基于轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的新型基因表達(dá)控制技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-02 01:01
NF-κB是一種序列特異性DNA結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子。在未激活狀態(tài)下,NF-κB與其抑制蛋白IκB結(jié)合滯留在細(xì)胞質(zhì)中。當(dāng)細(xì)胞受到刺激,如病毒感染、紫外線(xiàn)照射、細(xì)胞因子(TNFα等)作用下,通過(guò)細(xì)胞內(nèi)的NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)通路,抑制蛋白IκB降解,NF-κB進(jìn)入細(xì)胞核,與核內(nèi)DNA靶點(diǎn)結(jié)合,控制其眾多靶基因的表達(dá),從而參與細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂、凋亡、更新、炎癥、癌變等生理及病理過(guò)程。NF-κB在炎癥和癌癥中被廣泛激活,因此一度成為藥物篩選和疾病治療的重要靶點(diǎn),如各種NF-κB抑制劑的開(kāi)發(fā)。但由于NF-κB所具有的雙刃劍作用,傳統(tǒng)NF-κB抑制劑因其顯著的副作用而始終未成為臨床藥物。因此,基于NF-κB的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值的探索需要新的研究策略。本研究發(fā)展了三種基于NF-κB的新型基因表達(dá)控制技術(shù),并探索了其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值。1.基于NF-κB的高活性真核啟動(dòng)子研制及其應(yīng)用研究人巨細(xì)胞病毒(hCMV)主要早期啟動(dòng)子(MIEP)是目前生命科學(xué)基礎(chǔ)研究和各類(lèi)基因工程、基因治療、基因編輯中廣泛使用的活性最高的真核啟動(dòng)子。本研究用指數(shù)富集(SELEX)系統(tǒng)篩選獲得的高親和力人工序列替換人MIEP中的天然NF-κB結(jié)...
【文章來(lái)源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:106 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
NF-κB信號(hào)通路組成[5]
通過(guò)產(chǎn)生這些成分,NF-κB 產(chǎn)生負(fù)反饋回路以將針對(duì) NF-κB 的負(fù)調(diào)控添加到該途徑[17, 18](圖 1.2)。在非經(jīng)典途徑中(圖 1.2)沒(méi)有 IκB,但是 RelB/p100 復(fù)合物在細(xì)胞質(zhì)中是無(wú)活性的[17]。非規(guī)范或替代途徑主要通過(guò) p100 的可誘導(dǎo)處理激活 RelB-p52 復(fù)合物。非經(jīng)典途徑通過(guò)發(fā)育信號(hào)如 BAFFR、CD40 或 LTβR 被激活,來(lái)自分化簇 40 配體(CD40L)、淋巴毒素 β 受體(LTβR)和 B 細(xì)胞活化因子受體(BAFFR)的信號(hào)導(dǎo)致 NF-κB 誘導(dǎo)激酶(NIK)活化,NIK 通過(guò)磷酸化激活同型二聚體 IKKα/IKKα,磷酸基團(tuán)與 p100 的 C-末端殘基被泛素化并隨后磷酸化 p100,p100 磷酸化導(dǎo)致其被蛋白酶體加工成 p52,產(chǎn)生活躍的 RelB/p52 二聚體,最終導(dǎo)致 RelB/p52 的核易位和靶基因表達(dá)的誘導(dǎo)[19, 20]。與典型途徑不同,該途徑被更多數(shù)量的配體所影響,如屬于 TNF 家族的 B 細(xì)胞激活因子(BAFF)、CD40L、淋巴毒素 β(LTβ)、受體激活劑核因子配體(RANKL)或 CD30L。這些細(xì)胞表面分子的觸發(fā)涉及細(xì)胞凋亡抑制劑(cIAP1 和 cIAP2),TRAF2 和 TRAF3 的信號(hào)復(fù)合物的組裝。這些受體的參與會(huì)引起由 TRAF2 介導(dǎo)的 cIAP1/2 的募集和激活,從而導(dǎo)致 TRAF3 的降解,阻止 NF-κB 誘導(dǎo)激酶的持續(xù)降解,而 NIK 激酶是該途徑的中心[21]。
核心啟動(dòng)子元件確定,而上游增強(qiáng)子元件有助于確定轉(zhuǎn)錄頻率或啟動(dòng)子強(qiáng)度。核心啟動(dòng)子是啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄所需的最小啟動(dòng)子區(qū)[84-86],通常是小于 80 個(gè)核苷酸的簡(jiǎn)潔區(qū)段,從+1位點(diǎn)上游或下游延伸約 35bp[84, 87]。多細(xì)胞動(dòng)物核心啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)最近已被深入研究,研究人員發(fā)現(xiàn)了很多可能包含調(diào)節(jié)核心啟動(dòng)子活性的各種不同的 DNA 基序[87, 88]。TATA 盒結(jié)合蛋白識(shí)別序列(TATAWAAR)、BRE(轉(zhuǎn)錄因子 IIB 識(shí)別序列,SSRGCC)、Inr(起始序列,YYANWYY)、MTE(基序十元件,CSARCSSAAC)、DCE(下游核心元件)、DPE(下游核心啟動(dòng)子元件)、XCPE1(X 核心啟動(dòng)子元件)和 DPE(下游啟動(dòng)子元件,RGWYV),這些基序是 RNA 聚合酶 II 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄的接觸點(diǎn)[84, 89]。除了基于TATA 盒的啟動(dòng)子之外,研究人員也已經(jīng)用現(xiàn)代基因組工具鑒定出了更具可塑性和可進(jìn)化性的 CpG 豐富的哺乳動(dòng)物啟動(dòng)子。與基于 TATA 盒的啟動(dòng)子相比,這些啟動(dòng)子具有多個(gè)轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)。轉(zhuǎn)錄由核心啟動(dòng)子啟動(dòng)后,基因表達(dá)被增強(qiáng)子和內(nèi)含子等 DNA 元件增強(qiáng)。增強(qiáng)子能夠招募各種轉(zhuǎn)錄因子來(lái)激活轉(zhuǎn)錄,并且可以獨(dú)立于位置和方向而起作用[90]。增強(qiáng)子結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)與基本轉(zhuǎn)錄元件直接相互作用[91]或通過(guò)形成復(fù)合物和募集酶來(lái)重塑染色質(zhì)結(jié)構(gòu)以調(diào)節(jié)啟動(dòng)子活性[92]。衍生自人巨細(xì)胞病毒主要立即早期基因的啟動(dòng)子是工業(yè)中高治療性重組蛋白表達(dá)最常用的啟動(dòng)子[93]。
本文編號(hào):3377994
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NF-κB信號(hào)通路組成[5]
通過(guò)產(chǎn)生這些成分,NF-κB 產(chǎn)生負(fù)反饋回路以將針對(duì) NF-κB 的負(fù)調(diào)控添加到該途徑[17, 18](圖 1.2)。在非經(jīng)典途徑中(圖 1.2)沒(méi)有 IκB,但是 RelB/p100 復(fù)合物在細(xì)胞質(zhì)中是無(wú)活性的[17]。非規(guī)范或替代途徑主要通過(guò) p100 的可誘導(dǎo)處理激活 RelB-p52 復(fù)合物。非經(jīng)典途徑通過(guò)發(fā)育信號(hào)如 BAFFR、CD40 或 LTβR 被激活,來(lái)自分化簇 40 配體(CD40L)、淋巴毒素 β 受體(LTβR)和 B 細(xì)胞活化因子受體(BAFFR)的信號(hào)導(dǎo)致 NF-κB 誘導(dǎo)激酶(NIK)活化,NIK 通過(guò)磷酸化激活同型二聚體 IKKα/IKKα,磷酸基團(tuán)與 p100 的 C-末端殘基被泛素化并隨后磷酸化 p100,p100 磷酸化導(dǎo)致其被蛋白酶體加工成 p52,產(chǎn)生活躍的 RelB/p52 二聚體,最終導(dǎo)致 RelB/p52 的核易位和靶基因表達(dá)的誘導(dǎo)[19, 20]。與典型途徑不同,該途徑被更多數(shù)量的配體所影響,如屬于 TNF 家族的 B 細(xì)胞激活因子(BAFF)、CD40L、淋巴毒素 β(LTβ)、受體激活劑核因子配體(RANKL)或 CD30L。這些細(xì)胞表面分子的觸發(fā)涉及細(xì)胞凋亡抑制劑(cIAP1 和 cIAP2),TRAF2 和 TRAF3 的信號(hào)復(fù)合物的組裝。這些受體的參與會(huì)引起由 TRAF2 介導(dǎo)的 cIAP1/2 的募集和激活,從而導(dǎo)致 TRAF3 的降解,阻止 NF-κB 誘導(dǎo)激酶的持續(xù)降解,而 NIK 激酶是該途徑的中心[21]。
核心啟動(dòng)子元件確定,而上游增強(qiáng)子元件有助于確定轉(zhuǎn)錄頻率或啟動(dòng)子強(qiáng)度。核心啟動(dòng)子是啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄所需的最小啟動(dòng)子區(qū)[84-86],通常是小于 80 個(gè)核苷酸的簡(jiǎn)潔區(qū)段,從+1位點(diǎn)上游或下游延伸約 35bp[84, 87]。多細(xì)胞動(dòng)物核心啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)最近已被深入研究,研究人員發(fā)現(xiàn)了很多可能包含調(diào)節(jié)核心啟動(dòng)子活性的各種不同的 DNA 基序[87, 88]。TATA 盒結(jié)合蛋白識(shí)別序列(TATAWAAR)、BRE(轉(zhuǎn)錄因子 IIB 識(shí)別序列,SSRGCC)、Inr(起始序列,YYANWYY)、MTE(基序十元件,CSARCSSAAC)、DCE(下游核心元件)、DPE(下游核心啟動(dòng)子元件)、XCPE1(X 核心啟動(dòng)子元件)和 DPE(下游啟動(dòng)子元件,RGWYV),這些基序是 RNA 聚合酶 II 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄的接觸點(diǎn)[84, 89]。除了基于TATA 盒的啟動(dòng)子之外,研究人員也已經(jīng)用現(xiàn)代基因組工具鑒定出了更具可塑性和可進(jìn)化性的 CpG 豐富的哺乳動(dòng)物啟動(dòng)子。與基于 TATA 盒的啟動(dòng)子相比,這些啟動(dòng)子具有多個(gè)轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)。轉(zhuǎn)錄由核心啟動(dòng)子啟動(dòng)后,基因表達(dá)被增強(qiáng)子和內(nèi)含子等 DNA 元件增強(qiáng)。增強(qiáng)子能夠招募各種轉(zhuǎn)錄因子來(lái)激活轉(zhuǎn)錄,并且可以獨(dú)立于位置和方向而起作用[90]。增強(qiáng)子結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)與基本轉(zhuǎn)錄元件直接相互作用[91]或通過(guò)形成復(fù)合物和募集酶來(lái)重塑染色質(zhì)結(jié)構(gòu)以調(diào)節(jié)啟動(dòng)子活性[92]。衍生自人巨細(xì)胞病毒主要立即早期基因的啟動(dòng)子是工業(yè)中高治療性重組蛋白表達(dá)最常用的啟動(dòng)子[93]。
本文編號(hào):3377994
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