p21對活性氧水平的影響及機制研究
本文選題:p21 + ROS; 參考:《山東大學》2017年碩士論文
【摘要】:[研究背景]p21蛋白是細胞周期依賴性蛋白激酶抑制因子(CDKI),可以與多種通路的不同信號分子相互作用,在整個細胞調控系統(tǒng)起到重要作用,同時p21作為一種重要的癌癥相關基因,在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中也有重要作用;钚匝(ROS)是細胞內化學性質活潑、氧化能力強的各種含氧離子或分子的總稱,主要包括超氧陰離子自由基、單線激發(fā)態(tài)氧、羥自由基、過氧化氫和過氧化物等物質。近年來大量的研究數據都能表明,活性氧作為一種重要的信號分子,可以參與細胞中多種生命活動的調控,包括細胞分裂、分化、腫瘤等生理和病理變化。在正常生命活動的氧化代謝過程中產生的ROS,可以由組織內的防御機制來維持平衡。但在一些損傷因素的作用。下,細胞內的氧化代謝物增加,超過細胞自我修復能力,使活性氧堆積并對細胞產生毒害作用。目前對p21在ROS水平調控中的作用存在爭議,p21對ROS的調節(jié)機制也有不同報道:有文獻報道p21具有抗氧化作用,這種功能主要是由轉錄因子Nrf2介導的。Nrf2是抗氧化基因,其下游也有一系列的抗氧化基因。Keap1驅動Nrf2的泛素化降解,而p21可以和Keap1結合,與Nrf2形成競爭關系,使Nrf2更穩(wěn)定,可以更好地發(fā)揮抗氧化的作用,在這種情況下敲除p21的細胞的ROS會比正常細胞要高,在受刺激的時候更為明顯。而另有文獻報道p21可以起到促氧化的效果,當敲除p21后,敲除細胞的ROS在壓力刺激下明顯減少,之后用了生物信息學的分析軟件找到了 一個最為可能的p21調控ROS的通路:DNA損傷-p53-p21-GADD45A-MAPK14-GRB2-TGFβ-線粒體功能障礙-DNA 損傷,這證明存在于一個引發(fā)ROS升高的正反饋環(huán)上,敲除p21相當于阻礙了環(huán)的運行,可以降低ROS,p21起到促氧化作用的。我們推測,p21在ROS水平調控中的作用及其機制可能是細胞類型特異的。我們以多種細胞包括NHF(人成纖維細胞)、MSF(小鼠耳朵成纖維細胞)、MRC5(人成纖維細胞)、FTE187(人輸卵管上皮永生化細胞)為研究對象,通過敲除或干擾p21后測定ROS水平,之后還檢測了 NHF和MSF細胞的增殖與衰老情況。[研究目的]1.探討p21對ROS的調控是否有細胞類型特異性;2.探討p21介導的ROS調節(jié)對細胞命運的影響。[研究方法]3.通過RNA干擾敲低NHF等人類細胞p21的表達。4.通過小鼠耳朵成纖維細胞原代培養(yǎng)獲得MSF細胞。5.利用流式細胞術檢測敲除或干擾p21后各細胞的ROS水平在本底及IR處理后ROS的水平。6.利用Real-time PCR方法技術MSF細胞在p21缺失后,與p21作用的相關基因Nrf2及其靶基因NQO-1、HO-1等的表達。7.利用Western blotting檢測敲除或干擾p21后各細胞中Nrf2與p-p38的變化。8.利用SA-β-gal染色技術檢測NHF、MSF細胞在p21缺失或下調后的衰老情況。9.利用EdU插入法檢測NHF、MSF細胞在p21缺失或下調后的增殖情況。[實驗結果]1.MSF細胞在p21缺失后的ROS水平在本底及用IR處理后都有所降低,p38磷酸化下降,Nrf2及其靶基因基本不變,細胞衰老減少,增殖加快。2.NHF細胞在p21下調后短期內ROS水平在本底及IR處理后都有所升高,p38磷酸化升高,Nrf2下調。而細胞在長期低表達p21后,ROS水平在本底及IR處理后均出現降低,p38磷酸化降低,Nrf2上調,更長期的篩選后,p21低表達細胞Nrf2水平明顯降低,細胞在p21下調后都出現衰老減少,增殖加快的現象。3.在MRC5和FTE187在p21下調后的ROS水平分別各有上調和下降,其中MRC5細胞中Nrf2與p38磷酸化的變化與MSF細胞相似,而在FTE187細胞中Nrf2與p38磷酸化的變化與我們實驗所用另幾種細胞都不一致。[結論]1.p21短期下調對細胞ROS的影響具有細胞特異性(在MSF、MRC5中p21缺失或下調ROS下降,在NHF、FTE187中p21下調ROS上升)。2.p21長期缺失或下調導致細胞ROS下降(NHF、MRC5、MSF)。3.p21缺失或下調引起的ROS上升經由Nrf2途徑介導(NHF),p21缺失或下調引起的ROS下調經由p38途徑介導(MSF)。4.p21缺失或下調導致的細胞衰老減少,增殖加快不依賴ROS(MSF、NHF)。
[Abstract]:......
【學位授予單位】:山東大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:Q25
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本文編號:1733202
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