DNA氧化损伤及其修复基因OGG1和MTH1的研究进展

过量的自由基特别是活性氧自由基(ROS),可以攻击包括DNA、蛋白质等所有生物分子,产生多种不同氧化产物,对机体造成各种不良后果.DNA对活性氧特别敏感,ROS能引起DNA的多种类型损伤,可形成种类繁多的具有致DNA突变作用的碱基氧化产物,其中鸟嘌呤8位碳原子的氧化最常见,其氧化产物8-羟基鸟嘌呤被视为DNA氧化损伤的生物标志物.机体具有多种途径修复DNA氧化损伤,对于这种DNA损伤修复的主要代表酶有MutT同源酶即8-羟基鸟嘌呤核苷酸(MTH1)和8-羟基鸟嘌呤DNA糖苷酶(OGG1),MTH1能够分解核苷酸池中的8-羟基鸟嘌呤,可以减少8-oxodGTP结合到DNA上,而OGG1则是能切除DNA中被氧化的碱基.本文将阐述氧化损伤的种类、危害及其修复的途径,着重于氧化损伤修复中的主要修复基因OGG1和MTH1的结构功能、表达与疾病关系的研究进行综述.     

hOGG1基因多态性与肿瘤遗传易感性

活性氧(reactive oxygen species,ROS)攻击蛋白质、脂类和DNA,对细胞造成直接损伤,其中对DNA的损伤作用包括链的断裂和碱基修饰,对鸟嘌呤的氧化作用产生8-羟基鸟嘌呤(8-hydroxygualline,oh8Gua)。人类8-羟基鸟嘌呤糖苷酶1(human 8-oxoguanine DNA glycosylase 1,hOGGl)是去除DNA中oh8Gua的重要酶。研究表明,hOGG1基因具有单核苷酸多态性的特征,基因突变可能影响hOGG1的酶活性,导致DNA修复缺陷。因此,hOGG1基因多态性可能影响机体发生肿瘤的危险性。     

食管癌放射敏感性相关的p53、XRCC1、VEGF、HIF-1α及hOGG1的研究进展

放射治疗是食管癌的主要治疗手段之一.目前采用的放射治疗,大多是不同个体使用相似的放疗方案.但是不同个体放射敏感性有明显差异,如何针对每位患者采用更合理的个体化放疗方案显得极为重要.由于多数肿瘤的发生与基因改变有关,这些基因及基因表达的蛋白中又有许多与放疗敏感性有关,现从分子生物学水平将与食管癌放射敏感性相关的基因和蛋白p53、人类X射线交错互补修复基因1(XRCC1)、血管内皮生长因子(VEGF)、缺氧诱导因子1(HIF-1α)、人类8-羟基鸟嘌呤糖苷酶1(hOGG1)作一综述.     

汽油尾气致大鼠肺组织氧化损伤机制的研究

目的 探讨汽油尾气对大鼠肺DNA损伤、8-羟基鸟嘌呤DNA糖苷酶-1(OGG1)表达和细胞超微结构的影响.方法 将汽油尾气的颗粒物、冷凝物和半挥发性有机物的二氯甲烷提取物以0、5.6、16.7和50.0 L/kg的剂量经气管滴注染毒SD大鼠,每周一次,共4次,末次染毒24 h后处死动物,用彗星实验检测肺组织细胞中DNA单链断裂水平,免疫组化检测肺组织中OGG1的含量,并在电镜下观察各型肺细胞超微结构的变化.结果 在汽油尾气16.7和50.0 L/kg组,肺组织细胞的拖尾率明显高于溶剂对照组(P<0.05),并有随剂量增加而增加的趋势,但各剂量组尾长的增加均无统计学意义;而汽油尾气中、高剂量组OGGI蛋白水平明显增加(P<0.05);在汽油尾气50.0 L/kg组,肺组织各型细胞中的线粒体发生肿胀和空泡化,且线粒体数量明显减少.结论 汽油尾气可诱导大鼠肺组织DNA单链断裂、OGG1蛋白含量增加和线粒体的损伤.     

还原型谷胱甘肽对高糖致大鼠腹膜间皮细胞8-羟基脱氧鸟苷及其修复酶8-羟基鸟嘌呤-DNA糖苷酶表达的影响

目的观察还原型谷胱甘肽(GSH)对高糖致大鼠腹膜间皮细胞8-羟基脱氧鸟苷(8-OHd G)及其修复酶8-羟基鸟嘌呤-DNA糖苷酶(r OGG1)表达的影响,探讨其对高糖所致腹膜间皮细胞DNA氧化损伤的保护作用。方法将60只健康雄性SD大鼠按随机数字法分成3组:对照组(n=20,A组):每天1次腹腔注射生理盐水25 ml;模型组(n=20,B组):每天1次腹腔注射4.25%葡萄糖腹透液25 ml+每周1次腹腔注射乳酸红霉素6.25万IU;治疗组(n=20,C组):每天1次腹腔注射4.25%葡萄糖腹透液25 ml+GSH溶液150 mg/(kg·d)+每周1次腹腔注射乳酸红霉素6.25万IU。8周后分别处死每组各20只大鼠,取腹膜组织分别行HE及Masson染色病理学检查、酶联免疫吸附法(ELISA)测定壁层腹膜间皮细胞8-OHd G水平、实时荧光定量PCR检测壁层腹膜间皮细胞r OGG1的表达。结果 1与A组比较,B组腹膜间皮细胞8-OHd G表达上调(0.8843±0.0068,5.0733±2.0068,P<0.05),C组8-OHd G表达低于B组(5.0733±2.0068,1.6867±0.4867,P<0.05);2与A组比较,B组腹膜间皮细胞r OGG1表达减少(0.7576±0.0701,0.2226±0.0565,P<0.05),C组r OGG1表达增高(0.7576±0.0701,1.4793±0.3895,P<0.05);3与A组比较,HE染色时B组和C组可见腹膜间皮细胞变为圆形、柱形,间皮细胞肥大脱落,间皮下结缔组织明显增厚,可见血管生成以及纤维素样物质沉积,还可见成纤维细胞及单核巨噬细胞浸润,在B组表现尤为明显;4与A组比较,Masson染色显示腹膜组织有胶原沉积,B组比C组改变更明显。结论高糖致大鼠腹膜间皮细胞DNA氧化性损伤标记物8-OHd G表达增高,GSH可能通过上调DNA修复酶OGG1m RNA表达,对大鼠腹膜间皮细胞DNA具有保护和修复作用。     

高本底地区辐射对8-OHdG和hMTH1的影响研究

目的探讨天然低水平放射性辐射对氧化损伤及其修复基因表达水平的影响。方法选择广东省阳西县天然放射性高本底辐射地区(HBRA)和恩平市天然放射性低本底辐射地区(CA)各48名50~58岁土生土长男性居民为研究对象,按年龄匹配,佩戴热释光剂量计测得外照射剂量。采集外周血并分离血浆和白细胞,ELISA法测定血浆8-羟基脱氧鸟苷(8-OHd G)的含量,QPCR法测定血白细胞人8-羟基鸟嘌呤核苷酸酶修复基因(Human Mut Thomologue,h MTH1)m RNA转录水平。结果 HBRA组和CA组居民外周血血浆中8-OHd G浓度分别为(0.27±0.11)μg/m L和(0.32±0.10)μg/m L,差异有统计学意义(P0.05),与个人剂量呈负相关(rs=-0.271,P=0.013);h MTH1 m RNAΔCt值分别为(9.61±2.51)和(10.01±1.24),差异无统计学意义(P0.05),但与个人剂量呈负相关(rs=-0.219,P=0.028)。结论长期暴露于天然放射性低本底辐射地区可降低居民氧化损伤水平、提高DNA损伤修复能力。     

DNA氧化损伤模型的构建

目的探索Fenton反应(Fe2+H2O2→Fe3++     

8-羟基鸟嘌呤糖苷酶1、环氧合酶2基因多态性与阿尔茨海默病的关系

阿尔茨海默病是一种慢性进行性神经退行性疾病,为老年痴呆最普遍的一种。目前研究认为遗传因素、环境因素和免疫因素等均参与了AD的病理生理过程。家族性AD多呈常染色体显性遗传,与淀粉样前体蛋白(APP)、早老素1(PS1)、早老素2(PS2)基因突变有关。晚发性AD(LOAD)以及散发性AD(SAD)最主要的遗传危险因子是ApoEε4等位基因,但它只与50%的AD有相关,存在其他遗传危险因子。本文就8-羟基鸟嘌呤糖苷酶1基因、环氧合酶2基因多态性与AD的关系的研究现状及进展做一简要综述。     

节律基因mPer1对化疗药物阿霉素敏感性的影响

目的评价小鼠乳腺癌EMT6细胞中节律基因mPer1过表达对化疗药物阿霉素(ADM)敏感性的影响。方法将pcDNA3.1( )-mPer1质粒转染至EMT6细胞中(EMT6-mPer1组),以pcDNA3.1( )质粒为对照(EMT6-vect组),通过RT-PCR、Western Blotting检测转染效率;给予ADM处理,MTT法检测细胞生长情况,流式细胞术检测细胞凋亡及细胞周期的变化;RT-PCR检测凋亡相关基因mRNA的水平。结果在ADM处理后,与对照组比较,转染mPer1基因细胞表现为:S期比例增加,凋亡率升高〔EMT6-vect:(65.65±0.07)%;EMT6-mPer1:(72.35±0.57)%〕,细胞生长抑制率增加〔EMT6-vect:(42.18±5.73)%;EMT6-mPer1:(53.28±7.32%)〕及p53 mRNA表达量增加(EMT6-vect:0.48±0.08;EMT6-mPer1:1.18±0.02)。结论节律基因mPer1过表达可以提高该细胞对阿霉素的敏感性。     

DNA氧化损伤修复基因hOGG1高表达细胞株的建立

目的联合pcDNA3.1(+)/Myc-HisA-hOGG1和pGL3promoter荧光质粒稳定转染人肺腺癌A549细胞获得hOGG1基因高表达细胞株,并初步探讨转染细胞生物学特性的变化。方法成功构建pcDNA3.1(+)/Myc-His A载体后,大量抽提阳性重组子并在Fu GENE6的介导下联合pGL3promoter荧光质粒转染A549细胞(转染组),同时设空白对照组(A549)和阴性对照组[PGL3+pcDNA3.1(+)/Myc-HisA转染的A549细胞]。生物荧光检测转染细胞hOGG1mRNA表达的改变,蛋白质免疫印迹法检测转染细胞hOGG1蛋白表达水平。将3组细胞于不同高氧条件下培养,相差显微镜观察形态学变化,彗星试验比较各组细胞对抗损伤和修复能力的情况,同时测定DNA氧化损伤标志物8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)的变化。结果转染细胞荧光素酶稳定表达,蛋白印迹检测转染组hOGG1蛋白明显高于两对照组细胞,提示hOGG1基因高表达细胞株建立成功。相同高氧条件下,转染组形态学变化明显减轻,彗星细胞率和olive tail moment明显低于空白组和阴性对照组,修复完成率高,修复时间缩短(P<0...     

TK6和WTK1细胞对H2O2诱导的DNA损伤和修复能力的比较

目的探讨人的近二倍体类淋巴母细胞TK6和WTK1细胞的DNA损伤和修复能力的差异和机制。方法采用25μmol／L、50μmol／L、100μmol／L的H2O2分别处理TK6和WTK1细胞,对两种细胞进行单细胞凝胶电泳,检测TK6和WTK1细胞的彗星细胞率和彗星细胞尾长以及p53基因的蛋白表达。结果TK6细胞对H2O2诱导的DNA损伤具有较高的敏感性,具有更为快速有效的损伤后修复能力。在孵育0．5h至1h内两种细胞达最大有效修复。TK6细胞P53蛋白本底水平明显低于WTK1细胞,在H2O2处理后,其表达水平明显增强。结论TK6细胞对H2O2诱导的DNA损伤更为敏感,损伤后的修复更为快速、有效。p53基因的表达水平的差异是两种细胞DNA损伤和修复能力差异的重要机制。     

缺氧的血清剥夺诱导的PC12细胞DNA损伤与修复

探讨PC12细胞在缺氧(37℃,5%O2,95%N2)、血清剥夺条件下DNA损伤与修复、凋亡、坏死或生存的变化规律.应用单细胞凝胶电泳技术、流式细胞学技术检测在不同时间点,缺氧、无血清培养等诱导下对PC12细胞单链DNA损伤与修复、凋亡的影响.结果发现在PC12细胞DNA损伤值均在0.5h时达第一个峰值,随后下降.3h后DNA损伤数值再次逐渐增加并达到最高值.细胞凋亡峰值略滞后于DNA损伤峰值,并于DNA损伤程度基本相平行.提示PC12细胞在缺氧和血清剥夺条件下存在DNA损伤与修复的动态变化过程,DNA损伤后可能直接诱导细胞凋亡,DNA损伤程度在早期与细胞凋亡程度相一致.     

缺氧和血清剥夺诱导的PC12细胞DNA损伤与修复

探讨 PC12细胞在缺氧 ( 3 7℃ ,5 % O2 ,95 % N2 )、血清剥夺条件下 DNA损伤与修复、凋亡、坏死或生存的变化规律。应用单细胞凝胶电泳技术、流式细胞学技术检测在不同时间点 ,缺氧、无血清培养等诱导下对 PC12细胞单链 DNA损伤与修复、凋亡的影响。结果发现在 PC12细胞 DNA损伤值均在 0 .5 h时达第一个峰值 ,随后下降。 3 h后DNA损伤数值再次逐渐增加并达到最高值。细胞凋亡峰值略滞后于 DNA损伤峰值 ,并于 DNA损伤程度基本相平行。提示 PC12细胞在缺氧和血清剥夺条件下存在 DNA损伤与修复的动态变化过程 ,DNA损伤后可能直接诱导细胞凋亡 ,DNA损伤程度在早期与细胞凋亡程度相一致     

ABT737通过延迟宫颈癌细胞放射后DNA损伤修复及诱导凋亡而增敏放疗

【目的】 探讨类似BH-3的小分子物质ABT737诱导增敏放疗的作用及其分子机制?【方法】噻唑蓝法(MTT)检测不同浓度ABT737对HeLa细胞的生长抑制作用;细胞克隆形成实验检测ABT737联合放疗对放疗的增敏作用;免疫荧光法检测γ-H2AX观察DNA损伤修复情况;流式细胞术检测细胞凋亡;免疫印迹法检测Caspase-3?PARP的表达观察凋亡?【结果】与对照组相比,ABT737能显著抑制宫颈癌HeLa细胞的增殖(P < 0.05),并呈浓度依赖性,其IC50为15.7 μmol/L?体外培养克隆形成实验结果显示放疗+ABT737不同用药时间组的DEF值均大于1,放疗+8 μmol/L ABT737持续用药组为1.88,放疗+12 μmol/L ABT737用药72 h组为1.13,细胞存活分数(SF值)持续用药组为0.84,用药72 h组SF值为0.82;免疫荧光结果显示ABT737联合放疗处理HeLa细胞1 h后,放射线导致的γ-H2AX聚焦点数量及有γ-H2AX聚焦点生成的细胞数量均明显增加,上述处理24 h后,单纯放疗组γ-H2AX焦点消失,而联用ABT737处理组仍可观察到γ-H2AX焦点聚集?流式细胞术结果显示,单纯放疗组早期凋亡率(Annexin V+,PI-)为23.3%,ABT737联合放疗可以明显提高放射线诱导的细胞凋亡,早期凋亡率最高达50.3%?免疫印迹结果显示10 ?滋mol/L ABT737与2 Gy放射联合作用于Hela细胞后,凋亡蛋白cleaved Caspase-3与cleaved PARP的表达较单纯放疗组增加?【结论】 ABT737对宫颈癌Hela细胞具有放疗增敏作用,其机制与ABT737可延迟宫颈癌细胞放疗后DNA损伤修复及诱导凋亡有关?     

肠胃清逆转耐草酸铂结肠癌细胞的DNA损伤修复实验研究

目的:观察肠胃清药物血清联合化疗药物干预HCT116、HCT116/L-OHP细胞DNA损伤修复情况的影响,进一步探讨肠胃清增效的分子机理。方法:采用MTT法,观察肠胃清药物血清的增效作用;采用Western blot方法,从DNA损伤修复的两条通路,观察L-OHP、肠胃清药物血清对XRCC1、XRCC2、XPF、ERCC1蛋白的影响,比色测定法检测DNA损伤指标AP位点。结果:肠胃清药物血清可逆转HCT116/L-OHP多药耐药。HCT116/L-OHP中XRCC1、XRCC2、XPF、ERCC1的含量较HCT116均显著增多(p<0.05),AP位点表达较HCT116显著减少(p<0.05),HCT116经L-OHP、L-OHP+肠胃清药物血清联合作用后XRCC1、XRCC2、ERCCl蛋白含量均显著减少(p<0.05),AP位点表达均显著增加(p<0.05),HCT116/L-OHP中L-OHP联合肠胃清药物血清组与对照组相比XRCC2、XPF、ERCC1蛋含量有减少趋势。结论:结肠癌耐药细胞胞内的AP位点降低,进而增加细胞的修复能力,提高耐药性。L-OHP攻击结肠癌细胞,是通过降低BER、NER的能力,导致DNA损伤加重,干扰DNA复制,达到治疗目的。肠胃清药物血清能增加L-OHP的该项能力。     

O3衰老小鼠模型的DNA损伤研究

目的探讨自由基致衰老的小鼠模型DNA氧化损伤的情况。方法通过给2月龄小鼠吸入一定量的O3,建立O3衰老小鼠模型;然后以单细胞凝胶电泳试验检测O3衰老小鼠模型、自然衰老小鼠和正常青年小鼠(阴性对照组)的脾淋巴细胞DNA氧化损伤情况。结果与阴性对照组相比,O3衰老小鼠模型的脾淋巴细胞DNA受到较显著的氧化损伤(P<0.05);其损伤程度与自然衰老小鼠相近(P>0.05)。结论O3衰老动物模型与自然衰老近似,在衰老的研究和抗衰老药物的药理实验中具有一定应用价值。     

细小病毒H-1感染对胃癌细胞核修复相关基因表达的影响

目的 探讨细小病毒H-1诱导胃癌细胞死亡的可能机制。方法 选取对细小病毒H-1敏感和不敏感的胃癌细胞株HGC27和BGC823，H-1病毒感染48h后提取细胞总RNA。应用不同标记的dCTP逆转录制备荧光探针，与含有8000点人类体细胞基因序列的表达谱cDNA芯片杂交，计算机荧光扫描分析HGC27细胞核修复相关基因表达谱的改变。实时定量PCR检测HGC27和BGC823细胞部分核修复相关基因的表达。结果基因芯片分析显示，HGC27细胞的64对核修复相关基因中，12对基因表达水平下调至0．5以下，6对基因表达水平上调至2倍以上。PCR定量检测证实，HGC27细胞BTG2表达明显下调，MBD2表达显著上调，XRCC4和H2A-Z的表达无明显改变；BGC823细胞BTG2表达明显下调，XRCC4、H2A．Z和MBD2表达无明显改变。结论 细小病毒H-1可能通过影响胃癌细胞核修复通路相关基因的表达，使细胞基因转录或细胞周期停止，从而诱导胃癌细胞死亡。     

番茄汁对DNA损伤的保护作用研究

目的 探讨番茄汁对人正常细胞和肿瘤细胞增殖的影响及DNA损伤的保护作用.方法 采用MTT法检测不同剂量的番茄汁对细胞增殖的影响,彗星实验检测不同剂量番茄汁对细胞DNA的影响及对DNA损伤的保护作用.结果 当番茄汁体积在培养液中所占比例低于15%时,对正常细胞和肿瘤细胞的增殖没有任何影响;当番茄汁在培养液中所占比例达到或超过20%时,此时的培养液不是细胞生长的最适条件,表现为细胞生长抑制.番茄汁在培养液中体积分数为50～500 μL/mL时没有引起细胞DNA损伤,而低浓度(20～100 μL/mL)番茄汁对重铬酸钾诱导的DNA损伤具有明显的保护作用,该作用随着番茄汁剂量的增加而增强,表现为拖尾细胞减少,尾长减短,番茄汁剂量与拖尾细胞尾长具有明显的剂量-反应关系,呈负相关(r=-0.917,P=0.00369).肿瘤细胞和正常细胞实验结果一致.结论 番茄汁不但不会引起细胞DNA损伤,而且对重铬酸钾诱导的DNA损伤具有明显的保护作用;此外,在研究番茄汁对细胞增殖影响时应该注意番茄汁在培养液中所占的体积,本实验显示番茄汁不能超过20%,否则会得到错误的结论.