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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- Survivin剪接體的細(xì)胞定位、相互作用及在細(xì)胞凋亡中的作用研究
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 本研究通過(guò)熒光標(biāo)記確定了survivin-ΔEx3和survivin-2B的細(xì)胞定位，通過(guò)流式分析確證了兩者對(duì)細(xì)胞周期的影響，同時(shí)還首次利用熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）技術(shù)對(duì)兩者的相互作用進(jìn)行了研究，實(shí)時(shí)直觀地從分子水平揭示了兩者的相互作用，此還還對(duì)sur-2B在凋亡過(guò)程中與線粒體的相關(guān)性進(jìn)行了研究。為進(jìn)一步研究?jī)烧咴谀[瘤細(xì)胞發(fā)生發(fā)展中的作用奠定了基礎(chǔ)。
- 詳細(xì)介紹：
- 手術(shù)治療、放射治療和化學(xué)藥物治療是惡性腫瘤治療的傳統(tǒng)手段，隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，生物治療日趨重要，而尋找有效的腫瘤治療靶點(diǎn)對(duì)于生物治療非常重要。 Survivin作為凋亡抑制蛋白家族的新成員在細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期的基因調(diào)控中發(fā)揮重要作用，它在大部分的腫瘤細(xì)胞中都有表達(dá)，但是在大部分的正常組織中表達(dá)缺失或很低，因此是重要的腫瘤相關(guān)抗原。它至少有3種剪接體產(chǎn)物：survivin-2B，survivin和survivin-ΔEx3，這三個(gè)剪接體雖然來(lái)自同一個(gè)基因，但是功能卻有很大區(qū)別， survivin和survivin-ΔEx3具有抑制凋亡的作用， survivin-2B則具有促進(jìn)細(xì)胞凋亡、抑制細(xì)胞有絲分裂的作用。 目前，對(duì)于它們?cè)诩?xì)胞凋亡中的角色以及相互之間是否存在調(diào)節(jié)作用等問(wèn)題研究的還不是很清楚。考慮到survivin-ΔEx3和survivin-2B功能的相互拮抗，本研究首先利用熒光標(biāo)記確定了它們?cè)诩?xì)胞內(nèi)的定位，然后利用熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）分析他們是否存在直接的相互作用以及作用的強(qiáng)弱，利用流式分析兩個(gè)剪接體對(duì)細(xì)胞周期的影響，同時(shí)通過(guò)對(duì)線粒體的染色觀察survivin-2B在細(xì)胞凋亡過(guò)程中與線粒體變化的相關(guān)性。通過(guò)這些研究希望為進(jìn)一步了解Survivin不同剪接體在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用奠定基礎(chǔ)。 本研究受國(guó)家生物醫(yī)藥類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)試驗(yàn)區(qū)建設(shè)點(diǎn)的資助
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作品專業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 腫瘤相關(guān)抗原Survivin至少有3種剪接體產(chǎn)物： survivin，ΔEx3和2B，這三者的功能有很大的區(qū)別，前兩個(gè)具有抑制凋亡的作用，2B具有促凋亡的作用。目前對(duì)于它們之間的作用機(jī)理還不很清楚。本研究擬利用熒光標(biāo)記確定ΔEx3和2B的細(xì)胞定位，利用FRET分析他們的相互作用，利用流式分析它們對(duì)細(xì)胞周期的影響，同時(shí)觀察2B在凋亡過(guò)程中與線粒體的相關(guān)性。為了解其在腫瘤發(fā)生中的作用奠定基礎(chǔ)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- sur-ΔEx3具有抗凋亡功能，sur-2B則有促進(jìn)細(xì)胞凋亡的作用。本研究通過(guò)熒光標(biāo)記確定了兩者的細(xì)胞定位，通過(guò)流式分析確證了兩者對(duì)細(xì)胞周期的影響，同時(shí)還首次利用熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）技術(shù)對(duì)兩者的相互作用進(jìn)行了研究，實(shí)時(shí)直觀地從分子水平揭示了兩者的相互作用，此外還研究了凋亡過(guò)程中sur-2B與線粒體的相關(guān)性。這些結(jié)果為進(jìn)一步研究sur-2B和sur-ΔEx3在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用奠定了基礎(chǔ)。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 腫瘤的生物治療越來(lái)越為研究者所關(guān)注，但是目前仍然缺乏有效的治療靶點(diǎn)。本文的價(jià)值和意義在于，通過(guò)研究survivin不同剪接體的相互作用情況及對(duì)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)與凋亡的調(diào)控機(jī)制，使我們逐步了解這一重要的腫瘤相關(guān)基因的生物學(xué)功能及其在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用，以期為腫瘤的生物治療或者藥物開(kāi)發(fā)提供新的靶點(diǎn)和思路。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 目的：研究Sur-2B和Sur-ΔEx3的相互作用以及對(duì)細(xì)胞周期的影響，探討suivivin各剪接體的生物學(xué)功能及在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用。方法:利用青色熒光蛋白（CFP）和黃色熒光蛋白（YFP）分別標(biāo)記Sur-2B和Sur-ΔEx3，通過(guò)激光共聚焦顯微鏡觀察它們的細(xì)胞定位；通過(guò)熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）研究?jī)烧咴诩?xì)胞內(nèi)的相互作用情況；利用流式細(xì)胞儀分析兩者對(duì)腫瘤細(xì)胞周期的影響；通過(guò)細(xì)胞染色觀察Sur-2B與線粒體在凋亡過(guò)程中的相關(guān)性。結(jié)果：熒光蛋白示蹤表明Sur-2B主要分布在胞質(zhì)中，Sur-ΔEx3主要分布在核內(nèi)少量分布在胞質(zhì)中；RT-PCR結(jié)果表明Sur-ΔEx3能夠顯著抑制Sur-2B的表達(dá)，F(xiàn)RET分析表明兩者在細(xì)胞質(zhì)中存在著很弱的相互作用，暗示兩者之間可能是一種間接的作用方式；流式分析表明Sur-2B能夠明顯促進(jìn)細(xì)胞的凋亡，在細(xì)胞凋亡過(guò)程中Sur-2B沒(méi)有變現(xiàn)出明顯的線粒體定位，而是聚集在凋亡起始的部位。結(jié)論: Sur-2B和sur-ΔEx3在細(xì)胞內(nèi)具有明顯的分布差異，兩者可能是通過(guò)間接的方式相互作用；Sur-2B在凋亡的早期即發(fā)生聚集，但沒(méi)有表現(xiàn)出與線粒體有明顯的相關(guān)性。
獲獎(jiǎng)情況
- 1、前期部分內(nèi)容發(fā)表于《中國(guó)免疫學(xué)雜志》2007年第23卷11期上，并獲評(píng)優(yōu)秀學(xué)術(shù)會(huì)議論文。 2、擬投稿“A study on interaction between Survivin-2B and Survivin-ΔEx3 by FRET”
鑒定結(jié)果
- 2B位于胞質(zhì)，ΔEx3主要位于核內(nèi)少量位于胞質(zhì)；FRET分析表明兩者在胞質(zhì)中存在很弱的相互作用；流式分析表明2B能夠明顯促進(jìn)細(xì)胞凋亡，在凋亡過(guò)程中2B聚集在凋亡起始部位，沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的線粒體相關(guān)性。
參考文獻(xiàn)
- Altieri DC. Nat Rev Cancer, 2003, 3(1): 46-54. Wu YK, Chen KT, Kuo YB, et al. Cancer Lett, 2009, 273(2):331-335. Engels K, Knauer SK, Metzler D, et al. J Pathol, 2007, 211(5):532-540. Ambrosini G, Adida C, Altieri Dc. Nat Med, 1997, 3 (8): 917-921. Mahotka C，Wenzel M，Springer E，et al. Cancer Res, 1999, 59(24): 6097-6102. Ling X, Cheng Q, Black JD, et al. J Biol Chem, 2007, 282(37):27204-27214. Jensen-Smith H, Currall B, Rossino D, et al. Methods Mol Biol, 2009, 493:369-379. Sun C, Nettesheim D, Liu Z, et al. Biochemistry, 2005, 44(1): 11-17. Blum R, Jacob-Hirsch J, Rechavi G, et al. Mol Cancer Ther, 2006, 5(9): 2337- 2347. Yonesaka K, Tamura K, Kurata T, et al. Int J Cancer, 2006, 118 (4):812-820.
同類課題研究水平概述
- 國(guó)內(nèi)外研究證實(shí), Survivin 能直接抑制凋亡信號(hào)通路的下游效應(yīng)蛋白Caspases3, 7 的活性并能抑制Fas、Bax 和抗癌藥物所誘導(dǎo)的凋亡,此外,survivin 還特異地在細(xì)胞周期G2/M期高表達(dá), 通過(guò)與細(xì)胞有絲分裂紡綞體的微管結(jié)合, 參與細(xì)胞增殖。Survivin通過(guò)與半胱天冬酶（ Caspase）特異性結(jié)合，主要抑制Caspase3 和Caspase7 的活性，而阻斷細(xì)胞凋亡過(guò)程。Survivin 僅在少數(shù)正常成人組織中有一定表達(dá)，而在人類多種常見(jiàn)腫瘤中存在高表達(dá),并且與腫瘤的形成和發(fā)展密切相關(guān)。 Mahotka 等首先在人類腎癌細(xì)胞株中發(fā)現(xiàn)Survivin 存在2 個(gè)剪接變異體，即Survivin-ΔEx3和Survivin-2B。Survivin-ΔEx3含137個(gè)氨基酸,來(lái)自外顯子1、2 和4 ,是外顯子3 缺失導(dǎo)致讀碼框架突變產(chǎn)生的變異體，缺失了118bp 的第3 外顯子，而Survivin-2B插入了69bp的第2內(nèi)含子；前者保留了與Survivin相似的抗細(xì)胞凋亡活性，而后者的抗細(xì)胞凋亡活性明顯減弱。TakashimaH等的研究表明，HCC中survivin-ΔEx3和survivin表達(dá)與高增殖活性相關(guān)，而survivin-2B以顯性負(fù)性的方式下調(diào)survivin的功能。survivin-ΔEx3具有強(qiáng)抗凋亡功能，survivin-2B喪失了抗凋亡功能。 Krieg 等發(fā)現(xiàn),在各期胃癌中,survivin 和survivin-ΔEx3 表達(dá)水平未變,但survivin-2B 的表達(dá)水平隨著分期的升高而增加( P= 0. 033)。Vegran等指出,在乳腺癌發(fā)生、發(fā)展及治療的不同階段,survivin 各剪接異構(gòu)體的表達(dá)具有差異性。 就目前的研究進(jìn)展來(lái)看，對(duì)于Survivin-2B和Survivin-ΔEx3的作用途徑與其詳細(xì)機(jī)制還不是十分清楚，有待進(jìn)一步的研究和探索。
