大学信号转导辽大期末考试题加答案

1、转移癌细胞的传染新机制（毛毛）JaccovanRheenen研究团队的AnoekZomer及同事们，采用活体显微镜技术证实携带着一些可引起恶变的DNA错误的癌细胞可以将它们的恶性行为转移给没有这些DNA错误的低度恶性癌细胞。众所周知，癌症是由细胞遗传信息（DNA）累积错误所引起。一些错误可使得细胞不再理会控制生长和分化的信号，导致失控性的细胞分裂。这最终会造成肿瘤生长，其中的肿瘤细胞获得越来越多的错误。由于每个肿瘤细胞中的这些DNA错误都不相同（肿瘤异质性），这些个体肿瘤细胞的行为也可以存在差异。这造成了癌症难于治疗：一些DNA错误组合使得某些肿瘤细胞可以抵抗治疗。为了更好地了解单个肿瘤细胞的行为，Hubrecht研究所JaccovanRheenen教授研究组开发出了特殊的显微镜技术（活体显微镜）在活体生物中拍摄了癌细胞的行为。研究人员赋予了携带不同DNA错误的肿瘤细胞不同的一种颜色——通过荧光标记物来让它们发不同颜色的光。通过摄像这些彩色细胞，可以清楚地看到哪些细胞是能动的，可以在体内移动引起转移灶。从影像中可得知：侵袭性恶性癌细胞（蓝色）释放出了一些非常小的囊泡，囊泡中包含有可以使细胞恶变的分子。低度恶性的细胞（红色）摄取了这些囊泡改变了它们的行为：低度恶性的细胞变得更具恶性并开始转移（绿色）。科学家们还证实，这些危险的囊泡可以通过血液去到其他的肿瘤处，可以跨越长距离复制恶性行为。这项研究表明了，具有某些DNA错误的细胞可以将它们的行为复制给没有这些DNA错误的细胞。这对于开展后续研究促成更好地诊断、预防和治疗癌症及转移灶具有重大的意义。2、PD1肿瘤免疫疗法的机理（简述）人自身存在免疫系统，在非抗原入侵时，免疫系统是关闭的，因此有一个Immunecheckpoint（免疫检验点）是人体自然存在的抑制免疫系统的方法。免疫检验点如果被激活以后，就会抑制免疫细胞功能。癌细胞为了躲避免疫系统的攻击，一般都会激活免疫检验点。癌症免疫疗法是一种针对人体免疫系统而非直接针对肿瘤的疗法。通过抑制人体自身的免疫检验点，从而达到清除肿瘤细胞的效果。PD1（programmeddeath1）是由T细胞表达的重要的免疫检验点受体，它的作用是免疫抑制。肿瘤细胞表达PDL1与PDL2于肿瘤微环境中。PDL1与PDL2是PD1受体，在肿瘤微环境中PDL1与PDL2长时间地暴露于抗原并介导T细胞抑制作用。抑制PD1与PD1抗体的结合可以增强T细胞的抗肿瘤免疫反应。3、重组酶聚合酶扩增技术的原理和优势：原理：重组酶聚合酶扩增技术(RPA)是利用重组酶和单链结合蛋白在常温下协同实现引物与模板的特异结合，以代替传统PCR热循环中的变性和复性过程的新型恒温体外核酸扩增技术。RPA技术主要依赖于三种酶：能结合单链核酸（寡核苷酸引物）的重组酶、单链DNA结合蛋白（SSB）和链置换DNA聚合酶。这三种酶的混合物在常温下也有活性，最佳反应温度在37°C左右。重组酶与引物结合形成的蛋白-DNA复合物，能在双链DNA中寻找同源序列。一旦引物定位了同源序列，就会发生链交换反应形成并启动DNA合成，对模板上的目标区域进行指数式扩增。被替换的DNA链与SSB结合，防止进一步替换。优势：一、RPA反应的最适温度在37℃-42℃之间，无需变性，在常温下即可进行。二、由于不需要温控设备，RPA可以真正实现便携式的快速核酸检测。三、RPA检测的灵敏度很高，能够将痕量的核酸（尤其是DNA）模板扩增到可以检出的水平。四、RPA既可以扩增DNA也可以扩增RNA，还省去了额外的cDNA合成步骤。4、胆固醇由溶酶体向过氧化物酶题转运的过程LDL低密度脂蛋白被内吞途径运送至溶酶体中，由酸性酯酶水解为游离胆固醇。在溶酶体腔内，NPC2首先结合胆固醇的烷基侧链，暴漏在外的OH基和母核接着被NPC1蛋白的N端结构域识别并结合，胆固醇在NPC1的帮助下穿过糖萼并到达溶酶体的膜上。随后，溶酶体上的Syt7结合过氧化物酶体膜上的PI(4,5)P2形成紧密的LPMC,从而实现胆固醇向过氧化物酶体的转移。5、简述细胞如何应答DNA损伤的机制答：在ATR/CHK1信号通路中Smurf1作为下游影响因子通过调控RhoB的水平来决定DNA损伤引起凋亡的敏感性。在DNA损伤后CHK1的激活来调控Smurf1的磷酸化从而促进它的自降解，导致RhoB的累积从而促进凋亡。RhoB的高效降解通过Smurf1的上调引起的使癌细胞免受DNA损伤诱导的凋亡。6、转基因生物基因污染防治措施答:转基因生物基因污染防治需要将基因重组生物体的生存与生命必须氨基酸的人工合成结合起来，其中一种防治措施是人工合成一种自然界不存在的非标准氨基酸，这里说的是bipa，利用携带bipatrna合成酶序列的质粒转染进入转基因生物中从而分配uag为bipa非标准氨基酸的密码子。选择几种转基因生物存活所必须的酶，利用bip分子模型，利用计算机分子模拟选出可以容纳bipa的核心位点，同时该位点还应临近当次位抑制剂存在时对酶稳定性影响最大的位点，然后利用基因组改造技术重编码合成这些酶的基因，创造出几种“合成营养缺陷型”转基因生物，从而使这些酶的翻译，合成，折叠，和功能实现依赖于这种非必需氨基酸，从而达到控制转基因生物的存活，减少逃避率和潜在基因污染的目的。常1.上皮间质转化与肿瘤形成的关系及其基本过程？答：当EMT受诱导产生时，细胞–细胞粘附和细胞极性由于粘附分子E-cadherin的消失而消失，导致间质表型的产生。EMT有助于增加肿瘤细胞的迁移，侵袭和转移能力，也参与胚胎发育的正常组织。可使良性肿瘤转化为恶性转移瘤，主要与肿瘤的转移有关。EMT发生基本过程：1.基因表达和蛋白功能的改变引发细胞表型的改变，分裂停止，细胞骨架重组增强运动能力2.细胞分泌基质降解酶，改变或破坏基质膜3.通过肌动蛋白-肌球蛋白的收缩或细胞粘附的变化改变细胞形态4.去上皮化，丧失极性和细胞连接5.执行间质化细胞功能2.Wnt信号通路所涉及重要蛋白并简述其传递过程答：Wnt蛋白(Wnt配体);Wnt受体(Frizzled家族蛋白及低密度脂蛋白受体相关蛋白(LDLreceptorrelatedprotein，LRP));Dishevelled(Dsh/Dvl)蛋白;β-连环蛋白(β-catenin)、糖原合成酶激酶3β(GSK-3β)、Axin/Conductin、APC(adenomatouspolyposiscoli)蛋白等。传递过程：在典型的Wnt/β-catenin信号通路中，Wnt基因编码的分泌性糖蛋白可以通过结合的方式来激活Frizzled受体，被激活的Frizzled受体通过其保守的模序列与Dsh/Dvl蛋白相结合，但Dsh/Dvl蛋白被激活的机制尚未得到阐明。酪蛋白激酶Iε是作用于Dsh/Dvl蛋白的下游、调节β-catenin稳定的一个关键正调控分子。而最初发现的轴蛋白Axin，是该通路的一个重要的负调控分子，它能与肿瘤抑制基因产物APC及GSK-3β直接结合，介导磷酸化信号从GSK-3β传向β-catenin，使β-catenin被细胞内的蛋白酶体降解。稳定的β-catenin在胞内聚集，并进入到细胞核与LEF/TCF家族转录因子相互作用，激活靶基因的表达。3.mir-544a通过激活Wnt信号通路如何诱导EMTmir-544a通过与CDH1的C端2区结合抑制其表达从而使E-cadherin的表达量减少并且细胞中波形蛋白的表达量明显增加，表明mir-544a为EMT的诱导miRNA。AXIN2和APC2是Wnt信号通路的重要成分，是mir-544a直接和间接的作用目标，可以抑制胃癌细胞中AXIN2和APC2的表达量从而使AXIN,APC,GSK-3B和β-catenin复合物减少激活β-catenin活性。E-cadherin，AXIN2和APC2表达量的减少诱导ββ-catenin的核跨膜运动，使TCF/LEF活性增加促使细胞发生EMT。张1.AKT信号通路的作用PI3K-Akt信号通路作为细胞内重要信号转导通路之一,通过影响下游多种效应分子的活化状态,在细胞内发挥着抑制凋亡、促进增殖的关键作用,它与人类多种肿瘤的发生发展密切相关.活化的AKT通过磷酸化多种酶、激酶和转录因子等下游因子，进而调节细胞的功能。譬如，AKT刺激葡萄糖的代谢：AKT激活AS160(AKT底物，160kDa)，进而促进GLUT4转座和肌细胞对葡萄糖的吸收。AKT也磷酸化GSK3β而抑制其活性，从而促进葡萄糖的代谢和调节细胞的周期。AKT磷酸化TSC1/2(tuberoussclerosiscomplex)，可阻止其对小G蛋白Rheb(Rashomologyenrichedinbrain)的负调控，进而使得Rheb富集以及对纳巴霉素(rapamycin)敏感的mTOR复合体(mTORC1)的活化。这些作用可激活蛋白的翻译，增强细胞的生长。AKT通过下游多种途径对靶蛋白进行磷酸化而发挥抗凋亡作用。ATK激活IkB激酶(IKKα),导致NF-κB的抑制剂IκB的降解,从而使NF-κB从细胞质中释放出来进行核转位,激活其靶基因而促进细胞的存活。AKT磷酸化Bcl-2家族成员BAD，使其与14-3-3结合而阻止其与Bcl-XL结合起始凋亡。此外，AKT能抑制蛋白水解酶caspase-9的活性而阻止凋亡级联反应的激活。肿瘤抑制因子p53为一转录因子，调控凋亡、DNA修复和细胞周期的停滞。Akt能通过磷酸化P53结合蛋白MDM2影响P53的活性,磷酸化的MDM2转位到细胞核与P53结合,通过增加P53蛋白的降解而影响细胞存活。Forkhead转录因子FOXO1(或FKHR)调节涉及多种细胞功能基因的表达，包括凋亡、DNA修复和细胞周期的停滞和葡萄糖代谢等，AKT磷酸化FOXO1，抑制其核转位而阻止其转录激活作用。2.ILK在AKT信号通路中的作用，及其在细胞周期中起调节作用的原因是什么整合素连接激酶（ILK）是一种新发现的丝氨酸/苏氨酸（Ser/Thr）蛋白激酶,通过与整合素β1亚单位的结合介导细胞与胞外基质的连接,以依赖PI3K的方式被激活调节AKT的活性,ILK能够磷酸化AKT中的Ser473参与整合素、生长因子受体和Wnt信号传导通路,通过磷酸化下游底物PKB/AKT、GSK3等使胞外信号得以向下游传递,已证明在调节细胞存活、增殖、调亡、迁移、侵袭及血管形成等方面具有重要作用,并且抑制ILK的活性能够导致细胞周期的停滞和细胞程序死亡的启动，使其成为肿瘤基因治疗和肿瘤药物的理想靶位点。QLT0267是ILK的抑制剂，当用QLT0267处理细胞后能够抑制ILK的活性并且诱导CDC2和cyclinB1蛋白水平的升高，CDC2和cyclinB1蛋白是G2-M期检验点的蛋白，他们的含量升高后，CDC2与周期蛋白cyclinB1结合后被激活，促使细胞进入细胞周期，因此，G2期的细胞数量明显增加。邰1、为什么ATF3存在时，对于调节NF-kB的活性很重要？答：ATF3通过形成一个同源二聚体起到转录抑制子的功能。在巨噬细胞中，LPS、细菌和人外周血单核细胞中的干扰素的刺激都会使ATF3增多。此外，ATF3也会由于TLR4信号而上调，是调节LPS刺激的炎症反应负反馈调节环中的一部分。ATF3与P65、HDAC1结合后，P65会脱乙酰化，这样一来，有转录激活作用的二聚体中的P65部分就会失活，从而抑制了炎症因子基因的转录。2、ATF3、P65、HDAC1三者之间是怎样起抗炎症作用的？答：ATF3直接与P65结合形成一个HDAC1停泊位点，使P65脱乙酰化，从而抑制了NF-kB信号诱发的炎症效应因子的形成。3、炎症反应与肿瘤发生发展有何必然联系？答：根据近年来多项流行病学及相关研究结果，已证实多种肿瘤的发生及发展与炎症有关，占所有肿瘤的15%左右，如慢性胆囊炎与胆囊癌，肝炎与肝细胞癌，炎症性肠病与结直肠癌等。当机体受到损伤或病原体入侵时，免疫系统激活并招募大量炎症细胞浸润，分泌多种细胞因子与细胞外基质一