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《吉林大学》 2004年
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血红素加氧酶-1和细胞凋亡

孙维荣  
【摘要】:细胞增殖、分化、凋亡与衰老是细胞最重要的生命活动现象,它们既相互联系又相互制约,细胞凋亡是受外环境多种信号刺激,由基因调控的“主动自然”死亡过程,在细胞增殖分化及多种病理过程中具有重要互补作用。它是机体发育过程的重要平衡因素。 细胞凋亡是一个主动的由基因决定的自动结束生命的过程,细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常进行、自稳平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面都起着非常关键的作用,通过细胞凋亡,有机体得以清除不再需要的细胞,而不引起炎症反应,在成熟个体的组织中,细胞的自然更新,被病原体感染细胞的清除也是通过细胞凋亡(PCD)来完成的,另一方面,细胞凋亡的失调包括不恰当的激活或抑制会导致疾病。 血红素加氧酶-1(HO1)是一种靠加压刺激诱导的热激动蛋白,HO1与细胞色素P450还原酶(CPR)和胆绿素还原酶协同作用能将血红蛋白转换成胆红素、一氧化碳和铁,而这三种产物是有毒的,特别是细胞内的三价铁离子,因为它提供形成自由基的离子,损害DNA、蛋白质和脂质。血红素加氧酶-1(HO1)能减低细胞内的三价铁离子的水平,能参与细胞内加压应答作用,使细胞内的蛋白质免于变性,从而保护细胞免于凋亡。 研究血红素加氧酶-1在细胞凋亡过程中所扮演的重要角色,能使我们更进一步了解细胞凋亡的影响因素。保护细胞的正常凋 WP=36 亡,祛除有害的诱导细胞凋亡的因素,使机体得以正常、健康地生存。 在本研究中采用四种模型即野生型鼠纤维原细胞、血红素加氧酶-1缺陷型纤维原细胞、CPR-293细胞和HO1/CPR-293细胞,利用星形孢菌素或鬼臼亚乙苷(表鬼臼毒吡喃葡糖苷)处理细胞和生理性加压使浆液丢失,诱导细胞凋亡。 1采用浆液丢失诱导的细胞凋亡 失去浆液是一种广泛用于细胞加压模型的,与生长因子和营养品的消耗相关,可诱使细胞凋亡,通过加压作用使浆液丢失可诱使细胞死亡,我们对比野生型和去血红素加氧酶-1型细胞在浆液丢失前二者显示相同的核形态,用Hoechst33258染料检测细胞核的形态,细胞凋亡速率低于天然的凋亡速率,失去浆液,野生型细胞的保持正常核形态,血红素加氧酶-1缺陷型(HO1-1-)细胞显示大多数核变小,而且浓缩,DNA梯状条带形成,说明血红素加氧酶-1(HO1)在细胞凋亡过程中起重要保护细胞功能。 用星形孢菌素或鬼亚臼乙苷处理野生型细胞和血红素加氧酶-1缺陷型(HO1-1-)细胞4-24小时,并用凝胶电泳检测细胞凋亡的DNA碎片,当处理20小时后,在 HO1-1-细胞中我们发现大块DNA碎片,而野生型细胞则没有,显示HO1是保护细胞免于细胞凋亡所必须的。 2生理加压诱导细胞凋亡 我们用稳定的CPR细胞株和HO1和CPR在一起的细胞株实验,当浆液丢失4天后,CPR-293细胞表现出有实质的核浓缩和DNA梯状条带的形成,而HO1/CPR-293细胞则没有,显示HO1是充分保护细胞,避免在浆液丢失情况下而诱导的细胞凋亡。 在本研究中采用四种模型即野生型鼠纤维原细胞、血红素加氧 WP=37 酶-1缺陷型纤维原细胞、CPR-293细胞和HO1/CPR-293细胞,利用星形孢菌素或鬼臼亚乙苷(表鬼臼毒吡喃葡糖苷)处理细胞和生理性加压使浆液丢失,诱导细胞凋亡。在研究中发现,同等条件下,HO1-1-型细胞比野生型细胞更易出现细胞核变小浓缩,DNA梯状条带的形成等细胞凋亡现象,反映HO1能有效防止细胞凋亡,促进细胞正常生长,HO1在细胞保护方面扮演重要角色,HO1是一种靠加压刺激诱导的蛋白,在浆液丢失情况下,能保护细胞内的蛋白免于变性,参与细胞内的压力应答,并能充分地保护细胞。 本研究对血红素加氧酶-1与细胞凋亡的相关性做了初步的探索和研究,发现HO具有保护细胞的功能,为今后进一步揭示血红素加氧酶-1在细胞凋亡中的作用机制提供了理论依据。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:R341

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