北大近期接连发表《Nature》《PNAS》文章
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| 日期：2010年4月21日 访问：2359 |
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北大近期接连发表《Nature》、《PNAS》文章
北京大学近期在生命科学研究领域获得多项成果，包括抑癌基因p53与ARF作用途径的新机制，以及miRNA分子在cyclin D1表达的流动调节及内皮增殖中扮演了重要角色。这些成果公布在《Nature》和《PNAS》杂志上。
第一篇文章中，研究人员揭示了著名抑癌基因p53与ARF作用途径的新机制，并且发现了一种新型酶，阐明了这种酶在p53与ARF作用途径中的作用。
抑癌基因是一类抑制细胞过度生长、增殖从而遏制肿瘤形成的基因。对于正常细胞，调控生长的基因（如原癌基因等）和调控抑制生长的基因（如抑癌基因等）的协调表达是调节控制细胞生长的重要分子机制之一。目前定论的抑癌基因有10余种，p53基因就是其中较为出名的一个，由于p53蛋白在维持细胞正常生长、抑制恶性增殖中起着重要作用，因而被冠以“基因卫士”称号。
在肿瘤胁迫（oncogenic stress）下p53的激活需要一种肿瘤抑制因子：ARF，近期的研究显示p53激活是通过ARF介导的，但是并不是由DNA损伤诱发的，而是针对体内某种生理条件下产生肿瘤生长的主要保护方式，这说明ARF-p53具有比之前预想的更多的基础功能。
ARF也是一种在大多数人类细胞系中非常稳定的细胞因子，科学家们认为ARF主要在转录水平上被诱导表达，并且ARF-p53途径的激活要比p53被DNA损伤激活这一过程慢得多，而且也是不可逆的。
在这篇文章中，研究人员发现ARF在正常人类细胞中非常不稳定，但是在癌细胞中降解被抑制。研究人员通过生物化学纯化，分离出了ARF的一种特殊的泛素酶，并将这种酶命名为ULF，他们发现这种酶在体内和体外都能与ARF作用，促进ARF的降解。ULF敲除实验也证明敲除ULF后，正常细胞中ARF更加稳定了。
进一步的研究还发现NPM和c-Myc这两种癌细胞中常见的过表达蛋白，能抑制ULF介导的ARF泛素化过程，从而促进ARF在癌细胞中的稳定性。这些研究数据揭示了ARF-p53途径的动力学特征，也阐明了在应答肿瘤胁迫过程中，非转录依赖性机制对于ARF调控作用的重要性。
第二篇文章中，研究人员首次证实血管的层流剪应力调节了miRNA的表达，而其中一个miRNA分子—miR-19a，在cyclin D1表达的流动调节及内皮增殖中扮演了重要角色。
如果血液的生物、化学及物理学性质发生了改变，血管内皮通常能感知到。血流所产生的摩擦力—剪应力，对内皮的结构和功能产生了多种影响。内皮细胞应对了机械力的变化，引起信号网络和细胞功能的调节。稳态层流对内皮细胞的抑制就是一个例子。至于内皮细胞应对血流机械性质改变的分子机制，以及如何经历结构和功能的改变，至今尚不清楚。越来越多的证据表明，剪应力通过调节内皮细胞的基因表达，来施加生理影响。
研究小组使用LC Sciences（联川生物）的microRNA芯片，比较了人脐静脉内皮细胞（HUVEC）在有无层流剪切压力（12 dyn/cm2，12小时）下的miRNA表达谱。与对照细胞相比，层流处理过的HUVEC在芯片上的569个miRNA中，有35个miRNA显著上调，而26个显著下调。其中miR-19a在静止状态下以高丰度表达，而暴露在剪应力下12小时后，表达水平大幅提高。
之后，为了筛选miRNA所调节的靶点，他们制备了稳定过表达miR-19a的细胞系。多项分析表明，miR-19a的稳定转染显著减低了报告基因（此报告基因被cyclin D1基因的3’端非翻译保守区所控制）的表达以及cyclin D1的蛋白水平，使细胞周期停滞在G1/S期。当内源miR-19a被抑制后，这种抑制作用减弱。
这项研究的主要发现在于，miR-19直接靶定了cyclin D1的表达。这已经通过报告基因分析和Western blotting分析而证实。重要的是，他们发现了miR-19a的剪切诱导是抑制cyclin D1的表达水平所必需的。过去观察到层流剪应力增加了cyclin D1转录本，却使细胞周期停滞，这项研究结果给出了一个可能的解释。
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