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脆性组氨酸三联体基因(Fragile histidine triad,FHIT)位于FRA3B脆性部位,定位于人染色体3p14.2上,FHIT基因包含2Mb的基因组序列,由10个外显子组成,其中5到9号外显子编码Fhit蛋白。FHIT的mRNA长度为1.1Kb,编码146个氨基酸序列,Fhit蛋白分子量为16.SkDa。FHIT基因的作用包括:维持基因组稳定、调控细胞周期、诱导细胞凋亡、预防和治疗肿瘤及作为生物标志物。在大约70%的人类上皮肿瘤尤其是环境致癌物诱发产生的肿瘤中出现FHUT基因缺失、甲基化及Fhit蛋白表达减少。
经细胞生物学、肿瘤分子生物学研究及转基因、基因敲除技术等实验证实FHIT为抑癌基因。Fhit主要通过某种信号途径诱导凋亡,从而抑制肿瘤细胞的增殖。研究认为,Fhit通过Fhit—底物复合物产生抑癌作用,越来越多的研究结果表明Fhit在肿瘤的预防和治疗中具有很好的应用前景。
小RNA是指长度19—25nt的非编码RNA,包括小干扰RNA(small interferingRNA,siRNA)和微小分子RNA(microRNA)。RNA干扰(RNA interference,RNAi)也称为转录后基因沉默,是双链RNA(double—stranded RNA,dsRNA)分子使细胞内同源性mRNA降解,阻断或者降低同源基因表达的现象,即双链RNA分子在mRNA水平上关闭相关基因表达的过程。microRNA(miRNA)是形成于内源性发卡结构转录本的长度为19到25核苷酸的单链RNA。miRNAs通过与目标mRNAs结合抑制mRNA翻译,从而达到mRNA降解或抑制转录的目的。
我们前期的研究发现Fhit—/—细胞对DNA损伤诱导剂具有更强的耐受性。为了进一步研究FHIT基因在DNA损伤应答中发挥的作用,我们对FHIT相关的小RNA进行了筛选和功能研究。首先我们构建了FHIT—siRNA载体,筛选得到2条FHIT—siRNA,对293T细胞内源性Fhit的表达有抑制作用。我们利用FHIT—siRNA验证了,在Fhit表达量降低的情况下,RPA70、CT45两种蛋白的表达量随之降低,提示了Fhit与RPA70和CT45可能存在某种功能上的联系。
之后,我们还通过双荧光素酶报告基因的方法,从生物信息学网站预测的FHIT可能的microRNA中,筛选得到了一条靶向FHIT的microRNA:miR—143,并通过Western印迹方法验证了miR—143对293T细胞及A549细胞内源性Fhit蛋白的表达有抑制作用。同时我们还对miR—143的功能进行了验证,通过细胞周期实验,证明了在对细胞进行辐射后,转染miR—143的细胞出现了明显的G2期延迟现象;通过MTT实验,我们证明了在DNA损伤诱导剂处理的情况下,转染miR—143的293T细胞和A549细胞对DNA损伤诱导剂具有更强的耐受性。实验结果提示我们miR—143在细胞中可能通过抑制Fhit的表达,从而提高细胞对DNA损伤诱导剂的耐受性。
本实验通过对FHIT相关小RNA的研究,得到了两条FHIT—siRNA和一条靶向FHIT的microRNA,为进一步研究Fhit在DNA损伤应答中的作用机制奠定了基础,同时,靶向FHIT的miR—143的功能研究为癌症的预测和治疗提供了新的思路。