聚ADP-核糖基化在苯并芘B(a)P诱发的细胞损伤和恶性转化中起重要作用,而聚ADP-核糖基化过程中存在大量相互作用的PAR受体蛋白,但以何种蛋白作为主要受体蛋白在其中扮演角色,具体调控机制如何,均有待深入阐明。本研究拟应用RNA干扰技术建立人支气管上皮细胞16HBE的PARG基因缺陷细胞株,通过检测B(a)P活性代谢产物BPDE诱导16HBE及其PARG缺陷细胞株转化过程中细胞周期时相、DNA损伤、细胞增殖、PAR的表达变化等指标,探讨PAR在BPDE诱导细胞恶性转化中的作用,以及核糖基化过程与细胞转归之间的时空联系;同时借助蛋白质组学相关技术筛选BPDE诱发细胞转化过程中的PAR受体蛋白,从分子水平上探讨PAR在BPDE处理细胞中所产生的生物效应,为研究PAR参与BPDE引起细胞恶性转化的分子机制和寻找B(a)P致癌过程中早期敏感的生物标志物提供理论依据,为化学致癌的防治提供新的思路。
Benzo(a)pyrene;16HBE cell;Poly(ADP-ribose)glycohydrolase;Poly(ADP-ribosyl)ation;Poly(ADP-ribose) (PAR)
苯并芘【benzo(a)pyrene,BaP】是多环芳烃类(PAHs)中毒性最大的一种强烈致癌物,聚-ADP-核糖基化在BaP诱发的细胞损伤和恶性转化中起重要作用,而具体作用机制如何有待深入阐明。为了更好、更全面地了解ADP-核糖基化反应在BaP诱导细胞损伤过程中的作用,本研究首先应用RNA干扰技术建立人支气管上皮细胞16HBE的PARG基因缺陷细胞株,RT-PCR及western blot检测显示最终选定的缺陷细胞株干扰效率达80%以上,效果显著(P<0.05);且缺陷细胞株的生长周期未见明显变化(与正常细胞相比,P>0.05)。进一步利用PARG基因缺陷细胞和正常的16HBE细胞作为研究对象,使用0 μmol/L、5 μmol/L、10 μmol/L、20 μmol/L、40 μmol/L、80 μmol/L的BaP进行染毒,发现BaP作用后,shPARG细胞的存活较正常16HBE细胞多,当作用剂量达到40 μmol/L时,两者之间的差异经统计学分析存在明显差异(P<0.05);shPARG细胞内ATP消耗较16HBE细胞减少,且当作用剂量达到40 μmol/L时,两者之间的差异具有统计学意义(P<0.05);正常16HBE细胞随BaP染毒剂量的增加DNA损伤程度逐渐加重,而shPARG细胞内的DNA损伤程度明显减轻,在BaP作用剂量达到20 μmol/L时,两种细胞之间的DNA损伤差异具有显著性(P<0.05)。同时借助免疫共沉淀技术和蛋白质组学研究相关技术对可能发生聚-ADP-核糖基化的蛋白进行筛选,分析聚-ADP-核糖基结合蛋白相互作用序列的特征共鉴定出12种特异性PAR相互作用蛋白,其中包括有组蛋白和微管蛋白,这些蛋白大多具有与PAR结合的特定序列,且碱性氨基酸(H/K/R)与疏水性氨基酸在蛋白中遵循一定规律出现。通过本项目的研究,我们推测组蛋白的ADP-核糖基化在BaP致癌过程中发挥重要的调节作用,这将为化学致癌的防治提供新的参考依据。