BMP4在阿霉素诱导肺癌细胞过早性衰老的作用及机制研究

摘要

细胞衰老是细胞进入一种周期不可逆转的停滞而达到的相对稳定状态。细胞衰老包括复制性衰老和过早性衰老两种形式,其中过早性衰老这种方式可以更为快速并有效地抑制肿瘤细胞的增殖。化疗是目前治疗肿瘤的主要手段之一。化疗药物阿霉素在肿瘤的临床治疗上得到了广泛的应用,然而它抑制肿瘤的机制还不是完全清楚。我们实验结果显示化疗药物阿霉素抑制肺癌是通过促进肺癌细胞衰老来实现的,同时发现在阿霉素诱导肺癌细胞衰老过程中BMP4的表达水平显著升高。RNAi干涉实验表明,下调BMP4的表达可以明显抵制化疗药物阿霉素对衰老的诱导作用,说明BMP4很有可能是化疗药物阿霉素激活的下游靶基因,并在阿霉素对衰老的诱导过程中起着重要的调节作用。为了进一步深入研究BMP4参与阿霉素诱导肺癌细胞衰老的分子机制,我们构建了四环素调节BMP4表达的稳定转染细胞系。实验结果表明,作为上游信号分子的BMP4通过激活下游的Smad和p38信号通路来实现对衰老的调节作用。并且研究还显示,BMP4可以通过提高抑癌基因p16INK4α和p21WAF1/cip1的表达促进肺癌细胞衰老。Western blotting和染色质免疫沉淀实验结果表明,p16INK4α和p21WAF1/cip1表达水平的上升是通过 BMP4提高转录因子Smad磷酸化水平,增强这些转录因子对下游靶基因p16INK4α和p21WAF1/cip1启动子的结合,并进而招募乙酰转移酶p300到p16INK4α和p21WAF1/cip1启动子上,促进它们启动子上组蛋白H3和H4乙酰化水平增加来实现的。
　　 总之,我们的实验表明,化疗药物阿霉素能够通过促进肺癌细胞的过早性衰老而抑制肿瘤的生长,而且 BMP4在阿霉素诱导衰老过程中起着重要的调节作用。我们的研究为BMP4作为化疗药物新的靶点提供了重要的线索和实验证据。

目录

文摘

英文文摘

引言

一、BMP基因家族简介

(一)BMPs及受体

(二)BMP激活的信号通路

(三)BMP4基因及其功能研究

二、细胞衰老与肿瘤关系

(一)细胞衰老的发现与概念

(二)过早性衰老与复制性衰老

(三)衰老与肿瘤的相关性

三、组蛋白乙酰化修饰与物基因的转录调控

(一)真核生物的染色质结构与基因的转录调控

(二)组蛋白乙酰化修饰与转录调控

(三)组蛋白乙酰转移酶的分类与功能

四、本论文研究的内容和意义

(一)立题依据

(二)本论文的研究内容和意义

实验材料与方法

一、实验材料

(一)质粒

(二)蛋白质和抗体

(三)哺乳动物细胞系

(四)实验试剂

二、实验方法

Ⅰ．分子生物学实验方法

Ⅱ．细胞生物学实验方法

Ⅲ统计分析

实验结果与分析

一、BMP4参与调节化疗药物阿霉素诱导肺癌细胞走向过早性衰老

(一)化疗药物阿霉素诱导肺癌细胞走向过早性衰老

(二)BMP4参与调节阿霉素诱导肺癌细胞走向过早性衰老

二、BMP4参与调节阿霉素诱导衰老的的分子机制及意义

(一)BMP4过表达诱导肺癌细胞走向过早性衰老

(二)BMP4诱导肺癌细胞走向过早性衰老重要通过上调周期相关蛋p16INK4a 和p21WAF1／cip1表达实现的

(三)由BMP4所激活的Smad信号途径在BMP4调节肺癌细胞衰老中其重要作用

(四)p38MAPK信号途径参与调节BMP4诱导的肺癌细胞衰老

三、组蛋白乙酰化参与调节BMP4对周期相关基因的表达调控

(一)BMP4通过促进p16INK4a和p21WAF1／cip1基因转录来上调p16INK4a和p21WAF1／cip1蛋白水平

(二)乙酰转移酶p300参与BMP4促进启动子上组蛋白H3、H4乙酰化水平增加

(三)Smad蛋白招募乙酰转移酶p300到p16INK4a和p21WAF1／cip1启动子上促进组蛋白H3,H4乙酰化水平增加

四、p53和BMP4途径共同参与阿霉素对衰老的促进作用

(一)p53在阿霉素诱导肺癌细胞走向过早性衰老中起重要调节作用

(二)共同干涉p53和BMP4明显抵制阿霉素对衰老的促进作用

讨论

一、BMP4与调节化疗药物阿霉素抑制肺癌的关系

二、BMP4与p53途径共同参与调节阿霉素对过早性衰老的促进作用

三、Smad信号途径的效应因子Smad蛋白促进BMP4下游靶基因p16INK4a和p21WAF1/cip1转录激活的具体机制

四、由BMP4所激活的Smad和p38MAPK信号途径在调节BMP4促进肺癌细胞衰老中相关性

五、组蛋白乙酰化在BMP4促进衰老相关基因p16INK4a和p21WAF1／cip1表达中的调节作用

主要结论和创新点

一、主要结论

二、主要创新点

参考文献

附录

致谢

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