JWA参与调节细胞应激反应的分子机制

【作者】 陈瑞； 茆文革； 朱婷； 李爱萍； 周建伟；

【机构】 江苏省应用毒理学重点实验室,江苏省人类功能基因组学重点实验室,南京医科大学公共卫生学院；

【摘要】 应激反应(stress response)是机体对各种环境因素所作的一种保护性应答,可诱导细胞中基因表达谱的改变,合成一组保守的热休克/应激蛋白(heat shock/stress proteins,HSPs),最大限度地保护细胞及其生物大分子的结构和功能。如果机体或细胞对各种环境应激应答得当,则机体和细胞的正常生理生化功能可很快获得新的平衡,否则可引起一系列病理生理改变甚至造成严重后果。热应激和氧化应激是机体最常见的应激反应,探讨其对细胞内信号转导通路的影响和调节机制,对阐明环境-基因交互作用规律有重要意义。近年来我们在证明新的微管相关蛋白JWA参与调节细胞定向分化和凋亡的基础上,发现该基因是较广谱的和早期的环境应答基因。目的:本课题旨在进一步探讨JWA参与调节细胞对热休克和氧化应激的应答机制。方法:用K562和MCF-7两种细胞建立实验模型,选择热休克转录因子(HSFs)、热休克蛋白(HSP70,HSP27)和JWA作为应答蛋白标志;用琼脂糖凝胶电泳和慧星试验检测DNA受损程度和细胞凋亡的发生;以EndoⅢ和FPG酶切消化-慧星试验进一步检测8-OHdG与DNA氧化损伤的关系。结果:在热休克(39～45℃,10-120min)和H2O2(10-3-10-5M,10-180min)单因素和联合作用下,JWA、HSP70、HSP27以及HSFs分别呈特征性变化;在K562细胞,JWA显示出比HSP27和HSP70对氧化应激更快速、更强烈的应答;氧化应激造成的DNA损伤以形成80HdG为主要特征,同一剂量氧化应激下DNA损伤和细胞凋亡的发生似乎是两个独立的事件;单因素热休克和氧化应激条件下诱导JWA表达上调,但交互作用实验条件下热休克可明显抑制氧化应激诱导的JWA表达;JWA对环境应激的积极应答作用与其启动子序列中存在顺式反应元件有关。结论:JWA是参与细胞应答热休克和氧化应激的重要基因,其应答作用的结构基础是其启动子调控元件;JWA基因对环境因素交互作用下的应答规律有待进一步探讨。更多还原