细胞衰老抑制基因CSIG研究进展

子机 制作 一 简要介 绍 。
关键 词 Ｃ Ｉ 细胞 衰 老 ； ＳＧ； 细胞 凋亡 Ｑ ９ ２１
一
中 图分类 号
细胞衰 老过 程相 关基 因表 达 改变 是细 胞衰 老 的
、
Ｃ Ｉ 的克 隆及 其编 码蛋 白的 特征 ＳＧ
遗 传基 础 。 因此 ， 讨 衰 老 过 程 中的基 因 表达 及 其 探
域 ， 测 的 Ｃ Ｉ 预 ＳＧ蛋 白 功 能 与 其 胞 内 定 位 方 式 相符 。
Ｍａ等 检 测 Ｃ Ｉ 在 细 胞 衰 老 过 程 中 的表 达 模 ＳＧ 式 ， 现 Ｃ Ｉ 白水 平 随细 胞 代 龄 增加 而 下 降 ， 发 ＳＧ蛋 与 其 ｍＲ Ａ水平 变化 一致 ｊ Ｎ 。
相关 ， 可能 也与 个体 衰老 相关 。
除了细胞衰老 ， ＳＧ还参与其它重要生物学过 ＣＩ 程（ １ 。在骨骼 生长愈合 过程 中， ＳＧ表 达增 图 ） ＣＩ 强 。它可能 参 与 了骨 组 织 形 成 、 吸 收 、 生 和 再 再 愈 合 。 比较 幼年 特发 性 关 节炎 全 身 发 作 （ ｏＩ 病 ＳＪＡ）
ｉｈｂｔｄ ｇ ｎ ， Ｃ Ｉ ） Ｇ ｎ ａｋ 登 录 号 为 ｎ ｉｉ ｅ ｅ ｅ ＳＧ ｅＢｎ
ＡＹ １ ４ ７３＿ｊ ５４ ｌ
。
肺二 倍 体 成 纤 维 细 胞 （ Ｂ ） 细 胞 复 制 性 衰 老 模 ２Ｓ 为 型 ， 过 抑制 性 消减 杂 交 的 方法 筛 选 的细 胞 衰 老过 通
部分 ， Ｃ端 （ ８ ４ ５位 氨基 酸 ） 较 长 的赖 氨 酸 富 ２ ０～ ８ 有
集区（ １ ， 图 ） 提示 Ｃ Ｉ 能与 核糖 体 的生物 合成 相 ＳＧ可 关 ， 可 能 是 一 类 新 型 调 节 蛋 白。 经 检 测 证 实 ， 也 ＣＩ ＳＧ在多种 重 要组 织 中都有 不 同程 度 的表 达 ， 中 其 在心 脏 、 骨骼 肌 和胎 盘 等 组 织 中有 较 高 表 达 Ｊ 。免 疫荧 光 分 析 显 示 ， ＳＧ 产 物 主 要 分 布 于 核 仁 区 ＣＩ
人 和健 康 人 的 基 因谱 ， 发 现 Ｃ Ｉ 可 ＳＧ表 达 稳 定 性 增 强 Ｊ 。其它炎 症 ， 呼 吸道 炎 症 也 可 使 Ｃ Ｉ 基 因 如 ＳＧ 表 达增 强 Ｊ ｅｖｒ ａ 。Ｓｌ ａ ｈ等分 析 狗 的骨 肉瘤 样本 ， ａｊ 发 现 Ｃ Ｉ 仅与 瘤细 胞 存 活 相关 ， 与细 胞 增 殖 、 ＳＧ不 还 抗 药 性 及 癌 转 移 等 有 关 ， 可 能 作 为 新 的 治 疗 靶 有 标 Ｊ ｌｉ 。Ｋｅｎ等研 究乳 腺 癌 器 官 特 异 性 癌 转 移 时还 发现 ， 脑组 织 转 移 样 本 的 Ｃ Ｉ 的 表 达 显 著 高 于 骨 ＳＧ
一
、 、
●
乾／ Ｎ Ｓ的核仁定 位 起 重 要 作 用 ， ＳＧ可～ 合 于这 个 区 ＣＩ 结
域 。Ｎ Ｓ中还 有 Ｃ Ｉ 的第 二 结 合 位 点 。Ｃ Ｉ 核 ＳＧ ＳＧ是 干细胞 因子 结 合 蛋 白， 包 含 核 糖 体 ｕ 结 构 域 和 它 Ｎ 共 存 在于 核 仁 中 ， 比 Ｎ Ｓ 但 Ｓ的滞 留时 间长 。Ｃ Ｉ ＳＧ 通过非 核仁靶 向区域 与 Ｎ Ｓ基 本域 和 Ｇ Ｐ结合 域结 Ｔ 合 。过 表达 Ｃ Ｉ 的核 仁 靶 向 区域 会 分 散核 仁 区域 ＳＧ 的 Ｎ ， 制 ＣＩ Ｓ抑 ＳＧ表 达 则 减少 Ｎ Ｓ在 核 仁 中的 分 布
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性 ］ 。此 外 ， ｎ Ｗｏｇ等 报 道 ， ＳＧ 还 是 雄 激 素 受 体 ＣＩ Ａ Ｒ的结 合蛋 白＂ 。Ｆｊ ａ ａＮ ｋｍ ｒ 发 现 它与 ｊ ｕｉ ｍ －ａａ ｕａ等 ｙ 核糖 体 蛋 白合 成 有 关 ， 们 检 测 到 Ｃ Ｉ 与 肽 基 辅 他 ＳＧ 氨 酰顺 反异 构 酶 Ｐｒ４ 前 核 糖 体 核 蛋 白复 合 物 的 ａｌ （ 成 分 之 一 ） 核 糖 体 蛋 白 合 成 过 程 中存 在 相 互 在 作 用 引。
Ｓ ． ．ａ） Ａ Ｂｇ 活性 ， １ 并使 细胞 寿 限增 加 ｌ ０次 以上 ， 缓 延
长 。在 未结 合 Ｇ Ｐ的 状 态 下 ， 仁 靶 向 活 性 被 锁 Ｔ 核
＼ Ｓ的 定， 使得 Ｎ Ｓ主要分 布在核 浆 中。Ｎ一 Ｎ末 端 对 于
１＿Ｉ ｚ ｆ＿，＿ ＿ ＿ ＿＿＿＿ｌ＿＿＿＿＿＿＿，＿ ．‘．｛
并通 过 抑 制 Ｐ Ｅ ／ ２ Ｋｐ Ｔ Ｎ ｐ ７ ｉｌ衰老 诱 导途 径延 缓 细胞 衰老 。 新近 发现 ， ｕ 在 Ｖ诱 导 的细 胞 凋亡 过 程
中， ＳＧ 可介 导细胞 凋亡 信 号通路 。本 文就 Ｃ Ｉ ＣＩ ＳＧ在 细胞 衰 老 及 细胞 凋 亡 等 过程 中的作 用及 ＳＧ是 以 国际 公 认 的人胚
信号传导机制对于阐明衰老机理极为重要 。Ｇ ｏ ｕ 等 通 过抑 制性 消减 杂 交 ， 年 轻 细 胞 和 衰 老 细胞 中筛 从
出一 年轻 细胞 高 表 达基 因 ， 克 隆 得 到 其 ｃ Ｎ 并 Ｄ Ａ全
长 ， 名 为 细 胞 衰 老 抑 制 基 因 （ ｅｌｌ ｅ ｅｃｎｅ 命 ｃｌ ａ ｓｎ ｓｅ ｃ— ｕｒ
状态 ， 胞 复 制 过程 中 Ｃ Ｉ 细 ＳＧ表 达 水 平 下 降 可 能是 细胞 衰老 的诱 因之 一 。进 一 步研 究证 实 ，ＳＧ通过 ＣＩ 抑制 ＰＥ Ｔ Ｎ蛋 白的 表 达 ， 调 Ｐ Ｅ ／ ２ Ｋｐ 下 Ｔ Ｎ ｐ７ ｉ１衰 老 途径 ， 响细 胞衰 老进程 （ ２ 。抑癌基 因 Ｐ Ｅ 影 图 ） ＴＮ 通 过 升 高 细 胞 周 期 蛋 白 依 赖 性 激 酶 抑 制 因 子 （ Ｄ ） ２ Ｋｐ Ｃ Ｋ１ ｐ７ ｉｌ的水平 ， 引起 细胞 周期 Ｇ１ 阻滞 。 期
程 中的差 异表 达新 基 因 ， 应 于 Ｒ Ｌ ＤＩ Ｒ ｂｓｍ ｌ 对 Ｓ １ （ ｉｏｏ ａ
Ｌ１ Ｄｏ ｉ — ｎｔｉ ｉ ｇ ｍａ ｎ Ｃｏ ａ ｎ ｎ Ｐｒ ｔｉ １， ＮＭ ｏ ｅｎ
一
０５５ ） 。 １６ ９ …
ＣＩ ＳＧ定 位 于 染 色 体 １ｐ ３ １ ６ １ ． ３上 ，ｃ Ｎ 长 １６ ＤＡ ９１
生理 科 学 进 展 ２ １ ０ ２年第 ４ ３卷 第 ４期
二 、 Ｓ Ｇ在 细胞 衰老 中的作用及 其机 制 ＣＩ
控细 胞衰 老 的作 用 ， 是依 赖 于 Ｐ Ｅ Ｔ Ｎ的 ， Ｐ Ｅ 即 Ｔ Ｎ是 介导 Ｃ Ｉ ＳＧ细胞 衰老 效应 的必需 因子 。
Ｃ Ｉ 衰老 的功 能 在 小 鼠细胞 中得 到进 一 步 ＳＧ抗
生理 科 学 进 展 ２ １ 第 ４ ０２年 ３卷 第 ４期
细胞 衰 老 抑 制基 因 Ｃ Ｉ 研 究进 展 冰 ＳＧ
赵 文婷 马 利伟 童坦君
（ 北京 大学 医学部生物化学与分子生物学 系 ， 北京大学衰老研究 中心 ， 北京 １０ ９ ） ０ １ １
摘要
细胞 衰老 抑制 基 因 Ｃ Ｉ ＳＧ是 我 室 自主 克 隆 的衰 老 相 关 基 因。该 基 因随 细胞 增龄 表 达 下 降 ，
细胞 衰老 ； 反之 ， Ｃ Ｉ 使 ＳＧ基 因沉 默 ， 可升 高 Ｇ１ 细 期
胞 比例 ， 抑制 细胞 生 长 ， 细胞 Ｓ ． ．ａ 活性 增强 ， Ａ Ｂ ｇｌ 细 胞 寿限缩 短 ， 速 细 胞 进 入 稳 定 的 Ｇ 加 ｌ期 阻滞 即细 胞 衰老状 态 。这说 明 Ｃ Ｉ ＳＧ高 表 达使 细胞 保 持 年轻
体 内外 实 验 表 明 它不 仅 与 细 胞 衰 老
ｂ， ｐ 编码 ４ ０个 氨 基 酸 序 列 。据 生 物 信 息 学 分 析 ， ９ ＣＩ ＳＧ编 码 蛋 白 分 子 量 为 ５ ７ Ｄ 等 电 点 ｐ 约 ａ， ４． ｋ Ｉ ｌ ．９ 是 一 个 半 衰 期 较 短 的不 稳 定 亲 水 性 碱 性 蛋 ００ ， 白 ， 进化 上保 守 ， 且 可能 具有 重要 功 能 。蛋 白质结构
图 １ Ｃ Ｉ 蛋 白结 构 示意 图 ＳＧ
本实验室最近通过基因芯片分析发现 ， Ｓ ＣＩ Ｇ主 要影响的下游基 因包括参与细胞周期 、 细胞凋亡、 转
录 调控 、 骨形 成 及细胞 粘 附 等过程 的相关基 因 ， 一 进 步提 示 它可 能参 与 了相关 生物 过程 。
国家 自然 科学 基金 （ １０ ６ ９ ８ １０ １ ） 国家 重点 基础 ３ ００ ０ ，１７ ３ ９ ； 研究发展计 划 ２ １ Ｃ ９ １０ 高等 学 校博 士学 科 点 专项 ０ ２ Ｂ １２０； 科研基金 （０ ９ ０ １２ ０４） ２ ００ ０ ０４ 资助课题 １ 通讯作者
有维 持 干细胞 和癌 细 胞增 殖 、 延缓 小 鼠成 纤维 细胞
／ ／
衰 老 的作 用 （ ２ 。 图 ）
／ Ｓ可 以进 Ｃ Ｉ 与调 节 Ｎ ＳＧ参 Ｓ的细 胞 内分 布 。Ｎ 脚
出核仁 和核浆 ， 它包 含两 个核 仁靶 向 区域 ： 例区域 基本、、
、
艨
／ ｉ ｛ ；
（ 体积和数量 ） ， ¨ 可见 Ｃ Ｉ 于 Ｎ Ｓ Ｇ对 ｓ在核仁和核
浆 中的分 布起 到重要 调控 作用 。在小 鼠成 纤维 细胞
中 ，ＳＧ可能 藉调控 Ｎ ＣＩ Ｓ的活性 进而 调控 细胞 衰老 。
我室 最近研 究 Ｃ Ｉ ＳＧ基 因 在细 胞 衰 老 过程 中表
达变 化 的机制发 现 ， 转录 因 子 Ｅ Ｆ ２ １可结 合 Ｃ Ｉ ＳＧ基
ＣＩ ＳＧ在年 轻 细胞 中高 表 达 ， 老 时下 降 ， 在 年 并 人 体外 周 血 白细 胞 中呈 现 相 同 的 随年 龄 变 化 趋 势
（ ＳＧ ｍＲ Ａ 水 平 在 新 生 儿 中 明 显 高 于 老 年 Ｃ Ｉ Ｎ 人 ） ｊ 提示 它不仅 与 细胞 衰 老 相关 ， 能 也 与个 体 ¨， 可
．
和 Ｇ Ｐ结 合 区域 ， 者 在 核 仁／ 滞 一时 间 较 前 者 Ｔ 后 中 留
． 、
＼ 刚
７
周期 ， 显著抑制细胞衰 老进程 ｊ Ｓ 。Ｃ Ｉ Ｇ高表达 ， 使
细胞 周期 ｓ期 细胞 比例增 加 促 进 细 胞增 殖 ， 降低 衰 老 相关 Ｂ半 乳 糖 苷 酶 （ｅｅｃｎｅａｓｃ ｔ —－ａ， 一 ｓｎｓｅｃ ｓ ｉｅ ｐｇｌ ｏａｄ
转 移 。因 而 Ｃ Ｉ ＳＧ基 因有 可 能 作 为 预测 乳腺 癌 转 移 位 点 的 标 记 物 ， 此 为 个 性 化 治 疗 提 供 了 可 能 由
域的分析显示 ，ＳＧ蛋 白质产物 Ｎ端 （０～ ６ ＣＩ ３ ２０位 氨基 酸 ） 核 糖 体 蛋 白 Ｌ ｐ Ｌ ０ 有 １／ １ｅ保 守 结 构 域 的一
验证 。Ｍｅｇ 报 道 ， ＳＧ Ｓ １ １蛋 白可 调 节 核 ｎ等 Ｃ Ｉ／Ｒ Ｌ Ｄ
干 细胞 因子 （ ｕ ｌｏｔ ｎ Ｓ 的活 性 ， Ｎ ｎ ｃ ｓ ｍｉ，Ｎ ） ｅ ｅ 而 ｓ具
衰老相 关 。Ｃ ｉ ｃｅｉ ｈｏ ｈｔ 等报道 ， Ｃ Ｉ 有相 似 结 ｃ ｔ 与 ＳＧ具
构域 的酵母 蛋 白 Ｒ Ｌ ０ ｒ ｏｏ ａ ｐｏｅ ｒｅｓｂ Ｐ １ （ｉ ｓｍ ｌ ｒｔ ｎｌ ｇ ｕ — ｂ ｉ ａ ｕｉ１ ） ｎｔ ０ 可影 响酵母 寿命 。 ＣＩ ＳＧ基 因是 否 影 响 细 胞 衰 老 进 程？ 以人 二 倍 体成 纤维 细 胞 为 对 象 ， 究 发 现 Ｃ Ｉ 可 影 响 细 胞 研 ＳＧ
因启 动 子 ， 向调 控 Ｃ Ｉ 的 表 达 。细 胞 衰 老 时 ， 正 ＳＧ ＥＦ ２ １表达 水平 下 降 ， Ｃ Ｉ 的转 录激 活 作 用减 弱 对 ＳＧ 是 引 起 Ｃ Ｉ 表 达 降 低 的 因 素 之 一 。ｐ ６Ｎ ４ ／ ＳＧ ＩＩＫ Ａ