端粒相关因子表达与细胞复制性衰老关系研究

摘要

衰老是细胞的重要生命现象，研究细胞衰老的发生及调节机理是人类认识生命规律的重要组成内容，同时也为衰老相关疾病的防治提供坚实的理论基础。近年来的研究发现，端粒长度的缩短是造成细胞复制性衰老的原因，而端粒的长度受端粒相关因子的调节。因此，研究端粒相关因子与细胞复制性衰老之间的关系能够揭示细胞衰老机制。 Hayflick证实在体外培养的人二倍体成纤维细胞随所传代数的增加，细胞的增殖能力逐渐丧失，Hayflick将这种人正常体细胞在体外分裂潜能受限的现象称为细胞复制性衰老。人胚肺成纤维细胞(HEL)属于二倍体成纤维细胞，具有复制性衰老的特性，因此选用HEL细胞作为研究对象，通过建立HEL细胞复制性衰老模型，来模拟正常细胞的衰老过程。 目前已发现与端粒相关的因子有很多，这些因子调节细胞端粒结构和长度的变化，在细胞复制性衰老过程中发挥各自不同的重要作用。研究表明，TRF1调节POT1与端粒ssDNA的结合过程，Tankyrase1调节TRF1与dsDNA的结合程度与状态。端粒缩短过程涉及Tankyrase1对TRF1的作用；而端粒3'突出端缩短的过程则涉及TRF1与POT1。它们对于细胞复制性衰老起重要作用。虽然这些端粒相关因子与细胞衰老密切相关已经被认可，但是它们对端粒结构及端粒长度变化的作用多是通过以肿瘤细胞为研究对象而获得的。对于在正常细胞复制性衰老过程中它们是如何发挥作用的以及在细胞复制性衰老过程中会发生何种变化等许多问题还远没有得到阐明。此外，端粒酶RNA组分(hTR)是端粒酶的重要组成部分，正常细胞不具有端粒酶活性，但在正常细胞却存在hTR，它对细胞复制性衰老起作用吗?因此我们选用Tankyrase1、TRF1、POT1、hTR作为研究对象，研究它们与细胞复制性衰老之间的关系。 本实验首先通过分离培养获得HEL细胞，按1：2分瓶传代直至其衰老，计算每传一代的PD值，累计算出最终PD为64。培养后期细胞轮廓变得不再鲜明，细胞变粗、变大、形态不规则，细胞质内黑色颗粒增多。细胞形态所发生的变化表明细胞衰老了。进一步从分子水平上对细胞衰老加以验证。培养后期细胞衰老相关的β-半乳糖苷酶表达量增加，端粒的长度变短。p21WAF-1随着细胞的PD增加蛋白表达量增加，当细胞进入衰老状态后，p21WAF-1的蛋白表达量趋于一平台。以上这些检测结果进一步证实HEL细胞复制性衰老模型建立成功。 在成功建立细胞复制性衰老模型的基础上，针对端粒相关因子TRF1、Tankyrase1、hTR和POT1的表达情况，以及POT1的剪接体2与剪接体5表达情况进行了研究。实验结果显示细胞的衰老对TRF1的转录没有影响，而TRF1蛋白表达水平在细胞衰老早期随细胞衰老逐渐升高，而后快速降低，表明TRF1的表达变化可能是引发细胞衰老的重要因子之一。实验结果显示随着细胞的衰老，Tankyrase1的mRNA水平及蛋白表达水平并不随细胞的衰老而变化，Tankyrase1对其底物TRF1聚腺苷二磷酸核糖基化水平的变化可能对人胚肺细胞的衰老更具有意义。在本实验中，发现POT1mRNA随着人胚肺成纤维细胞的衰老表达水平逐渐降低，由于POT1表达量的降低，影响POT1与端粒突出端ssDNA的结合能力，使POT1不足以与ssDNA结合，导致了端粒末端结构的破坏，加速了细胞的衰老。通过检测人胚肺成纤维细胞衰老过程中不同PD的HEL细胞hTR的RNA表达水平，发现其mRNA水平随着细胞的衰老呈递增趋势。表明hTR参与细胞的衰老过程，而且很有可能是通过非端粒酶途径，与细胞内其它蛋白相互作用而发挥作用。 在人胚肺细胞复制性衰老过程中，端粒相关因子发挥了重要的生物学功能，对衰老过程中端粒相关因子深入细致的研究将有助于系统地阐明细胞复制性衰老的机理，为在实践中防衰老和抗衰老提供新的理论基础。

目录

缩略词表

前 言

实验材料

实验方法

实验结果

讨 论

小结

实验材料

实验方法

实验结果

讨 论

小结

总 结

参考文献

文献综述 人端粒相关蛋白

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