影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展專家講座

影響細(xì)胞衰老基因研究進(jìn)展影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展第1頁(yè)展望基因研究方法背景影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展第2頁(yè)

是自然界一個(gè)復(fù)雜、不一樣器官和系統(tǒng)展現(xiàn)一系定改變生命現(xiàn)象,存在于任何生命體任何時(shí)期，只是不一樣情況下其速率與程度有所區(qū)分，其機(jī)制很復(fù)雜。細(xì)胞衰老與個(gè)體衰老及細(xì)胞癌變等主要生理、病理現(xiàn)象親密相關(guān)。近年研究發(fā)覺(jué),一些衰老細(xì)胞,有異常染色體、染色體端粒縮短及基因組改變,細(xì)胞早衰現(xiàn)象也可見(jiàn)一些遺傳性疾病,表明細(xì)胞衰老是基因改變后果。衰老(aging)影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展第3頁(yè)

已經(jīng)有研究發(fā)覺(jué)細(xì)胞衰老(cellularsenescence)與許多生理及病理過(guò)程親密相關(guān),如動(dòng)脈正常功效、傷口愈合、免疫反應(yīng)、細(xì)胞癌變等。即使衰老細(xì)胞數(shù)量極少,但它們能夠分泌細(xì)胞因子干擾機(jī)體內(nèi)環(huán)境和正常細(xì)胞。當(dāng)前研究較多細(xì)胞衰老相關(guān)基因主要包含MORF4、p21、p16和p53等,這些基因在衰老過(guò)程中所起作用日益明確,對(duì)其作用機(jī)制研究也不停深入。衰老(aging)影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展第4頁(yè)細(xì)胞衰老表現(xiàn)

細(xì)胞衰老是細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功效改變積累至一定程度后果。功效上,表現(xiàn)氧化磷酸化降低,呼吸速率減慢,酶活性及受體蛋白降低,造成細(xì)胞功效降低,細(xì)胞增殖出現(xiàn)抑制,其生長(zhǎng)停滯在細(xì)胞G1期,不能進(jìn)入S期,或停滯在有絲分裂后期。形態(tài)上,不規(guī)則和不正常分葉核、多形性空泡狀線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)降低,高爾基體變形,色素、鈣、各種惰性物質(zhì)沉積,常有細(xì)胞膜性結(jié)構(gòu)改變,如膜脂過(guò)氧化。影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展第5頁(yè)染色體定位法衰老相關(guān)疾病基因克隆差異性表示篩選衰老動(dòng)物模型影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展第6頁(yè)

分離單一染色體或輻射斷裂片段,經(jīng)過(guò)微細(xì)胞包裝、融合導(dǎo)入宿主細(xì)胞,研究其對(duì)宿主細(xì)胞衰老過(guò)程影響,將衰老基因大致定位于有功效片段;深入依據(jù)已知遺傳標(biāo)識(shí)作缺失定位、熒光原位雜交等試驗(yàn),使之準(zhǔn)確定位。影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展第7頁(yè)

現(xiàn)已報(bào)道了各種含有早衰特征、或與年紀(jì)相關(guān)遺傳性疾病基因克隆,他們多從連鎖分析入手,聯(lián)合其它作圖方式將衰老相關(guān)基因定位,再經(jīng)過(guò)部分cDNA文庫(kù)篩選和外顯子捕捉等方法取得基因.引人注意有,維氏綜合征(Wernerpssyndrome)致病基因WRN,8p12.影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展第8頁(yè)

1991年Murano等以差減雜交技術(shù)首先判定了18個(gè)在衰老細(xì)胞和維氏綜合征患者細(xì)胞中高表示基因片段,包含9個(gè)未知基因片段.

1998年Gonos等以SV40T抗原轉(zhuǎn)REF細(xì)胞為材料,構(gòu)建不一樣階段cDNA文庫(kù),經(jīng)過(guò)差異篩選和雜交取得8個(gè)衰老高表示基因和1個(gè)衰老抑制表示基因,其中僅有一個(gè)未知新基因.影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展第9頁(yè)

文件中報(bào)道未知基因片段,大多無(wú)完整cDNA序列,無(wú)法進(jìn)行功效研究。近年發(fā)展cDNA末端序列快速克隆法和大量生物信息學(xué)數(shù)據(jù)將有利于這些序列延伸。同時(shí),把這些基因片段和用染色體轉(zhuǎn)移技術(shù)確定遺傳位點(diǎn)相互比較進(jìn)行研究，可能取得更多信息。影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展第10頁(yè)

快速衰老小鼠模型SAM(senescence2acceleratedmice).SAM因不一樣亞種衰老相關(guān)表型有所不一樣,而不易于研究.如1997年,Kuro等[14]經(jīng)過(guò)插入突變培養(yǎng)各種轉(zhuǎn)基因小鼠,從中選出含有早衰特征純合子鼠,并分離判定了新衰老相關(guān)基因klotho(kl)影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展第11頁(yè)MORF4P16P53P21sirt家族影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展第12頁(yè)

細(xì)胞衰老過(guò)程中p16基因表示比年輕時(shí)高10～20倍,是細(xì)胞衰老主導(dǎo)基因，而且可影響端粒長(zhǎng)度。

抑制p16可使視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤(Rb)細(xì)胞蛋白質(zhì)發(fā)生磷酸化,失去活性,可能使轉(zhuǎn)錄因子E2F活性增強(qiáng),各種生命必需基因得以表示。此時(shí)端?？s短較慢,細(xì)胞衰老延緩,但無(wú)故粒酶活性。說(shuō)明抑制p16基因延緩衰老作用與端粒酶無(wú)關(guān)，而與抑癌基因Rb蛋白磷酸化后失活相關(guān)。影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展第13頁(yè)

p53是一個(gè)研究比較透徹抗癌基因,有報(bào)道認(rèn)為,腫瘤抑制基因p53是細(xì)胞生長(zhǎng)一個(gè)負(fù)調(diào)整因子,能抑制細(xì)胞增殖,可能與機(jī)體分化與衰老相關(guān),而且發(fā)覺(jué)一些腫瘤、衰老細(xì)胞都有高水平p53mRNA表示。

p53在細(xì)胞老化中有主要作用,其功效發(fā)揮可能經(jīng)過(guò)其它因子介導(dǎo)。影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展第14頁(yè)

p21是細(xì)胞周期抑制子家族主要組員之一,此家族還有p27和p57。研究發(fā)覺(jué)細(xì)胞周期抑制子經(jīng)過(guò)抑制細(xì)胞周期蛋白依賴激酶(CDKs),誘導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)停滯。它們通常不是單獨(dú)發(fā)揮作用,而是幾個(gè)基因共同調(diào)控信號(hào)傳導(dǎo),組成不一樣抑制細(xì)胞增殖周期信號(hào)通路。p53等抑癌基因?qū)?xì)胞周期停滯誘導(dǎo)就是經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)表示p21實(shí)現(xiàn)。p21誘導(dǎo)細(xì)胞衰老還可能與活性氧簇(ROS)相關(guān)。影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展第15頁(yè)P(yáng)53與P21之間關(guān)系

p21是轉(zhuǎn)錄因子p53下游產(chǎn)物，p53是著名腫瘤抑制因子，經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡或生長(zhǎng)停頓，防止細(xì)胞因?yàn)镈NA損傷而發(fā)生癌變。DNA損傷會(huì)誘導(dǎo)p53表示。研究發(fā)覺(jué)端粒縮短（可視做DNA一個(gè)損傷）也會(huì)使細(xì)胞中p53含量顯著增加。所以推測(cè)p53經(jīng)過(guò)識(shí)別失去功效端粒，繼而誘導(dǎo)p21表示，抑制CDK（細(xì)胞周期主要調(diào)控因子——cyclin依賴性激酶）活化，使得Rb不能被磷酸化，E2F處于連續(xù)失活狀態(tài)，最終引發(fā)細(xì)胞衰老。試驗(yàn)證實(shí)在培養(yǎng)人成纖維細(xì)胞靠近衰老時(shí)，確實(shí)表現(xiàn)出p53活化。影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展第16頁(yè)

MORF4(mortalityfactor4)位于染色體4q33-34.1,屬于人體基因組中6個(gè)MORF相關(guān)基因(MRG)家族。MORF4可能經(jīng)過(guò)負(fù)性路徑抑制了MRG15作用,使細(xì)胞增殖降低而開(kāi)始衰老。影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展第17頁(yè)Sirt基因家族

Sirt1經(jīng)過(guò)抑制PPAR-γ，以及參加P53和FOXO3α信號(hào)通路可影響哺乳動(dòng)物細(xì)胞壽命。哺乳動(dòng)物有7個(gè)Sirt基因，當(dāng)前對(duì)Sirt1研究得較多，Sirt2與細(xì)胞分裂相關(guān)，Sirt3是線粒體蛋白，其它幾個(gè)Sirt基因功效當(dāng)前還不了解。影響細(xì)胞衰老的基因的研究進(jìn)展第18頁(yè)

總而言之,現(xiàn)有對(duì)衰老相關(guān)基因研究在細(xì)胞水平基因判定及其表示產(chǎn)物功效方面已取得一定結(jié)果。經(jīng)過(guò)對(duì)這個(gè)主導(dǎo)細(xì)胞衰老基因調(diào)控,為延緩衰老、延長(zhǎng)人類壽命實(shí)踐開(kāi)拓了遼闊前景。研究細(xì)胞衰老有利于腫瘤治療研究。伴隨研