睡眠的重要作用是修复DNA损伤

<正>我们为什么要每天"浪费"三分之一的时间来睡觉?以色列研究人员最近通过研究发现了睡眠的重要作用:修复神经元DNA的损伤。研究人员对斑马鱼单个细胞中的染色体标记物进行了实时成像,发现睡眠可以增加单个神经元的染色体动力学。通过对睡眠、染色体动力学、神经元活动和DNA双链断裂(DSBs)的分析,研究人员发现     

DNA依赖的蛋白激酶复合物研究进展

DNA依赖的蛋白激酶复合物 (DNA PK)是重组修复系统中最重要的组成部分 ,主要修复由电离辐射所引起的DNA双链断裂 (DSBs) ,并且可以通过磷酸化多种蛋白质底物 ,广泛参与转录及细胞凋亡等过程。同时 ,DNA PK在肿瘤细胞中所引起的对放疗和部分抗癌药物的抵抗性也得到了人们的重视。我们就DNA PK在肿瘤发生发展及治疗中的作用综述如下。1 DNA PK作用的分子机制 :对DSBs的修复主要存在2种形式 ,即单细胞生物的同源末端连接 (homologousendjoining,HEJ)和多细胞生物的非同源末端连接(nonhomologousendjoining ,NHEJ)。前者主要由R…     

DNA双链断裂修复基因多态与肺癌易感性研究进展

DNA双链断裂（double-strand breaks,DSBs）是最严重的DNA损伤,可导致基因组不稳定和肿瘤。DNA双链断裂修复基因多态性能改变DNA损伤的修复能力,影响肺癌的易感性。本文就xrcc2、xrcc3、xrcc4、rad,brca1和brca2基因的结构、功能和与肺癌的易感性关系作一综述。     

DNA修复基因与肺癌关系的研究进展

肺癌是对人类健康与生命危害最大的恶性肿瘤之一。肺癌发生是个体对环境危险因素的易感性与环境致癌因素互相作用的结果,越来越多的研究表明DNA修复基因与肺癌关系密切。本文从核苷酸切除修复、碱基切除修复、DNA双链断裂修复、错配修复等方面对DNA修复基因与肺癌关系的研究进展做一综述。     

醋酸铅对小鼠骨髓细胞DNA的损伤作用

铅是普遍存在环境中的有毒重金属，随着现代工业的迅猛发展，铅污染问题日益严重。现认为铅对人体各系统有着广泛的毒性。铅可致染色体断裂、姐妹染色单体交换（SCE），DNA单链或双链断裂，DNA片段缺失等。有关醋酸铅致造血细胞DNA损伤报道较少，本实验采用彗星试验，观察醋酸铅致体内髓细胞的DNA的断裂损伤作用，为醋酸铅对遗传物质DNA损伤的进步研究提供依据。     

名词小词典：γH2AX

γH2AX 是染色体组蛋白H2A家族的成员之一。在各种理化因素刺激下，细胞DNA双链发生断裂，ATM、ATR等磷脂酰肌醇3-激酶使H2AX上的第139位丝氨酸发生磷酸化修饰，形成磷酸化的H2AX，即γH2AX 。γH2AX 募集与DNA损伤修复、细胞周期阻滞、凋亡有关的蛋白，     

PM2.5对DNA的损伤作用概述

当前PM2.5暴露已成为广泛关注的公共卫生问题。流行病学研究证实PM2.5暴露促进呼吸系统、心血管系统、免疫系统、生殖系统、神经系统、内分泌等系统性疾病的发生发展。近年来PM2.5的相关研究发现,PM2.5引起DNA发生单链或双链断裂、DNA加合物形成、碱基的缺失或插入等损伤,破坏正常遗传信息的完整性,诱发基因突变、染色体畸变,产生不同程度的“致畸、致癌、致突变”的遗传毒性,增加罹患恶性肿瘤的风险以及畸胎的发病率。因此,深入开展PM2.5与健康危害关系的科学研究成为了一项医学、环境科学等领域重大的任务。     

辐射诱发染色体畸变定量分析的研究进展

电离辐射可以导致染色体多种不同类型的畸变,包括只有两条染色体断裂的DNA双链断裂(DNAdouble strand breakage,DSB)称简单畸变(simple aberration),还有3个或4个DSB的复合畸变(complex aberration)。     

DNA修复与神经管畸形的研究进展

神经管畸形(neural tube defects,NTDs)是由遗传因素与环境因素共同作用而导致的复杂的多基因遗传病,大量的流行病学研究发现叶酸缺乏和NTDs密切相关,但其确切的机制尚未明确.叶酸代谢与DNA损伤及修复功能有密切的关系,叶酸缺乏时不仅引起DNA低甲基化;而且还可导致胸苷酸二钠(dTMP)合成受阻、尿嘧啶核苷过量掺入DNA,产生碱基错配、DNA断裂、甚至染色体畸变等损伤变异.本文就DNA修复途径与NTDs研究进展作一综述,以期揭示DNA修复系统在NTDs发生中的作用及意义,为阐明NTDs发病机制的提供新思路.     

磷脂酰肌醇-3激酶在石英诱导的DNA双链断裂修复中的作用

目的 探讨磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol 3 kinase,PI3K)在石英致人胚肺成纤维细胞(HELF)DNA双链断裂修复中的作用.方法 用200μg/ml的石英刺激HELF和用显性失活突变体抑制P13K功能的HELF(DN-Δp85)不同时间.免疫印迹法检测磷酸化H2AX(γH2AX)的水平以及DNA依赖性蛋白激酶(DNA-dependent protein kinase,DNA-PK)的组成成分Ku70、Ku8和DNA-PKcs的蛋白水平,并用Image-Pro plus 6.0软件对条带光强度进行半定量分析.中性彗星试验检测DNA双链断裂损伤,用彗尾DNA百分含量值观察DNA双链断裂损伤程度变化,并计算DNA修复能力.结果 γH2AX的水平在石英刺激3 h明显增高,12 h达峰值,24 h下降.与HELF相比,石英诱导的DN-Δp85细胞γH2AX水平增高受到抑制.石英刺激HELF和DN-ΔP85细胞12 h组Ku70、Ku80和DNA-PKcs的蛋白水平(0.58±0.09、0.95±0.21、0.55±0.06,0.37±0.14、0.55±0.17、0.52±0.07)均高于相应的无石英刺激组(0.26±0.10、0.69±0.26、0.43±0.11,0.11±0.07、0.27±0.14、0.39±0.07),差异有统计学意义(P<0.05).与石英刺激HELF 12 h组比较,石英刺激DN-ΔP85 12 h组的Ku70、Ku80蛋白水平增高受到抑制,差异均有统计学意义(P<0.05).石英刺激的HELF12 h组和DN-Δp85 12h组的彗尾DNA百分含量分别为9.78±1.15和11.79±4.90,明显高于同细胞系的无石英刺激组(2.40±0.69,3.31±1.35),差异有统计学意义(P<0.05);与石英刺激HELF 12 h组相比,石英刺激HELF细胞24 h组彗尾DNA百分含量明显降低(4.19±0.47),差异有统计学意义(P<0.05).石英刺激DN-Δp85 24 h组的彗尾DNA百分含量为(7.58±4.32),明显高于无石英刺激DN-Δp85组和石英刺激HELF 24 h组,差异有统计学意义(P<0.05).HELF的DNA修复能力为75.74%,DN-Δp85的DNA修复能力为49.64%.结论 石英可诱导DNA双链断裂损伤,PI3K与DNA损伤修复有关,通过调节Ku70和Ku80的水平,可促进石英诱导的DNA双链断裂损伤的修复.     

单细胞凝胶电泳技术检测DNA损伤与修复在辐射生物剂量学中的应用

目的探索细胞DNA辐射损伤后离体修复与整体修复的关系，拟合修复曲线，在辐射生物剂量估算中结合应用剂量一效应关系曲线，提高剂量估算的准确性。方法用中性单细胞凝胶电泳技术检测1Gyγ射线辐照后不同时间点的小鼠和人淋巴细胞DNA双链断裂，分别拟合DNA修复曲线，并对二者曲线模型进行比较。结果人外周血和小鼠辐照后，随照后时间的推移，DNA损伤的修复增加，残余损伤逐渐减少，呈明显的时相一效应关系。人淋巴细胞辐照后体外修复曲线方程模型与动物体内修复曲线方程模型均以对数方程为最佳，分别为：小鼠：YTM=55．8256—10．792 lnX（R^2=0．629，P〈0．01）和YOTM=25．4173—4．5273 lnX（R^2=0．661，P〈0．01）；人：YTM=30．2427—7．3836 lnX（R^2=0．686，P〈0．01）和YOTM=17．9772—3．9125 lnX（R^2=0．752，P〈0．01）。结论人淋巴细胞离体辐照后的修复过程可基本反映体内DNA双链断裂的修复水平与速度，修复曲线可以作为辐射生物剂量估算时的参考。     

单细胞凝胶电泳技术及其应用进展

单细胞凝胶电泳又称彗星试验 ,是一种在单细胞水平上检测DNA单、双链断裂和碱性不稳定位点的方法 ,具有敏感、稳定、快速的优点。近些年来 ,该方法广泛应用于DNA修复、遗传毒理、环境监测和细胞凋亡的研究。本文就彗星试验结合荧光原位杂交、检测DNA碱基氧化损伤、以及在染色、玻片储存和彗星图像分析方面的进展进行了综述     

经阴道超声对宫内绒毛细胞DNA的影响

目的　研究经阴道超声照射对早期妊娠妇女胚胎的安全性。方法　应用经阴道超声照射早孕妇女子宫内的胚囊组织 ,照射时间长短不同 ,2 4h后采取绒毛组织 ,测定绒毛细胞DNA单链断裂和双链断裂及观察绒毛细胞的超微结构。结果　经阴道超声照射 5min以内 ,DNA单链断裂及双链断裂无增加。绒毛出现程度不同的形态学改变。照射 10min以上 ,DNA单链断裂和双链断裂增加。微绒毛扭曲 ,个别出现断裂、丢失现象 ,胞质内空泡化明显 ,粗面内质网扩张。结论　对早孕妇女应避免经阴道超声检查 ,宜采用经腹超声且不超过 10min。     

DNA拓扑异构酶（DNA topoisomerase）

能够将线状、环状、单链或双链DNA分子进行拓扑变换（引入正超螺旋或负超螺旋）的酶，为DNA复制所必需。该酶的作用大致相当于核酸内切酶和连接酶作用的总和。DNA拓扑异构酶有两型：Ⅰ型能将DNA超螺旋的一条链暂时性切断，使链的末端沿着螺旋轴转动从而使超螺旋得到松弛，然后再把单链切口连接起来，作用过程中不需ATP供能。Ⅱ型能将DNA双链暂时性切断，将负超螺旋引入，     

电离辐射诱发小鼠脾细胞DNA链断裂及修复

目的通过观察γ射线照射后IRM-2辐射抗性小鼠DNA链的断裂及修复,探讨IRM-2小鼠辐射抗性产生的可能机理。方法采用脉冲场凝胶电泳法,测定不同剂量γ射线诱发IRM-2小鼠及其亲本ICR/JCL和615小鼠脾细胞DNA单、双链断裂及照射后不同时间DNA链断裂的修复动力学。结果对照组IRM-2小鼠本底DNA损伤较低,即ssb和dsb的数目低于未照射的亲本ICR和615小鼠(P<0.01)。不同剂量(1、2、4和8Gy)照射后,IRM-2小鼠ssb和dsb的数量均明显低于经相同剂量照射的亲本ICR和615小鼠(P<0.05和P<0.01)。在较低剂量2Gy时,IRM-2小鼠与亲本小鼠相比,dsb和ssb修复无统计学差异;当分别接受4、8Gy大剂量照射后,IRM-2小鼠表现出较高的修复效率,即IRM-2小鼠0.5h和1hdsb、ssb修复速率比亲本小鼠快(P<0.05和P<0.01),而且修复后剩余的损伤远低于亲本小鼠。结论电离辐射后IRM-2小鼠DNA链断裂量较低,DNA链断裂的修复速率比亲本小鼠快,因此能及时快速地抵抗辐射造成的损伤,具有较强的辐射抗性。     

端粒与糖尿病

端粒是真核细胞染色体的末端重复序列,在人类细胞核染色体中以TTAGGG形式串联重复出现,长度约为6~15 kb,其结构包括由数千碱基对组成的双链非编码DNA序列及单链3’末端序列,犹如＂帽子＂套在每个染色体的末端。端粒的生理功能主要是防止染色体末端融合及降解,避免复制过程中遗传信息丢失,对染色体起保护作用。由于端粒序列GGG含量丰富,容易遭受氧化应激损伤.     

烹调油烟冷凝物对DNA链损伤作用的实验研究

目的；探讨烹调油烟冷凝物对人外周血淋巴细胞DNA的损伤作用。方法：采用单细胞凝胶电泳检测不同浓度的烹调油烟冷凝物处理60min后的人外周血淋巴细胞的DNA单链断裂，双链断裂及DNA－蛋白交联的情况。结果：各剂量的烹调油烟冷凝物均可引起DNA单、双链断裂（与对照组比较：P＜0．05），100μg/ml及其以上浓度的烹调油烟冷凝物可诱导DNA－蛋白交联的形成（与对照组比较P＜0．05），交联率分别为21．35％，27．20％，34．30％，并存在着明显的剂量－反应关系。结论：烹调油烟冷凝物能引起人外周血淋巴细胞DNA的损伤，DNA的损伤可能是烹调油烟致细胞恶性转化的重要机制之一。     

名词小词典

γH2AXγH2AX是染色体组蛋白H2A家族的成员之一。在各种理化因素刺激下,细胞DNA双链发生断裂,ATM、ATR等磷脂酰肌醇3激酶使H2AX上的第139位丝氨酸发生磷酸化修饰,形成磷酸化的H2AX,即γH2AX。γH2AX募集与DNA损伤修复、细胞周期阻滞、凋亡有关的蛋白,如P53和BRCA1,形成γH2AX焦点,修复DNA损伤,引起细胞周期阻滞,诱发凋亡。因此,γH2AX可作为DNA双链断裂的早期标记物。反应时间(responsetime)是指从刺激的出现到第一个反应开始之间所经过的时间间隔,又称反应时或反应的潜伏期。反应时分为简单反应时和选择反应时两种。简…     

DNA-PKcs在石英诱导的DNA双链断裂修复中的作用

目的 探讨DNA依赖性蛋白激酶催化亚单位(DNA-dependent protein kinase catalytic subunit,DNA-PKcs)在石英致人胚肺成纤维细胞(HELF)DNA双链断裂修复中的作用.方法 脂质体转染法建立DNA-PKcs的小干扰RNA(siRNA)及其阴性对照重组质粒稳定转染HELF系(简称HELF-PKcs和HELF-NC).3种方式分组及对细胞的处理:(1)25、50、100、200、300、400μg/ml浓度的石英刺激HELF 12 h;(2)200μg/ml的石英刺激HELF 0、1、2、6、12、24 h;(3)200μg/ml的石英刺激HELF-PKcs和HELF-NC 0、12、24 h.用免疫印迹法检测DNA-PKcs表达、磷酸化H2AX(H2AX)的水平.用Image-Pro plus6.0软件对条带光强度进行半定量分析;用中性彗星实验(彗尾DNA百分含量值)判断石英诱导的DNA舣链断裂损伤强度.结果 不同浓度的石英刺激HELF 12 h,γH2AX水平及彗尾DNA百分含量随着石英浓度的增加逐渐升高.200 μg/ml的石英刺激HELF6 h时,彗尾DNA百分含量[(38.7±6.9)%]与对照组相比明显增加,并且在12h达峰值,24h相对12h时点明显降低,差异均有统计学意义(P<0.05).在抑制DNA-PKcs的表达的细胞,12 h时,石英刺激的HELF-PKcs的石英诱导的γH2AX水平增加受抑制,彗尾DNA百分含量为(43.09±3.68)%,与石英刺激的HELF-NC相比,差异无统计学意义(P>0.05);24 h时,石英刺激的HELF-PKcs的石英诱导的γH2AX水平与石英刺激的HELF-NC相比无明显筹异,差异无统计学意义(P>0.05).石英刺激的HELF-PKcs的彗尾DNA百分含量(35.79±4.26)%]明显高于石英刺激的HELF-NC,差异有统计学意义(P<0.05).结论 石英可诱导DNA双链断裂损伤,DNA-PKcs是石英诱导的DNA双链断裂损伤的感受器,通过磷酸化H2AX,促进石英诱导的DNA双链断裂损伤的修复.     

双链断裂修复蛋白hKu70缺陷细胞株的建立及其生物学特性

目的 建立并鉴定DNA双链断裂(DSB)修复蛋白hKu70缺陷细胞株,并观察该缺陷细胞的某些生物学效应,用于AKu70基因功能及职业有害因素对DNA双链断裂修复影响的研究。方法 用构建的AKu70基因反义RNA绿色荧光蛋白真核表达载体(pEGFP—CI—K)转染人胚肺成纤维细胞(HLF),用蛋白兔疫印迹法鉴定转染细胞中AKu70基因的表达水平。同时观察转染细胞生长形态,绘制生长曲线,软琼脂培养法鉴定恶性程度。结果 pEGFP—CI—K载体在转染细胞内可较稳定表达,hKu70蛋白缺陷细胞株AKu70基因的蛋白表达水平下降了42％,转染后hKu70蛋白缺陷细胞生长形态、生长速度无明显变化,软琼脂培养未见细胞集落。结论 成功建立和鉴定了hKu70蛋白缺陷细胞株,该缺陷不足以单独引起可观察的某些生物学效应。