细胞周期蛋白E (Cyclin E)在海洋无脊椎动物中的研究进展

细胞周期蛋白E (Cyclin E)在海洋无脊椎动物中的研究进展
细胞周期蛋白E (Cyclin E)在海洋无脊椎动物中的研究进展

Advances in Marine Sciences 海洋科学前沿, 2020, 7(2), 52-57

Published Online June 2020 in Hans. https://www.360docs.net/doc/df14193475.html,/journal/ams

https://https://www.360docs.net/doc/df14193475.html,/10.12677/ams.2020.72008

Progress in the Study of Cyclin E in Marine

Invertebrates

Qian Hu1, Huarong Guo1,2*

1Ministry of Education Key Laboratory of Marine Genetics and Breeding, College of Marine Life Sciences, Ocean University of China, Qingdao Shandong

2Institute of Evolution and Marine Biodiversity, Ocean University of China, Qingdao Shandong

Received: May 5th, 2020; accepted: May 21st, 2020; published: May 28th, 2020

Abstract

Cyclin E, a member of cyclin family, plays an important role in the progress of cell cycle. In this paper, the structure, biological function and mechanism of action of Cyclin E and its research progress in marine invertebrates are reviewed and prospected.

Keywords

Cyclin E, Structure, Function, Marine Invertebrates

细胞周期蛋白E (Cyclin E)在海洋无脊椎动物中的研究进展

胡倩1,郭华荣1,2*

1中国海洋大学,海洋生命学院,海洋生物遗传学与育种教育部重点实验室,山东青岛

2中国海洋大学,海洋生物多样性与进化研究所,山东青岛

收稿日期:2020年5月5日;录用日期:2020年5月21日;发布日期:2020年5月28日

摘要

细胞周期蛋白E (Cyclin E)是细胞周期蛋白家族成员之一,其在细胞周期活动中发挥重要作用,本文对*通讯作者。

胡倩等Cyclin E的结构、生物学功能与作用机制及其在海洋无脊椎动物中的研究进展进行了综述和展望。

关键词

细胞周期蛋白E,结构,功能,海洋无脊椎动物

Copyright ? 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0).

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1. 引言

细胞周期(cell cycle)是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程,分为间期(G0/G1、S和G2)与分裂期(M)两个阶段。细胞周期蛋白(cyclin)是与细胞周期的调节有关的一组蛋白质,包括Cyclin A-I,其丰度随细胞周期的时相不同而不同。细胞周期蛋白是一个大家族,细胞周期蛋白 E (Cyclin E)是细胞周期蛋白家族的重要成员之一。Cyclin E主要在G1和G1/S期发挥作用,于G1中期开始上调表达,G1/S期达到峰值,对于缩短G1期,推动细胞跨越G1/S检测点(Checkpoint)进入S期,并启动DNA合成起决定性作用[1]。本文将分别对Cyclin E基因的结构与功能、Cyclin E调控细胞周期的作用机制及其在海洋无脊椎动物中的研究进展进行综述。

2. Cyclin E的结构与生物学功能

2.1. Cyclin E的结构

细胞周期蛋白E (Cyclin E)是细胞周期蛋白(Cyclin)家族的重要成员之一。Cyclin E最早是1991年由美国研究小组发现的。Cyclin E基因位于人染色体19q12-13,含有3个内含子和4个外显子[2]。Cyclin E 蛋白的结构相对简单,与周期蛋白家族一样拥有一个相对保守的周期蛋白盒(Cyclinbox),可与细胞周期依赖性激酶2 (CDK2)结合,共同发挥作用;其C端较长且富含脯氨酸、谷氨酸、天冬氨酸和苏氨酸残基(PEST),PEST区域被认为与该蛋白的更新与降解有关。研究者发现PEST中第380位苏氨酸可自身发生磷酸化,这可能与泛素化降解有关[3]。Cyclin E还含有核定位信号(NLS),可协助Cyclin E/CDK2复合体定位于核内,以调节与染色体相关的细胞功能,参与基因复制与转录[4]。

2.2. Cyclin E的生物学功能

细胞周期蛋白(Cyclin)最先发现于海洋无脊椎动物的胚胎,参与细胞分裂,其催化亚基为细胞周期依赖性激酶(Cell cycle-dependent kinase, CDK),cyclin和CDK特异性结合并在调节真核细胞的细胞周期活动中发挥重要作用。细胞周期包括间期和有丝分裂期(M期),间期包括G1、S和G2期,G1期为DNA 合成做准备,S期是DNA的合成阶段,G2期合成有丝分裂相关的蛋白质,为细胞分裂做准备。其中,cyclin的丰度在细胞周期的不同时相中呈周期性波动,但是CDK在细胞周期的不同时相中的丰度则保持不变。cyclin具有底物专一性,能够控制与活化与其结合的CDK,决定细胞周期的进程[1]。细胞周期的调控是高度保守并受到严格调控的。其中,细胞周期检测点能够严格监视细胞周期时相之间的转换和每一个时期的进行,并检测是否有适合分裂的细胞环境以及细胞分裂的质量,检测纺锤体的组装和DNA损伤情况。G1/S和G2/M期是分裂的关键过渡期。若外界条件适宜细胞分裂,细胞将做出反应,跨越G1期,进入S期;同样,若cyclin/CDK活性失调将在G1期导致癌症的发生[5]。

胡倩等

其中,Cyclin E在G1/S期活性最高,是此过渡期的重要限速因子。Cyclin E的生物学功能是与CDK2形成复合体后活化下游分子,促进细胞分裂。

3. Cyclin E调控细胞周期的作用机制

Cyclin E与细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK2)形成复合物,CyclinE/CDK2复合物通过磷酸化许多下游蛋白质来调节多种细胞过程。CyclinE/CDK2复合物在G1期和G1/S期起着至关重要的作用。G1期Cyclin E/CDK复合体调节的关键底物是视网膜母细胞瘤蛋白(Rb),Rb是生长负性调节因子,Rb与E2F (一种可调控细胞周期G1/S期转换的转录因子)相互作用可抑制DNA合成,而Cyclin E/CDK2复合物可以磷酸化Rb,过度磷酸化的Rb将不再与E2F相互作用,从而释放E2F,促进DNA合成,驱动细胞从G1进入S 期[6]。CyclinE/CDK2复合物也可磷酸化Smad3,Smad3在转化生长因子-β (TGF-β)途径中起到关键作用,Smad3被CyclinE/CDK2复合物磷酸化后,TGF-β的转录活性受到抑制,从而促进了细胞周期的进行[7]。

Cyclin E的蛋白表达和降解是受到严格调控的,与其在细胞周期中的生物学功能相一致。Cyclin E的异常表达包括过表达、表达水平与细胞周期不同步以及截短的低分子量Cyclin E的累积均与肿瘤发生有关,涉及各种类型的癌症[8]。Cyclin E在很多肿瘤中的表达水平都远远高于正常的生理水平,Cyclin E 的过表达将缩短G1期时间,使细胞分裂不再依赖生长因子的刺激,导致细胞分裂紊乱,约18%~22%的乳腺癌是因Cyclin E的表达失调而导致的[9]。Cyclin E也是乳腺癌预后的标志物,其表达随着肿瘤分期和分级的增加而增加[10]。科学家们在乳腺肿瘤中发现了大量截短的低分子量Cyclin E蛋白表达,这些Cyclin E蛋白能诱导CDK2产生活性,并能更有效地促进细胞周期的进行。相关研究表明,这些低分子量的Cyclin E蛋白不断累积是导致Cyclin E致癌的重要原因[11][12]。Cyclin E也是肺癌的一个预后指标。

相关研究表明,Cyclin E的过度表达与肺癌预后有显著的相关性,Cyclin E表达增加与预后不良有关[13]。

4. Cyclin E在海洋无脊椎动物中的研究进展

4.1. Cyclin E在海胆中的研究进展

海胆是生物科学史上最早被使用的模式生物,它的卵子和胚胎对早期发育生物学的发展有举足轻重的作用。Sumerel等(2001)从海胆中克隆了Cyclin E基因,发现海胆的Cyclin E基因与人的Cyclin E基因有60%的同源性。通过免疫印记(Western Blot)和放射性标记,发现在海胆卵细胞的发生过程中,Cyclin E 蛋白在生发泡中开始合成,并在卵母细胞成熟时释放到卵细胞质中。通过Northern杂交和Western Blot,发现在海胆受精卵和早期胚胎中Cyclin E的表达水平较高,Cyclin E转录出的mRNA含量较多,但由于蛋白质的连续周转,Cyclin E蛋白的含量较低。受精卵进入囊胚期后,除了部分分裂旺盛的细胞仍有高水平的Cyclin E蛋白的表达,其他细胞Cyclin E蛋白的表达量较低。Cyclin E与CDK2结合,使底物磷酸化从而促进细胞从G1进入S期,通过免疫沉淀法检测海胆受精卵不同时期Cyclin E激酶活性时,发现在海胆受精卵和早期胚胎中,Cyclin E相关激酶的表达量较高,随着发育的进行,Cyclin E相关激酶的表达量逐渐降低[14]。Schnackenberg等(2002)利用免疫荧光双标记和激光共聚焦显微镜技术,发现在海胆受精卵形成过程中,Cyclin E在受精后选择性地迅速进入精子头部,并集中分布在雄性原核,直到雄性原核和雌性原核融合,Cyclin E才在整个合子核中分散开,这表明Cyclin E可能参与精子头部基因组的重塑。另外,在细胞有丝分裂过程中,Cyclin E和CDK2富集于纺锤体,对CyclinE和CDK2的定位分析表明他们定位在染色体上,而且Cyclin E在整个有丝分裂过程中都没有从染色体上降解或解离,这可能与Cyclin E将继续在染色体上启动下一轮DNA复制有关[15]。之后,Schnackenberg等(2008)又利用免疫荧光技术和Western Blot发现在海胆受精卵中,CDK抑制剂能阻断中心体(Centrosome)的复制,表明中心体的复制需要Cyclin E/CDK2激酶活性,在S期和G1期,Cyclin E/CDK2激酶活性随Cyclin E表达量

胡倩等

的升高而升高。另外,当细胞中蛋白质的合成受到抑制时,Cyclin E蛋白及其相关激酶的活性并没有受到影响,这可能是因为抑制蛋白质合成的同时也抑制了泛素连接酶家族成员之一:SCF复合物(Skpl-Cull-F-box蛋白)的活性,SCF复合物能降解Cyclin E,当SCF复合物的活性被抑制,Cyclin E的更新降解则会被阻断[16]。

4.2. Cyclin E在线虫中的研究进展

线虫动物门是动物界中最大的门之一,它们在海水、淡水和陆地上随处可见。在许多动物中,受精卵分裂时的双极纺锤体的形成是由精子受精时提供的中心粒引导的,为了防止在受精卵中形成多极纺锤体,大多数生物的卵细胞在形成过程中即清除了其自身的中心体。Kim等(2006)在线虫的研究中发现Cyclin E在线虫中心体的形成过程中发挥重要作用。作者通过RNA干扰方法将线虫卵细胞的CDK抑制因子(CDK inhibitor, CKI)基因沉默,结果发现卵细胞受精后形成的胚胎有多个中心体,形成多极纺锤体,胚胎细胞分裂后期呈非整倍体,而降低Cyclin E或CDK2的水平可改善这种现象。这表明在线虫卵细胞中,Cyclin E/CDK2复合物的存在有利于中心体的形成,而CKI通过抑制Cyclin E/CDK2复合物的活性,来清除卵细胞中的中心体,从而保证卵细胞与精子受精后形成的受精卵中的中心体只来源于精子细胞,保证受精卵中形成的是双极纺锤体[17]。

4.3. Cyclin E在甲壳动物中的研究进展

Cyclin在甲壳动物中的研究主要集中于配子形成和生殖腺发育等方面,在虾和蟹类中研究较为清楚的周期蛋白是Cyclin B,科学家们对Cyclin B的组织表达谱的分析结果表明,Cyclin B在生殖腺中有较高的mRNA表达量。但是,Cyclin E在甲壳动物中的研究报道较少[18]。2014年,赵超等利用对虾全组织cDNA文库和RACE扩增技术成功克隆得到斑节对虾Cyclin E基因的cDNA全长,发现斑节对虾Cyclin E基因的开放阅读框全长1263 bp,编码420个氨基酸,该氨基酸序列含有周期蛋白家族特有的cyclin保守区,并含有N-糖基化位点和磷酸化位点;利用实时荧光定量PCR技术还检测到Cyclin E基因在斑节对虾眼柄、卵巢、肠、脑、肝胰腺、肌肉、淋巴、胃和心脏组织中均有mRNA表达,其中,卵巢组织中Cyclin E的表达量最高,眼柄和肠中Cyclin E的表达量也较高,表明Cyclin E蛋白可能参与卵巢的发育和眼柄的生成,肠是细胞更新较快的组织,这提示我们Cyclin E在对虾细胞增殖方面具有一定的作用。Cyclin E基因在斑节对虾心脏、胃和肝胰腺中表达量相对较低。眼柄是甲壳动物神经内分泌的重要器官,在甲壳动物蜕皮过程中,眼柄分泌蜕皮抑制激素(MIH),抑制蜕皮过程。当给对虾注射MIH后,可在对虾卵巢组织中检测到Cyclin E基因的mRNA表达量下降;当将对虾眼柄切除后,MIH的分泌会受到抑制,而对虾卵巢组织中Cyclin E基因的mRNA表达量却提高了,这表明Cyclin E与卵巢发育过程相关,因为切除眼柄使MIH的表达量下降后,能提高Cyclin E的表达量,从而促进对虾卵巢的发育,这为通过切除眼柄来促进斑节对虾卵巢发育的技术提供了分子层面的理论支持。以上研究结果为进一步探究斑节对虾卵巢的发育机理提供了理论依据[19]。

4.4. Cyclin E在软体动物中的研究进展

软体动物身体柔软,且大多数都不分节,是无脊椎动物中数量和种类都非常多的一个门类。三角帆蚌是一类大型珍珠蚌,三角帆蚌中Cyclin E基因的开放阅读框长度为391 bp,三角帆蚌Cyclin E基因与牡蛎和扇贝等贝类具有同源性,通过对Cyclin E蛋白的氨基酸序列分析,发现三角帆蚌Cyclin E并没有其他周期蛋白常有的周期蛋白框(cyclin box),Cyclin E的靶蛋白预测结果表明,Cyclin E在细胞周期调控中可与CDK1、CDK2和CDK4相互作用。三角帆蚌中的组织表达谱显示,Cyclin E基因在三角帆蚌中

胡倩等

mRNA的表达具有组织特异性,Cyclin E在性腺中的mRNA表达量显著高于闭壳肌、斧足、外套膜、心脏、血液、内脏团和鳃(P < 0.05),并且具有显著雌雄差异,这表明Cyclin E基因的高表达与三角帆蚌生殖细胞成熟及性腺细胞分裂活跃相关[20]。

5. 展望

Cyclin E是一种核蛋白,在细胞分裂过程中发挥重要作用。在医学研究中,Cyclin E基因的过表达被认为是细胞恶性增殖和不良预后的标志。Cyclin E在海洋无脊椎动物中的研究数量较少且不够深入,基于Cyclin E在细胞分裂中的关键作用,开展海洋动物Cyclin E的研究,将有助于探索海洋动物细胞的分裂机制及其在生殖细胞发生和性腺成熟中的作用。利用一定的技术手段,在海洋动物细胞中过表达Cyclin E基因,将有助于建立海洋动物永生性细胞系,为深入研究海洋动物奠定基础。

基金项目

国家重点研发计划“蓝色粮仓科技创新”专项(2018YFD0901301)和中央高校基本科研业务费专项(201822018)资助。

参考文献

[1]Ohtsubo, M., Theodoras, A.M., Schumacher, J., Roberts, J.M. and Pagano, M. (1995) Human Cyclin E, a Nuclear Pro-

tein Essential for the G1-to-S Phase Transition. Molecular and Cellular Biology, 15, 2612-2624.

https://https://www.360docs.net/doc/df14193475.html,/10.1128/MCB.15.5.2612

[2]黄玫. 周期蛋白E在细胞周期调节中的作用[J]. 国外医学·遗传学分册, 2000, 23(1): 40-43.

[3]Won, K.A. and Reed, S.I. (1996) Activation of Cyclin E/Cdk2 Is Coupled to Site-Specific Autophosphorylation and

Ubiquitin-Dependent Degradation of Cyclin E. EMBO Journal, 15, 4182-4193.

https://https://www.360docs.net/doc/df14193475.html,/10.1002/j.1460-2075.1996.tb00793.x

[4]Moore, J.D., Yang, J. and Kornbluth, T.S. (1999) Nuclear Import of Cdk/Cyclin Complexes: Identification of Distinct

Mechanisms for Import of Cdk2/Cyclin E and Cdc2/Cyclin B1. The Journal of Cell Biology, 144, 213-224.

https://https://www.360docs.net/doc/df14193475.html,/10.1083/jcb.144.2.213

[5]Classon, M. and Harlow, E. (2002) The Retinoblastoma Tumour Suppressor in Development and Cancer. Nature Re-

views Cancer, 2, 910-917. https://https://www.360docs.net/doc/df14193475.html,/10.1038/nrc950

[6]Hinds, P.W., Mittnacht, S., Dulic, V., Arnold, A., Reed, S.I. and Weinberg, R.A. (1992) Regulation of Retinoblastoma

Protein Functions by Ectopic Expression of Human Cyclins. Cell, 70, 993-1006.

https://https://www.360docs.net/doc/df14193475.html,/10.1016/0092-8674(92)90249-C

[7]Cooley, A., Zelivianski, S. and Jeruss, J.S. (2010) Impact of Cyclin E Overexpression on Smad3 Activity in Breast

Cancer Cell Lines. Cell Cycle, 9, 4900-4907. https://https://www.360docs.net/doc/df14193475.html,/10.4161/cc.9.24.14158

[8]Donnellan, R. and Chetty, R. (1999) Cyclin E in Human Cancers. FASEB Journal, 13, 773-780.

https://https://www.360docs.net/doc/df14193475.html,/10.1096/fasebj.13.8.773

[9]Ohtsubo, M. and Roberts, J. (1993) Cyclin-Dependent Regulation of G1 in Mammalian Fibroblasts. Science, 259,

1908-1912. https://https://www.360docs.net/doc/df14193475.html,/10.1126/science.8384376

[10]Keyomarsi, K., O’Leary, N., Molnar, G., Lees, E., Fingert, H.J. and Pardee, A.B. (1994) Cyclin E, a Potential Prognos-

tic Marker for Breast Cancer. Cancer Research, 54, 380-385.

[11]Wang, X.D., Rosales, J.L., Magliocco, A., Gnanakumar, R. and Lee, K.Y. (2003) Cyclin E in Breast Tumors Is

Cleaved into Its Low Molecular Weight Forms by Calpain. Oncogene, 22, 769-774.

https://https://www.360docs.net/doc/df14193475.html,/10.1038/sj.onc.1206166

[12]Spruck, C., Sun, D., Fiegl, H., Marth, C., Mueller-Holzner, E., Goebel, G., Widschwendter, M. and Reed, S.I. (2006)

Detection of Low Molecular Weight Derivatives of Cyclin E1 is a Function of Cyclin E1 Protein Levels in Breast

Cancer. Cancer Research, 66, 7355-7360. https://https://www.360docs.net/doc/df14193475.html,/10.1158/0008-5472.CAN-05-3240

[13]Huang, L., Wang, D., Chen, Y., Li, W., Hu, F., Gong, B., Zhao, C. and Jia, W. (2012) Meta-Analysis for Cyclin E in

Lung Cancer Survival. Clinica Chimica Acta, 413, 663-668. https://https://www.360docs.net/doc/df14193475.html,/10.1016/https://www.360docs.net/doc/df14193475.html,a.2011.12.020

[14]Sumerel, J.L., Moore, J.C., Schnackenberg, B.J., Nichols, J.A., Canman, J.C., Wessel, G.M. and Marzluff, W.F. (2001)

胡倩等Cyclin E and Its Associated CDK Activity Do Not Cycle during Early Embryogenesis of the Sea Urchin. Develop-mental Biology, 234, 425-440. https://https://www.360docs.net/doc/df14193475.html,/10.1006/dbio.2001.0260

[15]Schnackenberg, B.J. and Marzluff, W.F. (2002) Novel Localization and Possible Functions of Cyclin E in Early Sea

Urchin Development. Journal of Cell Science, 115, 113-121.

[16]Schnackenberg, B.J., Marzluff, W.F. and Sluder, G. (2008) Cyclin E in Centrosome Duplication and Reduplication in

Sea Urchin Zygotes. Journal of Cellular Physiology, 217, 626-631. https://https://www.360docs.net/doc/df14193475.html,/10.1002/jcp.21531

[17]Kim, D.Y. and Roy, R. (2006) Cell Cycle Regulators Control Centrosome Elimination during Oogenesis in Caenor-

habditis elegans. The Journal of Cell Biology, 174, 751-757. https://https://www.360docs.net/doc/df14193475.html,/10.1083/jcb.200512160

[18]韩坤煌, 张子平, 王艺磊. Cyclin-CDK-CKI及UPP参与生殖调控及在甲壳动物性腺发育中的研究进展[J]. 生物

技术通报, 2010(7): 48-54.

[19]赵超, 傅明骏, 江世贵, 邹志华. 斑节对虾细胞周期蛋白E基因的克隆与表达分析[J]. 中国水产科学, 2014,

21(3): 464-473.

[20]刘佳敏. 三角帆蚌细胞周期蛋白筛选及其功能的初步分析[D]: [硕士学位论文]. 上海: 上海海洋大学, 2019.

细胞周期调控的研究进展(精)

细胞周期调控的研究进展 高燕,林莉萍,丁健 * (中国科学院上海生命科学研究院药物研究所,国家新药研究重点实验室, 中国科学院研究生院,上海 201203 摘要 :细胞周期是一种非常复杂和精细的调节过程,有大量调节蛋白参与其中。此过程的核心是细 胞周期依赖性蛋白激酶 (CDKs。 CDKs 的激活又依赖于另一类呈细胞周期特异性或时相性表达的细胞周期蛋白 (cyclins,而 CDKs 调节的关键步骤是细胞周期检查点。 PLKs 是多种细胞周期检查点的主要调节因子, Aurora 蛋白激酶主要在细胞有丝分裂期起作用。本文就上述因素在细胞周期进程中的作用作一综述。 关键词 :细胞周期;调控;细胞周期检查点中图分类号:Q253文献标识码:A A review: cell cycle regulation GAO Yan, LIN Li-Ping, DING Jian* (State Key Laboratory of Drug Research, Shanghai Institute of Materia Medica, Shanghai Institues for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201203, China

Abstract: The cell cycle is a complex and elaborate process involving numerous regulatory proteins as directors.Central to this process are the cyclin-dependent kinases (CDKs, which are activated in a cyclin-dependentmanner at special points of the cell cycle. Cyclin protein levels rise and fall during the cell cycle and in the waythey periodically activate CDKs. Furthermore, the cell cycle checkpoint is also discussed as a key process inthe regulation of CDKs. PLKs are important mediators for various cell cycle checkpoints, while Aurora kinaseshave emerged as essential regulators of cell division. Here, we reviewed the effects of above factors on cellcycle regulation. Key words: cell cycle; regulation; cell cycle checkpoint 收稿日期 :2005-01-22; 修回日期 :2005-03-09 作者简介 :高燕 (1974— ,女,博士研究生;林莉萍 (1962— ,女,博士,副研究员;丁健 (1953— ,男, 研究员,博士生导师, *通讯作者。 文章编号 :1004-0374(200504-0318-05 1概述 细胞周期是指一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂的结束 , 细胞由一个分裂为两个子细胞。细胞的分裂由两个连续的过程组成, 即 DNA 复制及染色体的分离。一个细胞周期包括准备阶段的间期和有丝分裂期 (图 1 。间期包括 G 1、 S 和 G 2期。 G 1期时,细胞为遗传物质 DNA 的合成作准备,而 DNA 的合成是在 S 期完成。 G 2期主要完成蛋白质的合成,为细胞进入有丝分裂期作准备。有丝分裂期 (M期又分为前期、中期、后期和末期,以完成染色体的凝集,中心粒移至细胞核对立的两极,核仁解体,核膜消失 (前期 ; 纺锤体形成和染色体排列于其间 (中期 ; 姐妹染色单体分开并移向两极 (后期 ; 子核形成和胞质分裂 (末期。另外, G 1期的 319

细胞周期依赖性激酶CDKs介绍

热门靶点-细胞周期依赖性激酶CDKs介绍细胞周期是细胞生命活动的基本过程,它控制着细胞从静止期转向生长增殖期。细细胞周期蛋白依赖激酶(CDKs)和细胞周期蛋白(Cyclins)是整个细胞周期调控机制中的核心分子。细胞周期失调是人类癌症的一个共同特征,细胞周期蛋白依赖性激酶(CDKs)抑制剂对细胞周期控制起着至关重要的作用,也是一个最有前景的癌症治疗领域。细胞周期蛋白依赖性激酶属于丝氨酸/苏氨酸激酶家族成员之一,是一种由细胞周期催化激酶亚基和调节亚基组成的二聚体复合物,目前已经发现11个CDK成员。CDK调节机制依靠正向磷酸化(CDK激动激酶,CAK)和负向磷酸化(Weel,Myt1),以及相关的具有驱动细胞周期的CDK-细胞周期蛋白复合物组装成的高度互连的调节机制。 抗肿瘤细胞周期药物治疗目前已知的机制有如下四个。 阻滞细胞周期从G1期进入S期。cyclin-CDKs负责调节细胞周期来完成细胞的分裂。cyclin D和CDK4/6在细胞周期进程中发挥着关键的作用,可使Rb蛋白磷酸化和失活,阻滞细胞增殖周期进入S 期。特异性ATP 竞争性CDK4/6抑制剂可诱

导Rb 蛋白阳性肿瘤不可逆的细胞周期G1期阻滞。选择性CDK4/6抑制剂包括ribociclib、abemaciclib和palbociclib,阻滞细胞从G1期进入S期,提高抗肿瘤效果。诸多的细胞周期治疗药物中,批准临床应用只有CDK4/6抑制剂ribociclib、abemaciclib、palbociclib,阻滞细胞周期从G1期进入S期,激活抗肿瘤免疫,控制代谢功能和调节转录水平。 调节转录水平有丝分裂期间细胞转录保持在低水平状态,只有当丝分裂结束后转录才会重新激活。CDK9 和CDK12可调控细胞转录。细胞周期治疗领域的研究主要是寻找转录CDKs的抑制剂。 激活抗肿瘤免疫研究证实,CDK4/6抑制剂不仅能诱导肿瘤细胞周期阻滞,还促抗肿瘤免疫:首先,CDK4/6抑制剂激活肿瘤细胞内源性逆转录病毒成分表达,增加细胞内双链RNA水平,进而刺激产生Ⅲ 型干扰素并增加肿瘤抗原递呈;其次,CDK4/6抑制剂显著抑制调节性T细胞的增殖,促进细胞毒性T细胞对肿瘤细胞的清除。此为CDK4/6抑制剂联合肿瘤免疫治疗的理论基础。 控制细胞代谢功能细胞分裂需cyclin和CDKs这类关键的细胞周期调节蛋白,cyclin-CDKs复合体能够调节细胞代谢从而引起肿瘤消退。Wang等研究显示,cyclin D3- CDK6激酶可以磷酸化糖代谢通路中的两个关键酶(6-磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶M2)并抑制其代谢活性,这直接激活糖代谢的磷酸戊糖通路和丝氨酸通路。研究提示,cyclin D3-CDK6可能成为人类肿瘤亚型的分层因子,cyclin D3-CDK6抑制剂通过调节细胞周期和细胞代谢而成为新的肿瘤治疗方法。 CDK家族蛋白在细胞周期中调控关键的检查点,是充分被验证可用于各种疾病治疗的靶点。主要的药物发现集中在经典的ATP竞争性抑制剂,而新技术的出现也推动了非经典的CDK抑制剂的研究,如变构位点抑制剂、共价抑制剂和非ATP竞争的多肽模拟物。MMD37K是第一个非ATP 竞争性的CDK4/6抑制剂,目前正在开展临床研究。它的出现将引起非经典的CDK抑制剂与存在的ATP竞争性CDK 抑制剂的对比,推动新一代CDK抑制剂的发展。帕博西布(Palbociclib),abemaciclib和ribocicilib都是CDK4/6选择性抑制剂,目前已经被FAD批准或者上

细胞周期的划分及各个时期的特点(新)

细胞周期的划分及各期特点 【摘要】本文主要是对细胞周期的划分进行简单描述,对细胞周期各个时期的特点进行归纳整理。 【关键词】细胞周期;蛋白质; DNA; 细胞增殖周期,简称细胞周期(cell cycle),是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个过程。一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期,分裂间期分G1、S和G2期。分裂期又分为分裂前期、分裂中期、分裂后期和分裂末期。细胞在分列前,必须进行一定的物质准备。在细胞分裂期中,不仅要进行DNA复制,还要进行RNA和蛋白质的合成。 1.分裂间期 间期分为DNA合成前期(G1期)、DNA合成期(S期)、DNA合成后期(G2期)三个阶段。 1.1 G1期 是指从有丝分裂完成到DNA复制之前的这段时间,又称DNA合成前期。G1期是一个生长期,在这一时期主要进行RNA和蛋白质的生物合成,并且为下阶段S期的DNA合成做准备。 在这一时期mRNA、rRNA、tRNA的合成加速,导致结构蛋白和酶蛋白的形成。G1期又分为G1早期和G1晚期两个阶段;细胞在G1早期中合成各种在G1期内所特有的RNA和蛋白质,而在G1晚期至S期则转为合成DNA复制所需要的若干前体物和酶分子,包括胸腺嘧啶激酶、胸腺嘧啶核苷酸激酶、脱氧胸腺嘧啶核苷酸合成酶等,特别是DNA聚合酶急剧增高。这些酶活性的增高对于充分利用核酸底物,在S期合成DNA是不可少的条件。 在此期中,细胞要发生一系列生物化学变化,其中最主要的是要合成一定数量的RNA和某些专一性的蛋白质。有些学者把这种蛋白质称为触发蛋白(trigger protein),触发蛋白的积累有助于细胞通过G1期的限制点进入S期。这种蛋白又称为不稳定蛋白,简称U蛋白。此外,在G1期中还有Hl组蛋白的磷酸化,脱氧核苷的库存增加等变化。Groppi和Coffino发现,G1期也有组蛋白的合成。在G1期中产生了一种称为抑素的物质,与细胞停留在G1期有关。抑素是一种水溶性物质,具有不可透析性、热不稳定性和能为乙醇沉淀等性质,Honk等人为,肿瘤细胞之所以无节制的加速繁殖,是由于对抑素的敏感性降低了。 1.2 S期

细胞周期调控的研究进展a

生命科学 Chinese Bulletin of Life Sciences 第17卷 第4期2005年8月 Vol. 17, No. 4Aug., 2005 细胞周期调控的研究进展 高 燕,林莉萍,丁 健* (中国科学院上海生命科学研究院药物研究所,国家新药研究重点实验室, 中国科学院研究生院,上海201203) 摘 要:细胞周期是一种非常复杂和精细的调节过程,有大量调节蛋白参与其中。此过程的核心是细胞周期依赖性蛋白激酶(CDKs)。CDKs 的激活又依赖于另一类呈细胞周期特异性或时相性表达的细胞周 期蛋白(cyclins),而CDKs 调节的关键步骤是细胞周期检查点。PLKs 是多种细胞周期检查点的主要调节因子,Aurora 蛋白激酶主要在细胞有丝分裂期起作用。本文就上述因素在细胞周期进程中的作用作一综述。 关键词:细胞周期;调控;细胞周期检查点中图分类号:Q 253 文献标识码:A A review: cell cycle regulation GAO Yan, LIN Li-Ping, DING Jian* (State Key Laboratory of Drug Research, Shanghai Institute of Materia Medica, Shanghai Institues for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201203, China) Abstract: The cell cycle is a complex and elaborate process involving numerous regulatory proteins as directors.Central to this process are the cyclin-dependent kinases (CDKs), which are activated in a cyclin-dependent manner at special points of the cell cycle. Cyclin protein levels rise and fall during the cell cycle and in the way they periodically activate CDKs. Furthermore, the cell cycle checkpoint is also discussed as a key process in the regulation of CDKs. PLKs are important mediators for various cell cycle checkpoints, while Aurora kinases have emerged as essential regulators of cell division. Here, we reviewed the effects of above factors on cell cycle regulation. Key words: cell cycle; regulation; cell cycle checkpoint 收稿日期:2005-01-22;修回日期:2005-03-09 作者简介:高 燕(1974—),女,博士研究生;林莉萍(1962—),女,博士,副研究员;丁 健(1953—),男,研究员,博士生导师,*通讯作者。 文章编号 :1004-0374(2005)04-0318-05 1 概述 细胞周期是指一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂的结束, 细胞由一个分裂为两个子细胞。细胞的分裂由两个连续的过程组成,即DNA 复制及染色体的分离。一个细胞周期包括准备阶段的间期和有丝分裂期(图1)。间期包括G 1、S 和G 2期。G 1期时,细胞为遗传物质DNA 的合成作准备,而DNA 的合成是在S 期完成。G 2期主要完成蛋白质的合成,为细胞进入有丝分裂期作准备。有丝分裂期(M 期)又分为前期、中期、后期和末期,以完成染色体的凝集,中心粒移至细胞核对立的两极,核仁解体,核膜消失(前期);纺锤体形成和染色体排列于其间(中期);姐妹染色单体分开并移向两极(后期);子核形成和胞质分裂(末期)。另外,G 1期的

细胞周期蛋白依赖性激酶

细胞周期蛋白依赖性激酶 周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)在调控纺锤体聚合检查点中起重要作用,其功能是启动、促进和完成细胞周期事件 细胞周期蛋白Β1与CDK1形成复合物并磷酸化有丝分裂过程所必需的酶,引发有丝分裂的开始。细胞一旦进入有丝分裂期,促分裂后期复合物(an2aphase-promoting complex,APC)对细胞周期蛋白Β1进行酶解,阻止细胞周期蛋白Β1与CDK1形成复合物,灭活已形成的CDK1-细胞周期蛋白Β1复合物,促使有丝分裂结束诱导细胞进入分裂后期。纺锤体聚合检查点激活后使APC的活性受到抑制,致使细胞周期蛋白Β1不间断地表达,阻滞细胞在分裂中期。在紫杉醇处理的细胞中,因细胞周期蛋白Β1连续表达引起的CDK1-细胞周期蛋白Β1活性增强与紫杉醇诱导的有丝分裂阻滞和细胞凋亡同时存在,而且CDK1显性负突变导致对紫杉醇诱导凋亡的抗性[8]。Zhao JS, Kim JE, Reed E, et al·Molecular mechanism of antitumor activity of taxanes in lung cancer (Review)·International Journal of Oncology, 2005, 27:247~256·细胞分裂周期的调控由内在和外在的2类途径通过细胞周期关卡进行控制。通过关卡实现时相的过渡受到细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-depend-entkinases, CDKs)的激活、CDKs 的失活、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制蛋白(cyclin-dependent kinase inhibitors, CKIs)的激活以及泛蛋白介导的蛋白水解等因素的影响。肿瘤细胞生长表现为细胞增殖失控、细胞周期和关卡调控失控。因此, CDK可作为抗肿瘤药物的靶点。 Bcl-2Bcl-2、Bax均为Βcl-2家族的成员,前者是从小鼠B细胞淋巴瘤中分离出来的一种由239个氨基酸组成的细胞凋亡抑制因子,可抑制射线、药物、癌基因等多种原因诱导的细胞凋亡;后者是细胞凋亡促进因子。Bcl-2蛋白通常与Bax蛋白形成异二聚体,阻止具有促凋亡活性的Bax蛋白同二聚体的形成,从而达到抑制细胞凋亡的作用 JNK/SAPK有丝分裂原激活蛋白激酶(mitogen-acti2vated protein kinases,MAPKs)超家族亚科的JNK/SAPK(c-Jun N- terminal kinases/stress - activated protein ki2nase),是与细胞凋亡密切相关的细胞内信号转导酶,通过一系列磷酸化级联放大反应将细胞外各种刺激性信号传入细胞内,调节着细胞分裂周期及细胞凋亡。JNK活性提高不是微管蛋白抑制剂引起肿瘤细胞凋亡所必需的,但JNK的激活有利于细胞的凋亡[6]。Sudo T, Nitta M, Saya H, et al·Dependence of paclitaxel sensitivity on a functional spindle assembly checkpoint·Cancer Res, 2004, 64(7):2502~2508· caspase caspase家族涉及凋亡启动,是哺乳动物中的一类半胱氨酸蛋白酶家族。caspase 家族现有caspase-1~11个成员,某一个成员的激活将引起家族中其他成员一系列酶的级联反应[6]。紫杉醇通过激活caspase-3诱导U-2OS细胞死亡,进而引起细胞周期阻滞[13] p53p53是研究最为广泛的抑癌基因,被认为是基因组的守护者,有野生型和突变型。野生型p53的过表达往往能够激活一系列基因的表达从而产生两个结果:细胞分裂周期阻滞和细胞凋亡。p53是遗传毒性压力的紧急制动器,阻止基因组中过多突变的蓄积。Yang等发现微管相关蛋白as2trin的沉默可以诱导p53依赖的细胞凋亡,同时伴随着促凋亡bax蛋白表达的提高和caspase-3活性的增加[15][15]Yang YC, Hsu YT, Wu CC, et al·Silencing of astrin induces the p53-dependent apoptosis by suppression of HPV18 E6 expression and sensitizes cells to paclitaxel treatment in HeLa cells·Biochem Biophys Res Commun,2006, 343(2):428~434· 微管由α和β两种微管蛋白的异二聚体组成,其聚合和解聚的动力学特性,在细胞有丝分裂过程中发挥着重要作用。药物结合到微管或者微管蛋白的特定位点,干扰微管的聚合和解

浅谈细胞周期调控

浅谈细胞周期调控 朱春森 摘要:近年来有关细胞周期调控机制研究进展较快,细胞周期调控可分为G1期调控和非G1期调控。在G1期调控中,细胞周期蛋白依赖性激酶复合体CDK激活后,通过Rb蛋白和转录因子启动基因转录。P16、p21、p15等蛋白通过抑制CDK的活性而发挥作用。P53蛋白和mdm2蛋白协同调节细胞周期活动。细胞周期的停滞或细胞凋亡对维护基因组稳定有重要意义。 关键词:细胞周期调控 Cyclin CDK CDI 调控机制 细胞周期调控是指各种调控因子通过自身的激活和灭活,使细胞启动和完成细胞周期重要事件,并保障这些事件按次序正常进行。细胞周期调控对维护基因组的稳定有着重要的意义。 1. 细胞周期调控的分子基础 细胞周期调控的分子基础包括细胞周期蛋白(Cyclin)、细胞周期蛋白依赖蛋白激酶(CDK)和细胞周期蛋白依赖蛋白激酶抑制物(CDI)。它们分别包括CyclinA、CDK17和p21、p27、p18等,p53和视网膜母细胞瘤蛋白(pRb)也参与细胞周期调控。 1.1 Cyclin 周期蛋白不仅仅起激活CDK的作用,还决定了CDK何时、何处、将何种底物磷酸化,从而推动细胞周期的前进。目前从芽殖酵母、裂殖酵母和各类动物中分离出的周期蛋白有30余种,在 脊椎动物中为A 1-2、B 1-3 、C、 D 1-3 、E 1-2 、F、G、H等。分为G 1 型、G 1 /S型S型和M型4类(见表 1)。各类周期蛋白均含有一段约100个氨基酸的保守序列,称为周期蛋白框,介导周期蛋白与CDK结合。 表1不同类型的周期蛋白 *包括D1-3,各亚型cyclin D,在不同细胞中的表达量不同,但具有相同的功效 1.2 CDK CDC2与细胞周期蛋白结合才具有激酶的活性,称为细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK),因此CDC2又被称为CDK1,激活的CDK1可将靶蛋白磷酸化而产生相应的生理效应。这些效应的最终结果是细胞周期的不断运行。因此,CDK激酶和其调节因子又被称作细胞周期引擎。目前发现的CDK 在动物中有7种。各种CDK分子均含有一段相似的激酶结构域,这一区域有一段保守序列,即PSTAIRE,与周期蛋白的结合有关。 1.3 CDKI CDKI家族即细胞周期蛋白依赖激酶抑制剂家族,目前发现的CDKIS按其结构和功能不同分为两类:一类为INK4(Inhibito:of CDK4)家族,包括pl6、pls、p18、p19四名成员,其蛋白结

《海洋生物学(无脊椎动物)实验》教学大纲

《海洋生物学(无脊椎动物)实验》教学大纲 课程名称:海洋生物学实验(Experiment of Marine Biology) 课程编号:1706082 课程类别:专业必修课 教材名称:《海洋生物学实验》 学时学分:学时70 学分2 实验学时66 应开实验学期:二年级第四学期 先修课程:海洋生物学(无脊椎动物) 适用专业:海洋生物 一、课程性质及要求 《海洋生物学实验》是为配合海洋生物学课程所开设的实验课程,是海洋生物专业学生重要的实验课程之一。主要目的是通过实验使学生加深对理论知识的理解,增强感性知识,训练基本实验技能,培养严谨的作风。学生通过本实验课程的学习,可结合课堂上讲授的知识,掌握海洋生物的形态结构、分类特征、和研究方法等,提高学习兴趣和发挥学习的主动性,从而对海洋生物主要类群的基本知识有更深入的理解和掌握。 二、内容简介 实验内容涉及海洋低等无脊椎动物、海洋贝类、海洋甲壳动物、海洋高等无脊椎动物、等几个方面,通过对各种不同海洋无脊椎动物浸制标本、固定标本、以及活体生物等的解剖学习,了解和掌握代表性海洋无脊椎动物的外部形态特征和内部主要构造;通过对制片标本和示教标本的观察学习,了解其主要分类特征;通过对海洋底泥中海洋生物的分析鉴定,初步掌握分选小型底栖动物的基本方法;通过参观海洋水族馆、海螺馆等,直接感受海洋生物的神奇魅力,激发学生热爱海洋、热爱自然、热爱生命的热情。 三、主要仪器设备 普通离心机、比重计、1 mm 和0.1 mm孔径的筛网、滤膜、白色搪瓷盘、游标卡尺、解剖工具、暂养容器、显微镜、解剖镜等。 四、教学方法与基本要求 1.本课程以实验为主,为单独设课,所以开课后,任课教师需向学生讲清课程的性质、任务、要求、课程安排和进度、平时考核内容、期末考试办法、实验守则及实验室安全制度等。 2. 本课程以解剖、观察实验为主,要求学生实验前必须预习,实验中注意发挥学生的主观能动性。 3. 实验分小组进行,由学生独立操作,在规定时间内完成实验,老师不得包办。学生实验中遇到问题再由教师给予适当帮助和指导。

细胞周期及其周期调控研究的发展简史[1]

?研究生园地? 细胞周期及其周期调控研究的发展简史 作者单位:150086 黑龙江,哈尔滨医科大学(九七级基础医学七年制本硕连读) 杨兆颖 李金梁 摘要 发现细胞通过分裂的方式而增殖已经有100多年的历史,但是直到最近20年才确认了调控细胞周期的分子机制。对于细胞周期调控的研究,经历了发现细胞分裂、发现细胞周期和发现细胞周期的关键调控因子3个时期。这一机制的阐明,必然会推动应用研究并开拓出更广阔的空间,使人类看到攻克癌症的曙光。 关键词 细胞周期;细胞周期调控;细胞周期调控发展史 A brief developmental history of studies on cell cycle and cell cycle control Y ANG Zhao 2ying ,LI Jin 2liang 1Postgraduate ,Harbin Medical Univer sity ,Harbin 150086 Abstract It has been known for over one hundred years that cell multiply through division ,however ,it is only during the last tw o decades that it has become possible to identify the m olecular mechanisms that regulate the cell cycle 1The study of cell cycle control lasted three phases ,viz 1the discovery of cell division ,the discovery of cell cycle and the discovery of key regulators of the cell cycle 1These fundamental discoveries may result in broad applications within many different fields and may ,in the long term ,open a new path for cancer therapy 1 K ey w ords Cell cycle ;Cell cycle control ;Developmental history of cell cycle control 在每一个生命个体中,都存在着一个精密的程 序,它决定着细胞是否及何时开始生长、分裂或死亡。这个精密的程序,就是细胞周期调控机制,它在相关基因的控制下,依据一定的规则和节奏运行着,调控细胞的生长、分裂和死亡。这一结论是科学家们在各自的思维轨道上苦苦探索了几个世纪,在20世纪90年代从不同的方向,汇聚到一起的结果,正在揭开肿瘤发生、发展的奥秘,并提出了更多、更深刻的科学问题。 一、19世纪科学的巨大进步———细胞周期发现的奠基石 19世纪,前人进行了许多科学的基础性观察,包括动物、植物种类形态结构的描述及细胞内部结构的观察,并发明了一套有用的技术,比如显微镜、细胞化学方法和细胞染色制片技术的应用。此外诞生了一些富有指导意义的科学理论:1838年德国植物学家马提亚?斯可林顿(Matthias Schleiden )和动物学家斯道?施旺(Theodor Schwann )的细胞学说;1859年英国的达尔文(Darwin )的生物进化论理论;1864~ 1865年的孟德尔(Mendel )遗传理论。[1] 所有这一切 都是科学进步的宝贵财富,它使生物学走上科学的道路。在这种历史背景下细胞周期的研究,在20世纪50年代,才有了令人鼓舞的进展。 二、生命复制的奇妙现象———细胞分裂与细胞周期的发现 11细胞分裂的发现 1875年赫特(Hertwing )发现细胞受精卵中两亲本核的合并。1877年斯特博格(Strusburger )在植物中发现了受精现象,1880年他又在植物中发现细胞核在细胞分裂中的行为。1880~1882年弗莱明(Flemming )在 体细胞中观察到细胞分裂,称之有丝分裂,而Strusburger 进一步观察,把细胞分裂分为前、中、后、末4个时期。1883年范1本纳登(Van 1Beneden )在动物 中、1886年Strusburger 在植物中发现了减数分裂。1898年纳瓦斯基(Nawaschin )、1899年格纳德(G uig 2nard )先后发现了植物双受精现象。 21细胞周期的发现 在对细胞分裂的大量观察中,在当时的生物学技术的限制下,只注意到细胞生长过程中有两个时期:分裂期(dividing phase )和静止期(resting phase )。当时研究的重点在分裂期,而静止期被看成是细胞

(完整版)无脊椎动物重点知识

第五单元第一节腔肠动物和扁形动物 腔肠动物 1、水螅生活在水流缓慢,水草繁茂的清洁淡水中,通常会附着在水草上,身 体几乎透明,顶端有多条细长的触手,呈辐射对称。(辐射对称的意义)2、水螅的体壁由内胚层和外胚层两层细胞构成,两层细胞之间填充着他们 分泌的胶状物质,中间的空腔叫消化腔,消化腔与口相通,食物在消化腔中消化,食物残渣从口排出。外胚层有刺细胞,它是攻击和防御的利器,刺细胞在触手处尤其多。 3、水螅主要通过出芽方式进行生殖。在营养条件适宜时,利用芽体进行出芽生殖,属于无性生殖;也可以进行有性生殖。 4、常见的腔肠动物还有海蜇、海葵、珊瑚虫、水母等,腔肠动物大多数 种类生活在海洋中。海蜇加工后可以食用。珊瑚是珊瑚虫分泌的石灰质物质,珊瑚堆积构成珊瑚礁,他们为海洋生物提供了重要的栖息场所和庇护地。然而由于过度采挖、环境污染以及全球变暖等原因,珊瑚礁破坏严重,珊瑚虫大量死亡。 5、腔肠动物的特征:①身体呈辐射对称②体表有刺细胞③有口无肛门。 扁形动物 6、涡虫背面呈褐色。背腹扁平,体形象一片柳叶。身体呈两侧(左右) 对称。涡虫身体前端呈三角形,头部背面有两个可以感光的黑色眼点。 消化器官由口、咽、肠等器官组成,没有肛门。身体的两侧或腹面通常有专门的运动器官。 7、大多数扁形动物消化器官简单,有的甚至没有专门的消化器官。他们的 生殖器官却特别发达。身体呈两侧对称,前端感觉器官集中,能最先感知外界刺激。 8 、华枝睾吸虫、血吸虫、绦虫、涡虫都属于扁形动物。 9、多数扁形动物是营寄生生活的。涡虫是营自由生活的。吃未煮熟的鱼虾容易感染华枝睾吸虫,进入含有钉螺的水域容易感染血吸虫。 10、扁形动物的主要特征:①身体两侧对称,②背腹扁平,③有口无肛门。 11、比较腔肠动物和扁形动物

中药调节细胞周期的研究进展

中药调节细胞周期的研究进展 (作者:_________ 单位:____________ 邮编:___________ ) 【关键词】中药;细胞周期;综述 生物个体的生长繁殖是细胞周期周而复始进行的结果,疾病的发生发展从一定角度来讲也是细胞周期调控失衡的过程。近年来,广大中医药工作者就中药对细胞周期的影响进行了不懈的探索和研究,现就近年来有关中药调节细胞周期的研究进展综述如下。 1细胞周期的调控 完整的细胞周期包括DNA合成前期(G1期)、DNA合成期(S期)、DNA合成后期(G2期)、有丝分裂期(M期)和处于静止状态的静止期(GO期)。调节真核细胞周期进行的是一个异源二聚体复合体,它由催化亚基------ 细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin拟dependent kinase, CDK和调节亚基 --- 细胞周期蛋白(cyclin )两部分组成。 CDK是细胞周期调控机制的核心,细胞周期蛋白在细胞周期中呈周期性变化,与CDK形成复合物,使CDK发挥活性。研究显示,细胞周期各期的启动和运行需要有特定的CDK与相关的细胞周期蛋白相结合, CDKs/cyclins的异常表达与疾病发生发展及治疗密切相关]1,2 ]。2中药对细胞周期的调节

中药可以促进细胞周期的进行,也可以抑制细胞周期的进行。研究发现,部分中药制剂对细胞周期还有双向调节作用,如双黄升白颗粒 :3]。近年的研究也由中药对细胞周期分布的观察逐步向细胞周期调控核心----- CDKs/cycIins及其他相关基因或分子深入。 2.1抑制细胞周期的进行由细胞周期进行过度引起的疾病最常见的是肿瘤,中药抑制细胞周期的研究也主要集中在抗肿瘤方面,包括 乳腺癌、肺癌、肝癌和白血病等。研究发现,细胞周期进行相关核心蛋白CDKs/cycIins表达水平与肿瘤预后呈负相关]4]。许多中药提取物或复方制剂都可以阻滞细胞周期进行,相应机制的研究则发现,这些中药常具有抑制CDKs/cycIins表达的作用]5拟12]。具有阻滞细胞周期作用的中药大致可以分为两类。一类是具有清热、散结等祛 邪作用的药物,如苦参]5]、土贝母[6]和西黄丸]7. 8 ]等;另一类则是具有益气养血等补益作用的药物,如人参]9]和枸杞[10]等。 无论是中药提取物还是复方制剂,清热散结等祛邪药均可以阻滞细胞周期进行。如清热解毒药苦参的提取物氧化苦参碱,可以下调人结肠癌细胞cyclin E1 mRNA口蛋白表达水平,降低CDK2mRN水平]5]来源于清热解毒中药黄连、黄芩等的小檗碱能诱导人鼻咽癌CNE: 2细胞G2/M期阻滞,并且下调cyclin B1 和CDK1表达]11]土贝母提取物土贝母苷甲能抑制人髓性白血病细胞H曲;60细胞的生长,将 其阻滞于G2/M期,并降低cyclin B1表达[6]。复方制剂西黄丸体内、体外研究均提示其可特异性地将人肝癌细胞SMMC7721及小鼠宫颈癌U14细胞阻滞在G2/M期]7],含药血清可抑制人乳癌细胞系

海洋无脊椎动物

第二章海洋动物 marine animals 第一节概述 一主要特征:海洋中各门类形态结构和生理特点十分不同的异养型生物的总称。它们不进行光合作用,不能将无机物合成为有机物,只能以摄食植物、微生物和其他动物及其有机碎屑物质为生。海洋动物现知有16~20万种,它们形态多样,包括微观的单细胞原生动物,和长达30余米、重 190吨的高等哺乳动物──蓝鲸等;分布广泛,从赤道到两极海域,从海面到海底深处,从海岸到超深渊的海沟底,都有其代表。 二分类 按生活方式划分,海洋动物主要有海洋浮游动物、海洋游泳动物和海洋底栖动物三个生态类型。 按分类系统划分,海洋动物共有几十个门类,可分为海洋无脊椎动物和海洋脊椎动物两大类,或分为海洋无脊椎动物、海洋原索动物和海洋脊椎动物三大类。 1海洋无脊椎动物:种数、门数最为繁多,占海洋动物的绝大部分。主要的门类有:原生动物(Protozoa)、海绵动物(Porifera)、腔肠动物(Coelenterata)、扁形动物(Platyhelminthes)、纽形动物(Nemertinea)、线形动物(Nemathelminthes)、环节动物 (Annelida)、软体动物(Mollusca)、节肢动物(Arthropoda)、腕足动物(Brachio-poda)、毛颚动物(Chaetognatha)、须腕动物(Pogonopho-ra)、棘皮动物 (Echinodermata)和半索动物 (Hemichor-data)等。其中腕足动物、毛颚动物、须腕动物、棘皮动物、半索动物等是海洋中特有的门类。 2海洋原索动物原索动物是介于海洋无脊椎动物与海洋脊椎动物之间的一类动物。原索动物均系海产,包括尾索动物(Urochordata),如海鞘(Ascidia);头索动物(Cephalochordata),如文昌鱼(Branchiostoma)。过去属于原索类的半索动物,现多数学者主张放入无脊椎动物内。 3海洋脊椎动物包括有海洋鱼类、爬行类、鸟类和哺乳类。其中,海洋鱼类有圆口纲(Cyclostomata)、软骨鱼纲 (Chondrichthyes)和硬骨鱼纲 (Osteichthyes)。海洋爬行动物有棱皮龟科 (Dermochelidae),如棱皮龟(Dermochelys);海龟科(Cheloniidae),如蠵龟(Caretta)和玳瑁(Eretmochelys);海蛇科(Hydro-phiidae),如青环海蛇 (Hyd-rophis cyanocinctus)和青灰海蛇(Hydrophis caerulesceris)等。海洋鸟类的种类不多,仅占世界鸟类种数的0.02%,如信天翁、鹱、海燕、鲣鸟、军舰鸟和海雀等都是人们熟知的典型海洋鸟类。分布于中国的海洋鸟类约有20多种,它们一部分为留鸟,大部分为候鸟。中国常见的海洋鸟类有:鹱形目(Procellariiformes)的白额鹱(Puffinus leucomelas)和黑叉尾海燕(Oceanodroma monorhis)等,鹈形目(Pelecaniformes)的褐鲣鸟(Sula leucogaster)和红脚鲣鸟(Sula sula),雨燕目(Apodiformes)的金丝燕(Collocalia vestita)和短嘴金丝燕(Collocalia brevirostris)等。海洋哺乳动物包括鲸目(Catacea)、鳍脚目(Pinnipedia)和海牛目 (Sirenia)等。 第二节原生动物(Protozoa) 一形态结构: 1 原生动物是最低等的一类动物,个体仅由一个细胞组成,在分类上科学家把它们归为一个门,即原生动物门。但是原生动物的这个唯一的细胞却是一个完整的有机体,具有作为一个动物个体所应有的主要生活机能。细胞的各部分产生了分化,各自掌管一定的功能,形成了“类器官”。原生动物往往长有鞭毛、纤毛或是伪足作为它们的运动器官。有些原生动物的细胞质中具有骨架或是形成坚固的外壳。具有多细胞动物所具有的基本生命特征。 二繁殖: 繁殖:无性生殖1.出芽繁殖子体由母体产生芽体,成熟后芽体自行脱离母体而成新个体。

14 细胞周期(二)

细胞生物学 第十四章细胞周期(二) The Cell Cycle Control System ?The cell cycle control system is regulated by both internal and external controls. ?The clock has specific checkpoints where the cell cycle stops until a go-ahead signal is received. 2

细胞周期调控 一、细胞周期调控因子的发现 二、细胞周期调控因子 三、细胞周期调控的机制 四、其他 3 一、细胞周期调控因子的发现 1、有丝分裂促进因子(mitosis promoting factor,MPF) 2、成熟促进因子(maturation promoting factor,MPF) 3、细胞分裂周期基因(cell division cycle gene,cdc) 4、细胞周期蛋白(cyclin) 4

1、MPF 的发现 5 G1期PCC S 期PCC G2期PCC 1970年,Johnson RT 和Rao PN 发现M 期HeLa 细胞与间期细胞融合形成早熟染色体凝集(PCC )。这一现象提示在M 期细胞中存在诱导染色体凝集的因子,称为有丝分裂促进因子(mitosis promoting factor ,MPF )。 ?1971年,Masui Y 和Markert CL 通过非洲爪蟾卵实验发现成熟卵母细胞细胞质中含有促卵母细胞成熟的因子,称为成熟促进因子(maturation promoting factor ,MPF )。 卵细胞成熟示意图:细胞质移植实验发现MPF : MPF 的发现

海洋无脊椎动物抗菌肽研究进展及其在食品保鲜中的应用.

综述与专论 生物技术通报 BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2011年第3 期 海洋无脊椎动物抗菌肽研究进展及其在 食品保鲜中的应用 宫晓静 1, 2 吴燕燕 八、、八、、 (1中国水产科学研究院南海水产研究所, 广州510300; 2上海海洋大学, 上海201306 海洋无脊椎动物抗菌肽抑菌广谱, 稳定性高, 且对生物体本身无害, 其应用日益引起大量研究者的关注。综述了抗菌肽的几种类型、抑菌机理, 介绍了海洋无脊椎动物抗菌肽研究进展、存在的问题并分析其在食品保鲜中的应用前景 关键词: 海洋无脊椎动物抗菌肽 抑菌机理

结构 活性 食品保鲜 Review on Research Progresses and Application in the Food Preservation of Antimicrobial Peptides from Marine Invertebrates Gong Xiaojing 1, Wu Yanyan 1 (1South China Sea Fisheries Research Institute , Chinese Academy of Fishery Sciences , Guangzhou 510300; Shanghai Ocean University , Shanghai , 201306 Abstract :Antimicrobial peptides from marine invertebrates are wide bacteriostatic , high stability and harmless to organism.So their applications have attractedlarge researchers ' attention day.bRyedvaieyws on the several types , mechanism of antimicrobial , the updated research progress , actual problems and the application in the food of antimicrobial peptides from marine invertebrates were elu- cidated. Key words : Antimicrobial peptides from marine invertebrates Bacteriostatic mechanism Structure Activity Food preservation

无脊椎动物大总结

无脊椎动物总结 I、原生动物门 一、名词解释: ·无脊椎动物:体内无脊椎,除脑外,中枢神经系统均位于消化管腹侧的一类低等动物。 ·类器官:原生动物的细胞是一个能营独立生活的有机体,除了一般细胞的基本结构以外,还由细胞分化成了一些相当于高等动物体内器官的结构,以此完成各种生活机能。这些结构称做细胞器,又 称做类器官。 ·包囊:是原生动物不摄取营养的阶段,周围有囊壁包围,富有抵抗不良环境的能力,是原虫的感染阶段。·滋养体:是原生动物摄取营养的阶段,能够活动、摄取营养、生长繁殖,是寄生原虫的寄生阶段。 ·植物性营养:有些生物体内具有色素体能进行光合作用制造食物,这种营养方式称为光合营养(植物性营养),也称自养。 动物性营养:有些生物靠吞食固体的食物颗粒或微小生物来补充自身的有机质,称为吞噬营养(动物性营养)。 腐生性营养:有些生物通过体表渗透吸收周围呈溶解状态的有机物,以此补充自身有机质,称为渗透营养(腐生性营养)。 ·伪足:在变形虫体表任何部位形成的临时性的细胞质突起,是变形虫的运动器官,还具有摄食功能。·变形运动:细胞中溶胶质和凝胶质的转换和流动造成了原生动物(常为肉足纲动物)的变形运动。(由于肌动蛋白在肌球蛋白上的滑动造成) 二、简述题: 1、间日疟原虫的生活史: 在人体内: 红血细胞前期:疟原虫的子孢子随雌按蚊的唾液进入人体内,侵入肝细胞,以胞口摄取肝细胞质为营养(这时称为滋养体),成熟后通过复分裂进行裂体生殖。即核先分裂成很多个,称为裂殖体。裂殖体分裂形成很多裂殖子或潜隐体。疟原虫侵入红血细胞以前,在肝细胞里发育的时期称为红血细胞前期。 裂殖子成熟后,涨破肝细胞,散发在体液和血液中,一部分裂殖子被吞噬,另一部分侵入红血细胞,开始红血细胞内期的发育。还有一部分又侵入其他肝细胞,进入红血细胞外期。 红血细胞内期:裂殖子侵入红细胞中,逐渐长大,成为环状体。几小时内环状体增大,变成大滋养体,由此再一步发育成裂殖体。裂殖体成熟后,形成很多裂殖子,红血细胞破裂,裂殖子进入血浆中,又各自侵入其他红血细胞,重复进行裂体生殖。 一部分裂殖子进入红血细胞后不再发育成裂殖体,发育成大、小配子母细胞。 在按蚊体内: 大、小配子母细胞被按蚊吸去后,在蚊的胃腔内进行有性生殖,形成大配子和小配子,小配子和大配子结合形成合子。合子发育成动合子,定居在胃壁上形成卵囊。成熟后,卵囊破裂,子孢子出来,转移到蚊的唾液腺里。当蚊再次叮人时这些子孢子就会进入人体内。 II、胚胎发育: 一、名词解释: ·原口动物:在胚胎发育过程中,原肠期形成的原口(胚孔)将来形成动物的口,以这种方式形成口的动物称做原口动物。 后口动物:在胚胎发育过程中,原口形成动物的肛门,而在与原口相对应的一端另形成一新口,称为后口,以这种方式形成口的动物称做后口动物。 ·生物发生律:个体发育史是系统发育史简单而迅速的重演。 二、简述题: 1、简述卵裂的几种方式:

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