發(fā)布時(shí)間：2020-06-18 05:35

【摘要】：細(xì)胞分裂分為對(duì)稱細(xì)胞分裂(SCD)和不對(duì)稱細(xì)胞分裂(ACD)。不對(duì)稱和對(duì)稱有絲分裂之間的平衡在整個(gè)生命周期的時(shí)間和空間上必須得到精確控制。協(xié)調(diào)細(xì)胞不對(duì)稱分裂需要控制大量的細(xì)胞內(nèi)外生物過程和信號(hào)網(wǎng)絡(luò),這些事件的干擾導(dǎo)致細(xì)胞群內(nèi)自我更新和分化的動(dòng)態(tài)改變,這與癌癥的生長(zhǎng)和進(jìn)展高度相關(guān)。染色體DNA的非隨機(jī)分離是細(xì)胞不對(duì)稱分裂中的一個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問題,即攜帶母本舊DNA鏈的染色單體僅由兩個(gè)子細(xì)胞之一繼承。雖然這一現(xiàn)象已經(jīng)在幾個(gè)物種和細(xì)胞類型中觀察到,但我們對(duì)非隨機(jī)DN A分離的機(jī)制和生理相關(guān)性知之甚少。已有研究顯示,肌肉干細(xì)胞的不對(duì)稱細(xì)胞分裂頻率受氧張力的顯著影響;骨骼肌急性組織損傷中,也可以觀察到肌肉干細(xì)胞中的染色體的非隨機(jī)分離[62];人肺癌細(xì)胞中也描述了在染色體模板DNA鏈的非隨機(jī)分離與細(xì)胞接觸、高細(xì)胞密度、低氧(1%)和血清剝奪相關(guān)。這些證據(jù)都提示了染色體DNA非隨機(jī)分離可能受到微環(huán)境的調(diào)控。此外,染色體的成功復(fù)制,及隨后在有絲分裂期間的均勻分離對(duì)基因組穩(wěn)定性維持至關(guān)重要。研究證明復(fù)制壓力受微環(huán)境的精細(xì)調(diào)控,且對(duì)基因組的穩(wěn)定性維持至關(guān)重要。因此,我們猜想,復(fù)制壓力是否誘導(dǎo)了染色體DNA的差異化,進(jìn)而影響了染色體DNA的非隨機(jī)的分布。本團(tuán)隊(duì)在人骨肉瘤(U-20S)細(xì)胞上利用APH等復(fù)制壓力誘導(dǎo)試劑引發(fā)復(fù)制壓力的產(chǎn)生,證明了復(fù)制壓力可以誘導(dǎo)染色體模板DNA的非隨機(jī)分離,而且癌基因誘導(dǎo)的DNA復(fù)制壓力(RS)也能誘導(dǎo)染色體模板DNA的非隨機(jī)分離,這提示誘導(dǎo)染色體DNA的非隨機(jī)分離與癌癥相關(guān)。進(jìn)一步的數(shù)據(jù)顯示,子代細(xì)胞對(duì)染色體DNA的這種偏倚遺傳伴隨著DNA損傷反應(yīng)(DDR)的不對(duì)稱分布,且這種不對(duì)稱的DNA損傷反應(yīng)主要發(fā)生在端粒上。機(jī)制上,本研究發(fā)現(xiàn),ATR/CHK1信號(hào)通路在端粒DNA損傷不對(duì)稱分布介導(dǎo)的染色體DNA非隨機(jī)分離中起著重要作用。此外,本研究利用活細(xì)胞工作站,通過實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀察到繼承母本舊DNA鏈的子細(xì)胞保持了基因組的穩(wěn)定性,而攜帶受損DNA鏈的子細(xì)胞則經(jīng)歷了細(xì)胞周期停滯或細(xì)胞死亡。本團(tuán)隊(duì)在損傷染色體DNA非隨機(jī)分離方面的研究,不僅為復(fù)制壓力誘導(dǎo)的癌細(xì)胞群的基因組穩(wěn)定性維持提供了深入了解,而且還為開發(fā)新的癌癥診斷和治療方法提供了新思路。綜上所述,本課題首次發(fā)現(xiàn)了 DNA損傷反應(yīng)在有絲分裂后的不對(duì)稱分裂,這種不對(duì)稱分裂的DNA損傷反應(yīng)偏好定位在端粒上,且依賴于有絲分裂期的ATR/CHK1信號(hào)通路。更為重要的是,我們發(fā)現(xiàn)DNA損傷反應(yīng)的不對(duì)稱分裂促進(jìn)染色體DNA非隨機(jī)分離,可能是染色體DNA非隨機(jī)分離的一個(gè)潛在機(jī)制。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R346
【圖文】：

隨后在有絲分裂期間均勻分離�；蚪M不穩(wěn)定性不僅是癌細(xì)胞的標(biāo)志，更逡逑重要的是，它也是基因組疾病和癌癥易感性的原因［１］。在ＤＮＡ復(fù)制過程中發(fā)生的逡逑錯(cuò)誤可能影響染色體的準(zhǔn)確復(fù)制和有絲分裂期間的相等分離（圖１，引自Ｉｎｄｉａｎａ逡逑Ｍａｇｄａｌｏｕｅｔａｌ，２０１４）邋［２，３］。因此，復(fù)制壓力已成為基因組不穩(wěn)定的主要來源［４］。逡逑盡管如此，目前卻依然沒有統(tǒng)一清晰的描述定義復(fù)制壓力，甚至是沒有一組逡逑明確標(biāo)記復(fù)制壓力的細(xì)胞標(biāo)記物。實(shí)際上，復(fù)制壓力的誘因很多，或內(nèi)源性（例逡逑如不適當(dāng)?shù)募?xì)胞代謝條件）或外源性（例如暴露于ＤＮＡ損傷或復(fù)制阻斷）；作用逡逑范圍或在局部起作用（離散的暫停位點(diǎn)）或全局地發(fā)生在復(fù)制動(dòng)力學(xué)上，并且在逡逑細(xì)胞中產(chǎn)生了許多影響，根據(jù)它們的來源或分子基礎(chǔ)來統(tǒng)一它們?nèi)匀痪哂刑魬?zhàn)性逡逑［５］。因此，復(fù)制壓力的定義是在不斷地發(fā)展，它涵蓋了邋ＤＮＡ復(fù)制程序中在時(shí)間和逡逑空間上受許多因素嚴(yán)格控制的各種事件，可被定義為復(fù)制叉進(jìn)展和／或ＤＮＡ合成逡逑的減慢或停滯。主要包括四大類：（１）復(fù)制起點(diǎn)不足（缺乏或過量）；（２）分叉進(jìn)逡逑展的障礙；（３）復(fù)制和轉(zhuǎn)錄之間的沖突；（４）在不適當(dāng)?shù)拇x條件下的ＤＮＡ復(fù)制逡逑（不平衡的ＤＮＡ復(fù)制）［６］。逡逑１逡逑

３．１復(fù)制壓力促進(jìn)染色體ＤＮＡ的非隨機(jī)分離逡逑３．邋１．邋１邋Ｐｕｌｓｅ－ｃｈａｓｅ實(shí)驗(yàn)的建立與驗(yàn)證逡逑我們參考經(jīng)典的標(biāo)記ＤＮＡ的方法之一（ｐｕｌｓｅ－ｃｈａｓｅ實(shí)驗(yàn)），利用胸腺定類逡逑似物ＣｌｄＵ標(biāo)記細(xì)胞ＤＮＡ兩周以上，然后在１２孔板中將細(xì)胞接種在多聚賴氨酸包逡逑被的坡上片，繼續(xù)使用含有ＣｌｄＵ的培養(yǎng)基追蹤培養(yǎng)，待細(xì)胞爬片后，冰乙醇固定，逡逑進(jìn)行ＣｌｄＵ熒光染色驗(yàn)證Ｕ－２０Ｓ細(xì)胞脈沖兩周后的ＤＮＡ被ＣｌｄＵ標(biāo)記的情況。顯微逡逑鏡取圖并統(tǒng)計(jì)ＣｌｄＵ陽性細(xì)胞，結(jié)果顯示Ｕ－２０Ｓ細(xì)胞在ＣｌｄＵ脈沖兩周后的ＤＮＡ標(biāo)逡逑記比例高大９８．邋８６％以上（圖３．邋１．邋１）。因此，我們可以采用ＣｌｄＵ脈沖兩周后的細(xì)逡逑胞進(jìn)行后續(xù)的ＤＮＡ是否非隨機(jī)分布的實(shí)驗(yàn)研究。逡逑ａｉｂ—逡逑

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本文編號(hào)：2718778