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中心体调节基因相关遗传变异与胃癌关联及其机制研究

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中心体调节基因相关遗传变异与胃癌关联及其机制研究

作者：王锦晨南京医科大学

学位级别：硕士

【研究背景】胃癌(Gastric cancer,GC)是全球危害最严重的恶性肿瘤之一,其发病率和死亡率分列第五位和第三位。胃癌的发生和发展是环境因素与遗传因素共同参与的复杂过程,幽门螺旋杆菌感染、烟草暴露、新鲜果蔬摄入不足、腌渍食物的食用... 详细信息

【研究背景】胃癌(Gastric cancer,GC)是全球危害最严重的恶性肿瘤之一,其发病率和死亡率分列第五位和第三位。胃癌的发生和发展是环境因素与遗传因素共同参与的复杂过程,幽门螺旋杆菌感染、烟草暴露、新鲜果蔬摄入不足、腌渍食物的食用,是导致胃癌发病的主要环境因素。然而,处于相同环境暴露的不同个体胃癌发病的风险存在差异,疾病易感性的差异目前被认为是由个体间基因组遗传变异所决定。全基因组关联研究(Genome-wide association study,GWAS)作为一种效率较高的研究策略,被广泛地应用于包括胃癌在内的许多人类复杂疾病的遗传易感性的研究。2008年,GWAS研究首次被运用于探索胃癌遗传易感性,发现了染色体8q24.3区域与胃癌易感性之间的关联;至今已报道了10余个胃癌易感区域,包括染色体1q22,3q13.31,5p13.1,5q14.3,6p21.1,6p22.1,8q24.3,9q34.2,10q23.33,12q24.11-12和20q11.21区域。然而,GWAS鉴定的遗传位点仅解释了胃癌较小一部分遗传度,这种现象被称为“遗传度缺失”。遗传度缺失的一个可能的解释是GWAS研究中严格的全基因组显著性阈值(即P中心体作为细胞中微管聚合中心和纺锤体的核心成分,能够控制细胞的分裂、极性、生长和迁移,并参与肿瘤的发生、发展。研究证据提示中心体调节关键基因上的遗传变异与乳腺癌、子宫内膜癌等多种肿瘤发生风险显著相关。但是中心体调节基因的遗传变异在胃癌中的作用尚不明确。因此,本研究基于课题组胃癌GWAS数据库,系统筛选中心体调节基因中与胃癌易感性存在关联的遗传位点,并通过分子生物学实验挖掘其潜在的致病机制。【研究方法】本研究采用病例对照研究设计。首先,基于Molecular Signatures Database(MSig DB)数据库,我们系统筛选五条中心体调节通路上136个候选基因。以千人基因组计划(1000 Genomes Project,1KG)汉族人群数据库为参考,纳入候选基因及其上下游10kb范围内共计29392个单核苷酸多态性位点(Single nucleotide polymorphism,SNPs)作为候选;在4个胃癌GWAS数据中(总计3771例胃癌病例和5426例健康对照)中分别采用logistic回归评估单个位点与胃癌易感性关联,并在此基础上进行Meta分析确定遗传变异的关联及其效应强度;随后,针对候选遗传变异,结合Genotype-Tissue Expression Project(GTEx)数据库,在正常胃组织中筛选出受其调控的靶基因,并利用胃粘膜及胚胎胃组织的组蛋白H3K4me1、H3K4me3和H3K27ac的CHIP-seq数据,将与候选遗传变异存在高度连锁不平衡(Linkage disequilibrium,LD)关系的所有遗传位点进行功能注释,筛选处在组蛋白活性信号峰上的功能性位点;通过双荧光素酶报告基因实验评价这些候选功能性位点是否影响所在区域转录活性;同时,使用The Cancer Genome Atlas(TCGA)公共数据库,分析候选基因在胃癌组织和癌旁组织的m RNA表达差异;利用包含48对胃癌癌组织和癌旁组织的芯片,对候选基因进行免疫组织化学染色(Immunohistochemistry,IHC),以检测候选基因的蛋白水平;通过Kaplan-Meier在线绘图工具,分析候选基因表达与胃癌患者预后的关联;最后使用CCK8、克隆形成、细胞迁移侵袭等实验评估候选易感基因对胃癌细胞系恶性表型的影响,探究易感基因在胃癌发生中的作用。【研究结果】研究结果显示,882个中心体调节基因相关SNPs与胃癌发生风险存在关联(P0.2),筛选出6个与胃癌发生风险相关且在4个GWAS数据库中异质性较小(I<25%)的独立位点;最后通过计算位点与对应候选基因的e QTL关系,发现两个与胃癌发病风险显著相关的遗传变异,分别为位于5p13.33区域的rs1697950(OR=1.15,95%CI=1.07-1.24,P=1.07×10)和7q11.23区域的rs6465096(OR=1.25,95%CI=1.11-1.41,P=3.17×10)。e QTL分析显示,rs1697950风险等位基因A和rs6465096风险等位基因T分别显著增加CEP72(P=7.30×10)和YWHAG(P=1.60×10)的m RNA表达水平。通过对所有与rs1697950和rs6465096存在高LD的遗传变异进行功能注释,结果提示位于基因组调控区的rs924607(与rs1697950:r=1.00)和rs2961037-rs29

关键词：中心体胃癌易感性遗传变异 CEP72 YWHAG

跨声速风洞调节片式二喉道中心体构型初步研究

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航空学报 2017年第11期38卷 96-104页

作者：崔晓春孟凡民李庆利张刃李兴龙北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083 中国航空工业空气动力研究院高速高雷诺数气动力航空科技重点实验室沈阳110034

新一代先进飞行器的发展,对风洞试验数据的稳定性和精细化水平提出了更高的要求。而二喉道,作为马赫数精确控制系统,可降低试验流场马赫数波动量,提高试验数据稳定性。二喉道从结构构型上可分为调节片式、活动堵块式和栅指式。本文针对... 详细信息

新一代先进飞行器的发展,对风洞试验数据的稳定性和精细化水平提出了更高的要求。而二喉道,作为马赫数精确控制系统,可降低试验流场马赫数波动量,提高试验数据稳定性。二喉道从结构构型上可分为调节片式、活动堵块式和栅指式。本文针对调节片加中心体式二喉道,研究不同中心体构型对二喉道性能的影响。首先,利用数值模拟手段定性研究不同中心体构型的二喉道的气动性能;其次,通过风洞试验,设计加工了4种构型的二喉道进行验证试验。数值模拟和试验验证表明:加长板中心体在总压损失和流场控制方面综合性能最好,并在新建的大型连续式风洞中采用了加长板中心体方案。

关键词：二喉道中心体跨声速风洞数值模拟试验验证

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中心体的结构与组装

中国细胞生物学学报 2019年第3期41卷 342-351页

作者：夏雨晴王天宁滕俊琳陈建国北京大学生命科学学院细胞增殖与分化教育部重点实验室北京100871 北京大学定量生物学中心北京100871

在动物细胞中,中心体是最主要的微管组织中心,对细胞运动和极性、纤毛生长以及细胞分裂都具有重要作用。该文总结了中心体的结构组成、组装过程,并具体阐述了中心体关键结构的组装等方面的研究进展,为更深入地了解中心体组装的过程及调... 详细信息

在动物细胞中,中心体是最主要的微管组织中心,对细胞运动和极性、纤毛生长以及细胞分裂都具有重要作用。该文总结了中心体的结构组成、组装过程,并具体阐述了中心体关键结构的组装等方面的研究进展,为更深入地了解中心体组装的过程及调控机制提供参考。

关键词：中心体中心体组装车轮状结构远端附属结构亚远端附属结构

细胞器不依赖于DNA的复制——中心体自主复制解读

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科学通报 2017年第13期62卷 1333-1345页

作者：梁前进北京师范大学生命科学学院细胞增殖与调控生物学教育部重点实验室抗性基因资源与分子发育生物学北京市重点实验室北京100875

有关细胞成分在严格的条件下复制自身的机制,还有很多谜团.协助成对染色体分离的中心体(以及其他细胞器)可在合适的时间自主复制,并且不需要DNA作为向导.这种独立性还有待一步步揭示.本文通过中心体复制和中心体周期调控方面的大量研究... 详细信息

有关细胞成分在严格的条件下复制自身的机制,还有很多谜团.协助成对染色体分离的中心体(以及其他细胞器)可在合适的时间自主复制,并且不需要DNA作为向导.这种独立性还有待一步步揭示.本文通过中心体复制和中心体周期调控方面的大量研究成果,特别是近年来的新进展,从4个方面诠释了这种"独立性":在中心体的"独立"复制和DNA复制-遗传物质稳定控制的上游,具有总揽性的统一基础,因而虽"独立"却不"孤立"或无本;多功能的激酶Plk1等核心调控因子及相关分子复合结构协调了中心体周期和染色体/DNA周期;类似"感应开关"效应的结构形成和转变起止模式,精密地控制了中心体复制及其周期;中心体结构复制及其周期调控在有统一基础的框架内分化、适应,是以多环节、多途径过程产生特异功能体的典型例子.

关键词：中心体中心粒细胞器中心体复制中心体周期细胞周期

中心体在免疫细胞功能和相关疾病中的作用及研究进展

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生理科学进展 2023年第2期54卷 134-140页

作者：贺鹏翼任超姚咏明解放军总医院医学创新研究部转化医学研究中心北京100853

中心体位于真核细胞核周,是细胞的微管组织中心。中心体参与细胞诸多生理过程,维持其稳态对防止多种人类疾病的发生具有重要意义。除在细胞分裂、细胞运动和细胞极性中发挥作用外,中心体亦参与机体免疫应答和多种炎症性疾病过程。本文... 详细信息

中心体位于真核细胞核周,是细胞的微管组织中心。中心体参与细胞诸多生理过程,维持其稳态对防止多种人类疾病的发生具有重要意义。除在细胞分裂、细胞运动和细胞极性中发挥作用外,中心体亦参与机体免疫应答和多种炎症性疾病过程。本文拟就中心体在免疫细胞功能与相关疾病中的主要功能和信号通路做一综述,为进一步探究其免疫效应及调节机制提供参考。

关键词：中心体免疫反应免疫突触信号转导疾病

中心体蛋白CEP72在小鼠精子发生过程中的功能研究

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中心体蛋白CEP72在小鼠精子发生过程中的功能研究

作者：李常荣武汉大学

学位级别：硕士

目的:男性不育是一个重要的公共卫生问题,精子发生异常是男性不育的主要原因之一。中心体作为微管组织中心（MTOC）,由中心粒和周围物质（PCM）组成,对纺锤体形成、染色体分离、胞质分裂等细胞活动至关重要。中心体异常会引发少精症、... 详细信息

目的:男性不育是一个重要的公共卫生问题,精子发生异常是男性不育的主要原因之一。中心体作为微管组织中心（MTOC）,由中心粒和周围物质（PCM）组成,对纺锤体形成、染色体分离、胞质分裂等细胞活动至关重要。中心体异常会引发少精症、弱精症、小头症及侏儒症等疾病。CEP家族蛋白构成了中心体周围物质,而CEP72作为成员之一,参与调控了有丝分裂过程中纺锤体组装、微管形成、染色体排列等活动,但其在减数分裂过程中的功能尚未报道。因此本研究以小鼠为模型,探讨中心体蛋白CEP72在小鼠精子发生过程中的功能及机制,希望为男性不育候选基因及少精症、弱精症的临床诊疗和研究提供一定理论参考。方法:（1）RT-PCR在转录水平上检测Cep72在各组织中的表达情况。（2）使用原核表达系统制备CEP72多克隆兔抗,通过Western Blot在蛋白水平上进一步检测CEP72在各组织中的表达情况。（3）通过CRISPR-Cas9基因编辑技术制备Cep72全身性敲除小鼠,并在基因组水平和蛋白水平上验证敲除。（4）通过组织形态学分析探究Cep72敲除后小鼠生精能力是否受到影响。（5）通过PNA和DAPI共染探究Cep72敲除后小鼠精子形态是否受到影响。（6）通过电镜探究Cep72敲除后小鼠精子鞭毛结构是否受到影响。（7）通过精母细胞染色体铺展和核型分析实验探究Cep72敲除后小鼠减数分裂进程是否受到影响。（8）合笼交配统计产仔数量及生殖间隔时间以检测Cep72敲除小鼠的生育力。结果:（1）在转录水平上,Cep72在睾丸组织中高表达,其他组织中也有少量表达。（2）成功制备了CEP72多克隆兔抗,在蛋白水平上进一步证实了CEP72在生殖器官-睾丸中高表达。（3）在基因组水平和蛋白水平上验证成功制备了Cep72全身性敲除小鼠。（4）Cep72敲除后,小鼠睾丸形态及重量方面均无明显差异,HE染色结果显示小鼠生精小管形态正常,存在各级精母细胞,且附睾中精子数量和WT鼠相比也无显著性差异。（5）Cep72敲除小鼠精子头部的异常率显著增加。（6）Cep72敲除小鼠精子鞭毛异常率显著增加。（7）在Cep72敲除小鼠精母细胞减数分裂进程中,DNA双链断裂（DSB）形成、修复、染色体联会、同源重组和WT鼠相比没有差异。（8）Cep72敲除后小鼠的生育力并未受到影响。结论:Cep72敲除后会影响小鼠精子头部和鞭毛的正常组装,但不会损害小鼠生育能力,对精子发生不产生决定性影响。

关键词：中心体基因编辑技术减数分裂精子发生

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NPM1及其磷酸化对中心体复制的影响

NPM1及其磷酸化对中心体复制的影响

作者：李俊颖中国医科大学

学位级别：硕士

目的:NPM1作为一种广泛存在于各种细胞内的核仁磷酸蛋白,主要参与核糖体的合成,近年来NPM1的其他功能也受到广泛关注,例如参与中心体的复制。早期研究表明,NPM1缺失可以导致小鼠胚胎成纤维细胞的中心体数目异常,并且NPM1纯合敲除可以导... 详细信息

目的:NPM1作为一种广泛存在于各种细胞内的核仁磷酸蛋白,主要参与核糖体的合成,近年来NPM1的其他功能也受到广泛关注,例如参与中心体的复制。早期研究表明,NPM1缺失可以导致小鼠胚胎成纤维细胞的中心体数目异常,并且NPM1纯合敲除可以导致小鼠胚胎死亡;然而,随着实验技术的不断发展,对中心体复合物进行蛋白组学分析鉴定,却并未鉴定出NPM1。因此,本研究对NPM1是否参与中心体的复制过程进行了探究。此外,NPM1作为一种高度磷酸化蛋白,具有很多磷酸化修饰位点,但其磷酸化修饰参与的生物学过程尚不明确。已有文献在野生型细胞中过表达NPM1,以说明NPM1磷酸化影响中心体复制过程,但尚不能阐明内源性NPM1是否参与或干扰该过程。因此,本研究采用NPM1细胞系,在更好的遗传学背景下探究NPM1磷酸化修饰是否影响中心体复制。本研究对NPM1是否参与中心体复制进行研究,并针对与前人不一致的结果作出假设,探究NPM1在中心体复制中的作用是否具有种属差异,以及NPM3是否对NPM1具有代偿作用。研究方法:在Jurkat E6-1 WT细胞中,通过CRISPR-Cas9技术敲除NPM1,构建NPM1细胞系,对中心体数目进行统计,探究NPM1是否参与中心体复制过程。通过阅读文献,选取NPM1磷酸化位点,构建该位点的点突变质粒,并将其转入Jurkat E6-1 WT和NPM1细胞系中,并对中心体数目进行统计,探究NPM1磷酸化对中心体复制的影响;进行流式检测,探究NPM1磷酸化对细胞周期的影响。使用si RNA对NPM3进行敲减,并对中心体数目进行统计,探究NPM3是否会代偿NPM1在中心体复制中的作用。结果:1、对NPM1和Jurkat E6-1 WT的中心体数目进行统计,二者间不存在统计学差异;2、在Jurkat E6-1 WT和NPM1中过表达NPM1和NPM1磷酸化位点突变质粒,观察到中心体数目变化:S4E-NPM1和S125A-NPM1会使含有三个及以上中心体的细胞数目异常增多,T199A-NPM1会使含有一个中心体的细胞数目增多;3、在Jurkat E6-1 WT和NPM1中过表达NPM1和NPM1磷酸化位点突变质粒,尚未观察到细胞周期的变化;4、敲低NPM1细胞系中NPM3的表达之后,发现中心体数目异常。结论:1、在本研究的特定细胞系(NPM1)中,尚不能说NPM1会影响中心体数目;2、NPM1的三个磷酸化位点S4、S125、T199都参与中心体的复制过程,其中S125和T199以磷酸化的形式参与中心体复制途径,而S4则以非磷酸化形式参与中心体的复制过程。在NPM1参与中心体复制的过程中,若S4磷酸化和S125非磷酸化会导致三个及以上中心体数目异常增多;而T199非磷酸化会导致中心体复制无法正常完成,一个中心体数目增多;3、NPM3可能在NPM1参与中心体复制的过程中发挥部分代偿作用。

关键词： NPM1 磷酸化中心体 NPM3 代偿作用

中心体蛋白ZYG-1调节同源染色体联会的研究

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中心体蛋白ZYG-1调节同源染色体联会的研究

作者：张福新山东师范大学

学位级别：硕士

减数分裂是有性生殖生物形成生殖细胞过程发生的一种特殊的分裂方式,减数分裂异常最终导致流产或不孕。同源染色体的精确分离需要其先形成稳定的相互作用。在大多数物种中,同源染色体相互作用的建立主要通过染色体配对、联会及重组交叉... 详细信息

减数分裂是有性生殖生物形成生殖细胞过程发生的一种特殊的分裂方式,减数分裂异常最终导致流产或不孕。同源染色体的精确分离需要其先形成稳定的相互作用。在大多数物种中,同源染色体相互作用的建立主要通过染色体配对、联会及重组交叉这些过程协调进行。联会复合体是组装在同源染色体之间的一种超级蛋白复合体。联会复合体组装异常,会影响染色体的精确分离,从而导致非整倍体配子的产生。前期研究显示,减数分裂前期细胞骨架力驱动染色体运动的机制较为保守。在线虫中,配对中心与跨膜蛋白SUN-1/ZYG-12复合物相互作用,进而与胞质微管相连。微管介导染色体运动,进而促进染色体配对,随后起始联会。本论文以线虫为模式生物,研究发现中心体参与调节同源染色体联会。以不同的中心体蛋白为指标,确认减数第一次分裂前期双线期之前,中心体稳定存在于线虫生殖腺内。ZYG-1和SPD-2缺失引起线虫生殖腺细线期/偶线期延长及终变期DAPI着色体数目异常。我们以联会复合体蛋白HTP-3和SYP-2为指标,得出中心体蛋白ZYG-1缺失导致同源染色体联会起始异常。此外发现ZYG-1缺失导致核膜蛋白ZYG-12斑块数目的显著降低,最终我们得出ZYG-1缺失引起了染色体动态性的减弱进而导致同源染色体联会起始的异常。

关键词：秀丽隐杆线虫减数分裂中心体联会 ZYG-1

中心体蛋白Centlein的敲除促进细胞周期进程（英文）

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生物化学与生物物理进展 2019年第7期46卷 689-698页

作者：杨岭张莹袁莉中国科学院大学存济医学院

中心体是大部分动物细胞的微管组织中心,它确保了有序的细胞周期进程以及染色体的精确分离,我们之前报道了中心体蛋白Centlein作为一个分子连接,与C-Nap1和Cep68一起形成复合物维持中心体的连接.然而,关于Centlein的其他功能我们还知之... 详细信息

中心体是大部分动物细胞的微管组织中心,它确保了有序的细胞周期进程以及染色体的精确分离,我们之前报道了中心体蛋白Centlein作为一个分子连接,与C-Nap1和Cep68一起形成复合物维持中心体的连接.然而,关于Centlein的其他功能我们还知之甚少.在本研究中,建立了Centlein的敲除细胞系,并且运用RNA-seq技术分析了敲除细胞系和正常野生型细胞系之间转录水平的差异.发现Centlein敲除细胞系中细胞周期相关基因PLK1、CCNB1、CCNA2和CDC20的表达量上调,流式结果又表明Centlein的敲除促进了细胞周期进程.同时发现Centlein与PLK1之间存在细胞内相互作用,于是我们提出了Centlein通过与PLK1的作用参与细胞周期进程.

关键词： Centlein RNA-seq PLK1 中心体细胞周期