端粒酶在肾脏的表达及其在肾脏缺血再灌注损伤修复过程中的作用研究-内科学(肾脏病)专业毕业论文.pdf
端粒酶修复受损基因的新方法
端粒酶修复受损基因的新方法基因是构成生物体的遗传信息的基本单位，也是生命活动的重要组成部分。
然而，基因也会受到外界环境的影响，导致基因损伤或突变，进而影响个体的健康和寿命。
为了解决这个问题，科学家们借鉴了自然界中一种酶的作用机制，提出了一种新的方法，即利用端粒酶修复受损基因。
一、端粒酶的作用原理端粒酶是一种酶类物质，主要作用是保护染色体的末端结构——端粒。
端粒的主要功能是稳定染色体结构，防止染色体末端的退化和缺失。
然而，随着细胞分裂的进行和外界环境的影响，端粒会逐渐缩短，导致染色体末端的损伤和突变。
这些损伤和突变会导致基因的异常表达和功能受损，从而影响生物体的正常生理过程。
端粒酶具有特殊的催化活性，能够在染色体末端添加DNA序列，以补充端粒的缺失部分，从而保护和修复受损的染色体末端。
其作用机制是通过识别染色体末端的特定DNA序列，并在该序列上添加新的DNA单位，延长染色体末端的长度，从而保持染色体的完整性和稳定性。
二、利用端粒酶修复受损基因的新方法传统的基因治疗方法主要是通过引入外源基因来修复受损的基因，或通过编辑基因序列来纠正基因突变。
然而，这些方法存在一些面临的挑战，如基因的传递效率低、难以准确编辑复杂的基因序列等。
近年来，科学家们提出了利用端粒酶修复受损基因的新方法，为基因治疗领域带来了新的机遇。
该方法主要包括以下几个步骤：步骤一：端粒酶的特定识别为了实现端粒酶的准确修复作用，首先需要通过特定的途径将端粒酶引导至损伤的基因区域。
科学家们已经发现了一些特定的DNA序列，这些序列在受损基因的末端区域特异性地暴露出来。
通过针对这些暴露的序列设计引导RNA分子，可以实现端粒酶的特定识别和定位。
步骤二：端粒酶的修复作用一旦端粒酶准确识别到受损基因的末端区域，它就会以特定的方式与之结合，并开始进行修复过程。
端粒酶根据DNA模板，添加新的DNA单位，从而修复受损基因的末端。
这一过程类似于DNA复制，但有别于细胞的正常DNA复制过程，它是一种精确的修复作用，以保持基因序列的准确性和完整性。
端粒酶重启细胞再生的机制
端粒酶重启细胞再生的机制细胞再生是生物体中维持组织和器官正常功能的重要过程。
而端粒酶作为细胞再生过程中的关键酶类，扮演着重要的角色。
本文将深入探讨端粒酶的功能及其对细胞再生的机制。
一、端粒酶的功能介绍端粒酶，又称为端粒末端转移酶(Telomerase)，是一个由蛋白质和RNA分子构成的酶。
其主要功能是维护端粒的长度及结构，确保染色体末端的稳定性。
端粒是染色体末端的一段重复DNA序列，它在细胞分裂过程中会被削减，导致染色体逐渐缩短。
而端粒酶能够在细胞分裂过程中向端粒末端补充缺失的DNA序列，防止染色体末端过度缩短。
二、端粒酶与细胞再生的关系细胞再生是指某些细胞通过分裂和增殖的过程，使组织和器官能够正常更新和修复受损部分的功能。
而端粒酶在细胞再生过程中具有重要的作用。
1. 端粒酶与细胞寿命的关联细胞寿命是指细胞能够进行有限次数的分裂，然后进入停滞状态。
细胞寿命的长度与端粒的长度直接相关，而端粒酶的功能使得细胞可以继续进行分裂而不受端粒缩短的限制。
因此，端粒酶的存在能够延长细胞的寿命，使其能够更多次地进行分裂，从而为细胞再生提供源源不断的新细胞。
2. 端粒酶与干细胞的活化干细胞是具有自我更新和多向分化能力的细胞。
它们在细胞再生过程中起着重要的作用。
干细胞通常具有较高水平的端粒酶活性，这使得其能够不受端粒的缩短而保持较长的端粒长度。
这一特点赋予干细胞更强的分裂和再生能力，使其能够持续更新和修复组织。
3. 端粒酶的活性调控端粒酶在细胞再生过程中的活性是受到复杂的调控机制影响的。
研究发现，端粒酶的活性与细胞再生的需求密切相关。
当细胞需要进行较大量的分裂和再生时，端粒酶的活性会被调节，确保细胞具有足够的细胞再生能力。
而在细胞分裂和再生需求较低时，端粒酶的活性则会被抑制，防止无限制的细胞增殖。
三、其他影响细胞再生的因素除了端粒酶外，细胞再生还受到其他因素的影响。
例如，环境因素、营养状况、基因表达调控等都可以对细胞再生产生影响。
酶工程论文 端粒酶
课程论文（20 12 -20 13 学年第 2 学期）课程名称：酶工程学生姓名：专业班级：学院：学号：学生成绩：关于端粒和端粒酶研究进展的综述摘要端粒是存在于真核细胞线形染色体末端的一段特殊的DNA和蛋白质的复合物，对于维持染色体稳定性具有十分重要的意义，端粒酶是一种特殊的核糖核蛋白逆转录酶,是一种RNA依赖性的DNA聚合酶，由RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白（RNP）复合体。
端粒的长短和端粒酶的功能异常与细胞衰老、肿瘤诊断和遗传疾病综合症有密切关联。
并促进了目前正处于临床检测的基于以端粒酶活性及表达为目标的癌症治疗新策略的发展。
综述了端粒和端粒酶发现、功能、应用及发展前景的综述。
关键词端粒端粒酶染色体末端细胞衰老肿瘤细胞遗传综合症对于真核生物而言，一个细胞核内往往存在多条染色体，而每条染色体末端都存在一个特殊结构——端粒，该结构对于防止不同染色体之间末端的融合和维持染色体的完整性具有十分重要的意义，一些研究还发现端粒长度与衰老和癌症存在密切关系，成为当前生命科学领域的研究热点之一。
精细的生化研究揭示了负责染色体DNA末端合成的端粒酶这一早就预测到的对其内在RNA模板具有依赖性的酶的存在。
端粒酶的缺失将导致端粒重复结构在连续的细胞分裂中逐渐缩短，生命力受到抑制，并在复制衰老过程中以细胞死亡终结。
人体中，编码端粒酶复合物的基因编码元件发生的突变将导致以癌变、干细胞再生和组织维持缺陷为特征的遗传疾病发生。
许多能够无限增值的癌细胞能通过提高端粒酶活性来维持端粒结构稳定。
端粒酶的发现深刻地影响着生物医药的研究并促进了目前处于评估阶段的癌症治疗的发展。
1端粒的概念和结构1.1 端粒端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构，是由端粒DNA和与端粒DNA特异结合的端粒结合蛋白组成的核糖核酸的蛋白质复合物[1]，位于真核生物染色体末端，维持染色体的稳定，从而保证DNA的完整复制。
1.2 端粒的结构端粒是存在于真核细胞线形染色体末端的一段特殊的DNA和蛋白质的复合物，平均长度约为5 ～15kb,是DNA链自身回并与多种端粒结合蛋白复合而成[2]。
端粒端粒酶研究进展
端粒端粒酶研究进展端粒是染色体末端的一段DNA序列，它起到保护染色体稳定性和完整性的作用。
然而，由于染色体在每次细胞分裂时会缩短一段，当端粒长度过短时，染色体会发生异常，并最终导致细胞老化和死亡。
端粒酶则是一种重要的酶，它能够补充并保持端粒的长度稳定。
近年来，对于端粒和端粒酶的研究取得了许多重要的进展。
首先，科学家们对于端粒和端粒酶的结构和功能进行了深入的研究。
端粒由重复的TTAGGG序列组成，这些序列会通过端粒酶的作用被补充。
端粒酶主要由两个亚基组成：一个叫做端粒酶反转录酶TERT，另外一个则是端粒酶RNA（TERC）。
TERT具有酶的活性，而TERC则是TERT的模板，用于合成新的端粒DNA。
端粒酶通过不断循环地合成新的端粒DNA来补充端粒的长度，从而延长染色体的寿命。
其次，研究表明端粒和端粒酶在癌症中具有重要的作用。
在正常细胞中，端粒的长度会随着细胞的分裂而缩短，从而限制了细胞的生命周期。
然而，在肿瘤细胞中，端粒酶的活性会显著增加，导致细胞端粒的长度不断维持，并且细胞可以无限制地分裂。
这种增强的端粒酶活性对于肿瘤细胞的免疫逃逸、增殖和转移等方面起着重要的作用。
因此，端粒酶已成为癌症治疗的一个重要靶点，研究人员已经开始开发端粒酶抑制剂，以抑制肿瘤的生长和扩散。
此外，最近的研究发现，端粒和端粒酶在衰老过程中也发挥了重要的作用。
随着年龄的增长，端粒长度会逐渐缩短，从而引发细胞衰老和组织功能下降。
研究人员尝试通过增强端粒酶的活性来抑制细胞衰老，以延长寿命和改善老年病的发生率。
实验证据显示，通过增加端粒酶的表达或给予端粒酶活性的药物可以有效地抑制细胞衰老。
这些发现为老年病的治疗和延长寿命提供了新的研究方向。
总之，端粒和端粒酶在细胞衰老、癌症等疾病方面的研究进展迅速。
研究人员们对于端粒和端粒酶的结构和功能有了更深入的了解，并且逐渐揭示了它们在疾病中的重要作用。
未来的研究将继续深入探究端粒和端粒酶的调控机制，并开发出更具针对性的治疗手段，为人类健康的维护做出更大的贡献。
端粒酶在细胞再生和修复中的作用
端粒酶在细胞再生和修复中的作用细胞再生和修复是生物体维持正常功能和生命活动的基础。
然而，随着年龄的增长以及外界环境的影响，细胞会经历衰老和损伤，导致机体功能的下降和疾病的发生。
而端粒酶作为一种重要的酶类蛋白质，具有在细胞再生和修复中至关重要的作用。
本文将就端粒酶在细胞再生和修复中的机制、作用以及应用进行探讨。
一、端粒酶的基本特点端粒酶是一种存在于细胞核中的酶类蛋白质，其主要功能是保护染色体末端的端粒结构。
端粒是由特殊的DNA序列重复单元构成的，起到保护染色体稳定性和完整性的作用。
然而，由于DNA的复制过程中末端无法完全复制，导致端粒逐渐缩短并最终丧失功能。
而端粒酶则可以通过补充端粒序列，延长染色体的末端，从而维持染色体的整体稳定性。
二、端粒酶的机制端粒酶主要通过反转录酶活性完成对端粒的延长和修复。
其机理可以分为两个步骤：端粒序列的特异性识别和DNA链的合成。
首先，端粒酶识别并与端粒结构结合，通过特异性序列识别的方式确定合成的位置。
接着，端粒酶启动DNA链的合成，将RNA作为模板合成新的DNA链。
这样，就能够逐渐延长端粒序列，维持染色体的稳定性。
三、端粒酶的作用端粒酶在细胞再生和修复中具有重要作用：1. 延缓细胞衰老：随着细胞分裂和外界环境的影响，端粒不断缩短，导致染色体末端丧失保护，细胞进入老化状态。
而端粒酶通过补充和延长端粒序列，可以延缓细胞的衰老过程，维持细胞的正常功能。
2. 促进细胞再生：在组织损伤或疾病发生时，细胞再生是恢复组织功能的关键步骤。
而端粒酶可以促进衰老细胞的分裂和再生，加速受损组织的修复过程。
3. 预防疾病发生：端粒酶的活性与人体健康密切相关。
一些研究发现，端粒酶的活性水平与人的寿命和健康状态有关。
良好的端粒酶活性可以预防疾病的发生，提高机体的免疫功能。
四、端粒酶的应用端粒酶的研究和应用具有广阔的前景：1. 延缓衰老：端粒酶的发现为衰老相关疾病的治疗提供了新思路。
目前，一些研究正在探索使用端粒酶来延缓衰老和改善机体功能的方法。
端粒、端粒酶及其在临床上的意义
端粒、端粒酶及其在临床上的意义
齐宝全;陆洁;段昕所
【期刊名称】《皮肤病与性病》
【年(卷),期】2003(025)003
【摘要】端粒是真核细胞线性染色体末端的DNA重复序列和特异结合蛋白的复合体,对维持染色体的稳定性和完整性具有重要作用.端粒酶是一种由RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白复合体,具有逆转录酶的活性.许多研究表明,端粒和端粒酶系统调控着细胞增殖活性和细胞寿命.本文介绍了端粒、端粒酶的研究进展以及其在某些皮肤病和肿瘤发生与发展中的作用.
【总页数】3页(P9-11)
【作者】齐宝全;陆洁;段昕所
【作者单位】承德医学院附属医院皮肤科,河北,承德,067000;承德医学院附属医院皮肤科,河北,承德,067000;承德医学院附属医院皮肤科,河北,承德,067000
【正文语种】中文
【中图分类】Q55;R751
【相关文献】
1.端粒、端粒酶的研究及探讨中草药对端粒酶的调节作用的意义 [J], 韦耀东;张树球;农嵩;卢彩珍;曹聪
2.PCR-ELISA法检测尿脱落细胞端粒酶活性在临床上的意义 [J], 马小兵;何晓文;章益峰;瞿佩飞;纪家涛
3.端粒酶和端粒酶逆转录酶在胃癌组织中的表达及临床意义 [J], 王晓燕;陈萍;吴莺;
蒋小猛;魏金文;何亚龙
4.端粒酶及端粒酶逆转录酶在良、恶性胸腔积液中的表达及意义 [J], 张月;康健
5.不同食管病变中端粒酶活性与端粒酶RNA组分、端粒酶逆转录催化亚单位的相关性及其意义 [J], 张蕾;温洪涛;张云汉;李靖若
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外源端粒酶逆转录酶基因对老年大鼠供肝缺血再灌注损伤的影响
外源端粒酶逆转录酶基因对老年大鼠供肝缺血再灌注损伤的影响王鑫;王忠臣;黄智勇【期刊名称】《中国老年学杂志》【年(卷),期】2016(036)015【摘要】目的：探讨外源端粒酶逆转录酶基因对老年大鼠供肝缺血再灌注损伤的影响。
方法 SD 大鼠分为端粒酶催化亚基（ hTERT）干预组（n ＝25）、空转载体组（n ＝5）、生理盐水组（n ＝25）3组，取肝前2 d 自颈背给予 hTERT 干预组供者静脉注射1 ml 3×109 pfu ／ml 携带 hTERT 的病毒悬液，给予空转载体组供者静脉注射1 ml 3×109 pfu ／ml 空病毒悬液，给予生理盐水组供者静脉注射1 ml 生理盐水。
结果再灌注后3、6、12 h，1、2 d hTERT 组血清谷氨酸转氨酶（ ALT）水平均显著低于空转载体组和生理盐水组（ P＜0．05），凋亡阳性细胞均显著少于空转载体组和生理盐水组（P＜0．05），凋亡指数也均显著低于空转载体组和生理盐水组（P＜0．05）；转染1 d 后 hTERT 组肝细胞端粒酶活性显著高于阴性对照组和阳性对照组（ P＜0．05）。
结论外源端粒酶逆转录酶基因能够有效防护老年大鼠供肝缺血再灌注损伤。
【总页数】2页(P3660-3661)【作者】王鑫;王忠臣;黄智勇【作者单位】大庆龙南医院普外科，黑龙江大庆 163000;大庆龙南医院普外科，黑龙江大庆 163000;大庆龙南医院普外科，黑龙江大庆 163000【正文语种】中文【中图分类】R53.3【相关文献】1.siRNA沉默fas基因减轻大鼠肝移植供肝冷保存和缺血再灌注损伤 [J], 李玺;张俊峰;郭卫平;陆敏强;杨扬;许赤;李华;汪根树;胡斌;池信锦;陈规划2.缺血再灌注损伤对心肌表达外源性基因能力的影响 [J], 陈良万;郭加强3.外源性ATM基因对辐射诱导AT细胞端粒酶逆转录酶mRNA表达的影响 [J], 盛方军;曹建平;罗加林;朱巍;刘芬菊;冯爽;宋建元;李翀4.瑞芬太尼预处理对脑缺血再灌注损伤老年大鼠血小板衍生因子、髓鞘碱性蛋白表达的影响 [J], 刘姝; 周金凤; 曾宪晶; 祝美珍; 俞睿5.外源性人端粒酶逆转录酶基因转染对正常人毛乳头细胞的影响 [J], 刘官智;伍津津;朱堂友;鲁元刚;杨亚东;杨桂红因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
端粒酶 名词解释
端粒酶名词解释
端粒酶是一种特殊的蛋白质复合体，它负责在染色体末端的端粒区域合成DNA，以保护染色体免受损伤和降解。
端粒酶的活性对于维持细胞的正常生长和分裂至关重要，因此，它在许多生物过程中都发挥着重要作用。
在细胞分裂过程中，每条染色体都会被复制并平均分配到两个子细胞中。
然而，在复制过程中，染色体末端的端粒区域会逐渐缩短，这可能导致细胞不稳定和基因表达异常。
端粒酶的作用就是通过合成新的DNA来延长端粒区域，从而维持染色体的完整性和稳定性。
除了保护染色体外，端粒酶还参与了一些其他的生物过程，如DNA修复、基因组稳定性和细胞衰老等。
因此，端粒酶的活性对于维持细胞的健康和寿命至关重要。
在某些疾病中，如癌症和某些遗传性疾病，端粒酶的活性可能会受到影响，导致染色体不稳定和基因表达异常。
因此，研究端粒酶的作用和调控机制对于理解这些疾病的发生和发展具有重要意义。
总之，端粒酶是一种重要的蛋白质复合体，它对于维持细胞的正常生长和分裂至关重要。
通过研究端粒酶的作用和调控机制，我们可以更好地理解细胞的生长和分裂过程，并为治疗某些疾病提供新的思路和方法。
端粒及端粒酶的研究进展
综述文章编号：１００９－０００２（２００７）０４－０６６７－０３端粒及端粒酶的研究进展杨平勋，黄君健军事医学科学院生物工程研究所，北京１００８５０［摘要］端粒是真核细胞染色体末端的特有结构，是由端粒结合蛋白和一段重复序列的端粒ＤＮＡ组成的一个高度精密的复合体，在维持染色体末端稳定性，避免染色体被核酸酶降解等方面起着重要的作用。
端粒的长度、结构及组织形式受多种端粒结合因子的调控。
由于端粒的重要性，在哺乳动物细胞里，端粒的长度或端粒结构变化与癌症发生及细胞衰老有密切的关系。
由于末端复制问题的存在，随着细胞分裂次数的增加，端粒不断缩短，细胞不可避免的走向衰老或凋亡。
由于在细胞分裂过程中端粒长度的不断缩短与细胞分裂代数增加具有相关性，即端粒长度反应了细胞的分裂次数，因此有人将端粒形象的比喻为生物时钟。
在９０％的癌细胞中，端粒酶被重新激活，以此来维持端粒的长度，使细胞走向永生化。
简要综述了端粒、端粒酶及端粒酶结合蛋白的最新研究进展。
［关键词］端粒；端粒酶；端粒结合蛋白［中图分类号］Ｑ２６［文献标识码］ＡＡｄｖａｎｃｅｓｏｆＴｅｌｏｍｅｒｅａｎｄＴｅｌｏｍｅｒａｓｅＹＡＮＧＰｉｎｇ－ｘｕｎ，ＨＵＡＮＧＪｕｎ－ｊｉａｎＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８５０，Ｃｈｉｎａ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｅｌｏｍｅｒｅｓａｒｅｓｐｅｃｉａｌｉｚｅｄｎｕｃｌｅｏｐｒｏｔｅｉｎｃｏｍｐｌｅｘｅｓａｔｔｈｅｅｎｄｓｏｆｌｉｎｅａｒｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ，ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆｍｕｌｔｉ－ｋｉｌｏ－ｂａｓｅｌｏｎｇａｒｒａｙｓｏｆｄｏｕｂｌｅ－ｓｔｒａｎｄｅｄＴＴＡＧＧＧｒｅｐｅａｔｓ，ａｓｉｎｇｌｅ－ｓｔｒａｎｄｅｄｏｖｅｒｈａｎｇｏｆｔｈｅ３＇Ｇ－ｓｔｒａｎｄ，ａｎｄａｓｓｏｃｉａｔｅｄｐｒｏ－ｔｅｉｎｓ．Ｉｔｐｒｏｔｅｃｔｓｔｈｅｅｎｄｓｏｆｌｉｎｅａｒｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ．Ｔｅｌｏｍｅｒｅｌｅｎｇｔｈ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎａｒｅｒｅｇｕｌａｔｅｄｂｙｌｏｔｓｏｆｔｅｌｏｍｅｒｅｂｉｎｄｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎｓ．Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｆｔｅｌｏｍｅｒｅｓ，ｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｔｅｌｏｍｅｒｅｓ＇ｌｅｎｇｔｈｏｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃａｎｃａｕｓｅｃｅｌｌｓｔｏｅｎｔｅｒｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅｏｒａｐｏｐｔｏｓｉｓ．Ｔｅｌｏｍｅｒａｓｅｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇｔｅｌｏｍｅｒｅｓ，ａｎｄｍｏｓｔｏｆｃａｎｃｅｒｃｅｌｌｓｈａｖｅｔｅｌｏｍｅｒａｓｅａｃｔｉｖｉｔｙ，ｓｏ，ｉｔｃａｎｂｅａｔａｒｇｅｔｆｏｒｃｕｒｅｃａｎｃｅｒ．Ｔｈｅｌａｔｅｓｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｔｅｌｏｍｅｒｅ，ｔｅｌｏｍｅｒａｓｅａｎｄｉｔｓｂｉｎｄｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎｓｆｕｎｃｔｉｏｎｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｔｅｌｏｍｅｒｅUｔｅｌｏｍｅｒａｓｅUｔｅｌｏｍｅｒｅ－ｂｉｎｄｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎ端粒的发现应归功于２０世纪３０年代２位遗传学家芭芭拉・麦克林托克和赫尔曼・穆勒的观察结果。
端粒酶名词解释
端粒酶名词解释
端粒酶是指一类重要的酶，它可以促进DNA片段的有效合成。
端粒酶
的主要作用是限制染色体上的DNA片段的复制。
这些片段经常会在细
胞再分化或细胞凋亡时终止，从而保护控制基因表达的基因的稳定性。
端粒酶的活性依赖于其结构上的变化，也就是在去粒过程中位于头、
尾端和中间等部分的特殊结构形式，经历一系列的复杂的生物学反应后，这种结构改变才能实现有效的限制。
表达端粒酶的重要性在于它能够保护细胞遗传物质稳定性，即阻止染
色体上的DNA序列在全基因组复制时出现错误突变。
因此，端粒酶被
认为是保护和维护基因复制和表达的重要因子。
端粒酶也可以用于检测细胞凋亡。
它通过监测凋亡细胞中特定基因的
更改来捕捉凋亡，并被证明是凋亡分子机理的有效方法。
因此，端粒酶在限制DNA的复制、保护遗传物质稳定性和检测凋亡这
三方面发挥着重要作用，因此可以被称为生命的重要元素。
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端粒酶在肾脏的表达及其在肾脏缺血再灌注损伤修复过程中的作用研究-内科学(肾脏病)专业毕业论文.pdf复旦大学博士学位论文端粒酶在肾脏的表达及其在肾脏缺血再灌注损伤修复过程中的作用研究姓名：宋捷申请学位级别：博士专业：内科学（肾脏病）指导教师：顾勇201104中文摘要端粒酶在肾脏的表达及其在肾脏缺血再灌注损伤修复过程中的作用研究目的：端粒酶可以维持端粒体长度，防止细胞衰老，在胚胎干细胞中高度表达，但除部分成体干细胞(如造血干细胞)外，成年体细胞内几乎已无端粒酶的表达。
我们利用已报道的端粒酶基因启动的GFP转基因鼠(mTert-GFP)研究端粒酶阳性细胞在肾脏的表达和肾损伤后变化，并求证端粒酶阳性表达能否成为肾脏成体干细胞的标志，进一步明确急性肾损伤修复的机制，以寻求指导急性肾损伤治疗的理论基础。
方法：(一)利用历胁卜GFP转基因小鼠，通过肾小管标记物(AQPl、AQP2、THP、DBA及NKCC2等)和肾间质细胞标志物(F4／80、CD31、NG2及PDGFR—beta等)荧光共染定位端粒酶阳性细胞(GFP+)；通过real—time PER和TRAP (Telomeric Repeat Ampl ification Protoc01)PCR E1 isa定量检测端粒酶基因和酶活性；(--)给新生mTert-GFP小鼠腹腔注射BrdU标记S期细胞，待8周成年后处死，仍保留BrdU标记的细胞为进入缓慢细胞周期的细胞Label一retaining Eells(LRC)，观察并计数；(三)10周龄雄性FVB小鼠24只，夹闭双侧肾动脉30min，再通，制作小鼠双侧肾动脉缺血再灌注损伤(I／R)模型，分为假手术组(sham)、术后1天、2天、3天共4组，每组6只，分别取肾标本，同样用PER和TRAP法检测肾损伤修复过程中端粒酶基因和酶活性的变化；(四)利用历衙卜GFP转基因小鼠，建立单侧肾脏I／R模型，并在术后肾损伤再修复过程中不同时间点观察mTert—GFP再生情况；(五)利用mTert—CreERt2：R26LacZ两种转基因小鼠，通过谱系追踪和细胞周期标记研究肾缺血再灌注损伤修复过程中mTert细胞的再生和迁移。
结果：(一)生理状态下，端粒酶基因主要表达在成年小鼠肾脏乳头和内髓部位，保持较高的酶活性。
成年历胁卜GFP转基因小鼠的肾脏mTert表达与GFP保持一致，端粒酶主要表达于集合管和髓袢的小管上皮细胞(且OAQPl、AQP2、THP、NKCC2阳性的小管)，而在近曲小管和间质没有表达。
(二)观察BrdU标记的肾乳头，16．7％的细胞长期保留BrdU标记，仅5％GFP+细胞仍有BrdU标记，视为进入慢细胞周期的LRC，这些细胞也散在分布于集合管和髓袢。
(三)raTer堪因于肾损伤后448h在肾乳头的表达明显上调，有统计学意义(P<O．05)，但在髓质和皮质的表达无显著变化。
双侧肾损伤后24h和48h，肾乳头处端粒酶活性也显著升高，有统计学意义(P<0．05)。
(四)为证明急性肾损伤后端粒酶阳性细胞的作用，IRI 刺激后24h、48h和72h分别给予BrdU，发现仅0．3％-0．5％的GFP+细胞增殖，且损伤最严重的外髓和皮质未出现GFP+细胞显著增加。
(五)为追踪mTert+上皮细胞在I／R后的命运，术前一周给成年mTert-CreERt2：R26LacZ鼠单剂tamoxifen，术后连续5天给予BrdU，发现mTert-LacZ细胞未出现明显增殖和迁移，mTert+细胞也并未标记BrdU。
结论：本研究首次报道了端粒酶在成年小鼠肾脏中的表达主要集中于肾乳头和内髓，定位于肾脏集合管和髓袢上皮细胞。
在急性肾损伤时端粒酶活性和基因表达均上调，可能对肾脏有保护作用，但表达端粒酶的细胞并未明显增生，参与损伤后修复。
关键词：端粒酶，干细胞，肾乳头，急性肾损伤，再生修复中图分类号：R692．5AbstractThe Telomerase Expression in Renal Epithelia and its Functional Analysis after Renal IschemiaReperfusion Inj u ry一一一Objectives：Telomerase，the e nzyme responsible for maintaining telomere length and thus preventing cellular senescence，is highly expressed in embryonic stem cells but downregulated in the adult，except in certain adult stem cells including those in intestine，testis，and the hematopoietic system．We generated transgenic reporter mice in which the Telomerase promoter drives either GFP or CreERt2(聊Tert-GFP，mTert-CreERt2)to analyze kidney Telomerase expression during homeostasis and acute injury and repair．Methods：Real．time PCR WaS used for the quantification of mTert gene and TRAP(Telomerase Repeat Amplification Protoc01)PCR Elisa Was performed to determine the telomerase enzymatic activities．The immunofluorescence staining was performed on m死r卜GFP traIlsgeIlic mice，observing the localization of the mTert．GFP+cells with tubular epithelial cells and interstitial cells．After a two-day BrdUbirth followed by an 8 week chase，those cells which still maintain thepulse atterm label retaining BrdU labeling are considered slow cycling．The stem cells are longcells(LRC)．In order to investigate a role for mTert+cells in kidney repair，the ischemia-reperfusion injury(IRI)mice models were established by clamping the pedicles of the kidney for 30 min at 37．0 oC，and grouped by sham，1 day，2 days，3 days after IIU．mT瞰gene expression and telomerase enzymatic activities were detected by PCR and TRAP at those time points during kidney injury and repair．IRI Was also practiced on朋死，．f-GFP m ice to prove the proliferation of聊死，．卜GFP c ells duringexamine the fate of mTert+kidney epithelia，adult kidney injury and repair．TomTert．CreERt2；R26LacZ bigenic mice received a single tamoxifen pulse，and the fate of these cells was tracked after a round of IRI．Results：We report that renal papilla and inner medulla,areas of hi．gh oxidativeand Telomerase enzymatic stress in kidney，express high levels of both mTert mRNA6activity．Using，”丁匆，．卜GFP reporter mice，we observe mosaic mTert expression restricted to a subset of epithelial cells within the nephron，CO·localizingpredominantly谢tll collecting duet markers(AQP2)but also晰th thin and thick loop of Here markers(AQP 1，NKCC and THP)．There Was no co-localization of mTert-GFP+cells埘tll interstitial markers CD3 1，F4／80，NG2 or PDGFR B．SinceTelomerase expression marks stem cells in other adult tissues，we examined whether肌死rf+cells are slow cycling．After a two—day BrdU pulse at birth followed by all 8week chase，5％of朋死胁GFP cells were long term label retaining．Both mTert mRNA and telomerase enzymatic activity are up regulated in papilla after ischemia reperfusion injury，but the mTert-GFP cells stayed quiescent after IRI．Adult mTert-CreERt2；R26LacZ bigenic mice received a single tamoxifen pulse，resulting in of 5％of epithelia in papilla and inner medulla．And tracking the fate genetic labelingof mTert+kidney epithelia,there is no proliferation or migration after a round ofIRI．Conclusions：These studies show，for the first time，the cellular localization of Telomerase expression in adult mice kidney，demonstrate that 5％of these cells are slow cycling and suggest a novel role for telomerase activity in kidney repair．Words：tclomerase，stem cells，renal papilla,acute kidney injury, Keyregeneration and repair7复旦大学博士研究生论文．1‘—‘月Ⅱ青急性肾小管坏死(ATN)是严重创伤、地震挤压综合症、重大手术及临床上各种疾病所导致的急危重症，其发病率数十年来居高不下，尽管血液净化技术和危重症医学有了很大的发展，病死率仍高达50％以上Ⅲ。