常折叠时，PERK会通过低聚化和反向自身磷酸化的方式被活化，活化的PERK磷酸化激活翻译起始因子2（eIF-2α），在应激反应的早期抑制蛋白质的翻译与合成，减轻内质网中蛋白折叠的负荷量，随着应激反应时间和强度的增加，磷酸化的eIF-2α诱导激活转录因子ATF4的转录表达，促进凋亡信号分子CHOP表达，进而促进细胞凋亡[45]。IREI是另一种同样分布在内质网膜上的蛋白激酶，该信号通路的激活方式与PERK的激活方式相同，当未正常折叠蛋白质在内质网中累积时，IREI能寡聚化和反向自身磷酸化后被激活，在凋亡过程中，激活的IRE1能够招募胞浆调节蛋白TRAF-2，一方面间接招募和激活c-JunN端激酶，通过磷酸化抑制Bcl-2家族中抗
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-9-图1-3ROS介导的细胞凋亡途径[58]在ROS激活细胞凋亡的死亡受体（外在）途径中，跨膜死亡受体如Fas，TRAIL-R1/2和TNF-R1可被ROS激活，进而招募衔接蛋白FADD和pro-caspase8或10到死亡受体表面以形成DISC死亡复合物，进而活化Caspase8，一方面Caspase8可进一步激活Caspase3，6和7的级联反应引发细胞凋亡；另一方面Caspases8和10也可以切割Bid产生tBid，tBid易位至线粒体膜并激活促凋亡因子Bax和Bak，释放细胞色素C，进而激活线粒体途径诱导的细胞凋亡。ROS诱导的细胞凋亡主要集中在线粒体和死亡受体途径。研究发现，转录因子Bach1可通过提高线粒体内ROS水平抑制内皮细胞的增殖并诱导细胞周期停滞和细胞凋亡[66]。类黄酮（如5,7-DMF）能在癌细胞中产生活性氧中间体，导致线粒体膜电位被破坏，释放细胞色素C到胞质溶胶中，进而激活Caspase级联反应导致细胞凋亡[67]。H2O2通过影响ROS-JNK-p53途径提高促凋亡因子Bax、Bak的蛋白表达，降低抗凋亡分子如Bcl-2、Bcl-xL的蛋白表达量，从而降低颗粒细胞的凋亡率[68]。在细胞凋亡早期阶段，桦木酸可通过细胞内ROS水平增加，引起线粒体膜电位降低，细胞色素C释放和Caspase3激活，进而引起细胞凋亡[69]。还有研究发现，藤黄酸可通过下调Nrf2表达，上调ROS水平参与死亡受体途径介导的细
【参考文献】：
期刊论文
[1]鸦胆子素A诱导非小细胞肺癌细胞株H460凋亡及机制的初步研究[J]. 李聪,王燕,赵晓丽,王真,蒋建东. 中国医药生物技术. 2019(04)
[2]藤黄酸联合肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体诱导人结肠癌HT-29细胞凋亡的效果和机制[J]. 叶记林,吴爱莲,王冬艳,彭建明,于有江,刘延庆. 中国癌症杂志. 2018(04)
[3]Kinetin Inhibits Proliferation of Hepatic Stellate Cells by Interrupting Cell Cycle and Induces Apoptosis by Down-regulating Ratio of Bcl-2/Bax[J]. 张振纲,邹婕,黄莹,吴亮. Journal of Huazhong University of Science and Technology（Medical Sciences）. 2015(05)
[4]凋亡相关蛋白在汉坦病毒诱导HEK-293细胞凋亡过程中的表达及意义[J]. 高巍,王晓燕,刘伟,康鹏. 哈尔滨医科大学学报. 2012(02)
[5]Caspase Family Proteases and Apoptosis[J]. Ting-Jun FAN Li-Hui HAN Ri-Shan CONG Jin LIANG College of Marine Life Sciences,Division of Life Science and Technology,Ocean University of China,Qingdao 266003,China;College of Chemistry & Chemical Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266003,China. Acta Biochimica et Biophysica Sinica. 2005(11)
[6]高氧对新生大鼠肺caspase-3和p53基因表达及肺细胞凋亡的影响[J]. 李玉祥,罗小平,廖玲洁,刘皖君,宁琴. 中华儿科杂志. 2005(08)
[7]H2O2致Hep-G2细胞凋亡及其分子机制初探[J]. 冯莉,苏奉发,李丽,任碧轩,杨健,张大容,唐恩洁. 川北医学院学报. 2005(01)
[8]活性氧与细胞凋亡的研究进展[J]. 杨洁,高飞. 国外医学(肿瘤学分册). 2002(04)
[9]活性氧与细胞凋亡的研究进展[J]. 宋勇. 国外医学.呼吸系统分册. 1997(01)
博士论文
[1]X射线辐照后对中枢海马组织损伤作用研究[D]. 姜声扬.苏州大学 2012
[2]人参多糖抗肿瘤活性及机理研究[D]. 韩翰.东北师范大学 2011
[3]1，3-二芳基丙烷类化合物体外抑制人肝癌和白血病细胞增殖作用及机制研究[D]. 李姗姗.沈阳药科大学 2010
硕士论文
[1]MarvelD1敲除型小鼠氧化应激状态下的血清代谢组学研究[D]. 赵健翔.哈尔滨工业大学 2018
[2]GANRA纳米药物的辐射防护作用及其对辐射敏感microRNA的影响[D]. 林素兰.中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所) 2017
本文编号：3601472
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