浅谈端粒和端粒酶的研究和应用 第6页
TERT的C-残基也在人类原始纤文母细胞的永生化,端粒组装的竞争,核仁内定位,引物结合和渐进性延长等方面起重要作用.
3,端粒酶相关蛋白(TEP)
⑴ 端粒酶相关蛋白-1(TEP1)是一多功能的RNA 结合蛋白,TEP1 缺失导致rRNA 水平的显著降低以及TEP1 和rRNA 的丢失,但不导致端粒酶活性或端粒长度的紊乱.
⑵ 生存动力神经细胞基因(SMN) 产物
热休克蛋白(hsp)90 ,其他涉及到TERT转录后修饰的蛋白包括磷酸酶-A,Akt ,cAbl ,p53 和PARP.
PinX1 与人TERT体外共表达时抑制人端粒酶活性.
⑶ 芽殖酵母蛋白Est1p 和Est3p 这两个蛋白与体内端粒酶的功能有关.Est1p 足以使端粒延长.但是,在无Est1p存在的情况下Est2p-Cdc13pDBD融合也足以文持端粒长度.
二 端粒酶的功能
端粒酶是在染色体末端不断合成端粒序列的酶,它可以文持端粒的长度,文持细胞增殖潜能.端粒酶以自身RNA为模板合成端粒酶重复序列,具有逆转录酶活性,它的活性不依赖于DNA聚合酶,对RNA酶,蛋白酶和高温均敏感.端粒酶活性表达能稳定端粒的长度,抑制细胞的衰老,在生殖细胞和干细胞中可检测到高水平的端粒酶活性.
在体内还不清楚每一次细胞分裂有多少端粒DNA合成.体内端粒酶的延长功能是一复杂的动态过程:受双链端粒结合蛋白包括RAP1 (芽殖酵母) ,存在于t环的TRF1 (依赖于端粒酶)和TRF2(不依赖于端粒酶)的负调控.
第二节
端粒-端粒酶对细胞死亡和细胞永生化的影响
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"端粒-端粒酶假说"认为端粒酶的激活与细胞永生化和恶性肿瘤的发生,发展密切相关.染色体末端的端粒DNA进行性的缩短是限制人细胞寿命的先决条件.相对地,端粒酶的激活,合成端粒的DNA被认为是细胞永生化和癌症发展必需的一步.目前的资料证实,端粒酶对长期成活的组织和长期进行有丝分裂的细胞是必需的.
细胞的死亡过程分为两个阶段, 当端粒缩短至一关键性长度2kb-4kb 时,染色体的稳定性就会遭到破坏,细胞开始衰老进入M1期(mortality stage1 M1).在M1期细胞对生长因子等失去反应,产生DNA合成蛋白抑制因子,细胞周期检查点(cell cycle checkpoints)发送周期停止信号,DNA合成停止,DNA 断裂,活化p53 依赖或非p53 依赖的DNA 损伤途径.并诱导细胞周期依赖性激酶(CDK)抑制物如p21 ,p27产生,导致细胞G1期生长停滞,最终走向死亡.如果这一过程中一些癌基因SV40T抗原,PRB ,p53 ,p16 等抑癌基因失活,丧失正常功能, 均能使M1期的机制被抑制使细胞逃逸M1期,继续生长获得额外的增殖能力,此时端粒酶仍为阴性,端粒继续缩短,经过20-30次分裂后,最终到达M2期.细胞由于端粒过短,基因不稳定,绝大多数细胞死亡,只有极少数细胞由于端粒酶活性的上调或重新激活,端粒的功能得到恢复,基因重获稳定,使细胞超越M2期,成为永生化细胞.
端粒酶被抑制
正常人体细胞
端粒丢失
M1期阻滞 SV40T抗原
细胞分裂停止 Rb,P53与病毒蛋白结合,突变
↓
M1—M2期间隔 永生化
双着丝粒形成
↓
M2期退化
染色体失稳 端粒酶被激活
细胞凋亡
端粒酶在人体细胞永生性转化中
第三节
端粒酶细胞周期中细胞增殖,凋亡的影响
一,端粒酶对细胞周期的影响
端粒酶活性与细胞周期密切相关.细胞周期所处阶段不同,端粒酶活性亦不同, 端粒酶活性与细胞周期CDK-CKIs 网络调控系统有关 .实验发现永生化细胞株在细胞周期各个时相都有端粒酶活性,而静息细胞中活性降低,随着肿瘤细胞进入G1/S 期,端粒酶活性逐渐升高,在复制S 期端粒酶活性最高,而在G2/M期端粒酶活性逐渐丧失,当培养细胞处于无血清而进入G0 期时,端粒酶活性不受影响.在人乳腺癌中,端粒酶的高活性水平伴有cylinD 或cyclin E 的高表达,某些周期蛋白可能参与端粒酶活性的调控.
各种基因毒性或环境应激所致细胞DNA双链破坏时可使野生型p53活化, 进而引起细胞周期停滞或诱导细胞凋亡, 使细胞得以避免表型恶性转化.端粒双链DNA 的破坏是否也能活化p53依赖的信号传导通路呢 kusumoto等在构建的端粒酶和p53单或双缺陷鼠体内研究证实, 端粒DNA的丢失可以诱导活化p53和p21WAF1, 并导致细胞周期停滞,而p53的缺失则可促进端粒序列的丢失, 增大染色体的融合频率.端粒功能的缺失以及相继出现的基因不稳定与p 53缺陷相协同而激活细胞恶性转化过程.
二,端粒酶对细胞增殖的影响
曾一度认为端粒酶活性是细胞恶变或永生的标志,然而,不但在正常组织的永生化细胞(如造血干细胞,精子) ,而且在非永生的,正常生理状态下增殖活跃的细胞(如受抗原刺激的T及B淋巴细胞,口腔和食道粘膜上皮,皮肤基底层角质形成细胞,宫颈上皮,小肠上皮) 也可检出端粒酶活性.但Lehner 等用定量RT-PCR 法在子宫内膜癌,增生期子宫内膜,分泌期子宫内膜及萎缩性子宫内膜检测到hTERT mRNA 表达值差异显著.可见,不同增殖程度的子宫内膜均表达端粒酶活性,但其程度不同.因此,借助端粒酶定性检测判断良恶性增殖,其意义明显不如定量检测.
已有多次报道:改变实验条件可使多种端粒酶活性阴性细胞表达端粒酶活性,并获得永生;反之,抑制某些增殖活跃组织的端粒酶活性能抑制细胞增殖.
另有人发现:端粒酶通过调节端粒长度和生长促进因子基因表达来影响细胞增殖 .提示端粒酶是细胞生长,增殖中的重要机制.
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