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生物体在应对病毒以及细菌等病原体感染与侵袭的过程中,有各种各样的防御措施,主要包括非特异性的天然免疫和特异性的获得性免疫。天然免疫系统通过模式识别受体识别病原体的核酸等成份从而激活细胞内一系列信号通路,诱导干扰素和炎症因子等抗病毒基因表达,启动固有免疫和炎症反应,进而清除病原体。载脂蛋白B mRNA编辑催化多肽(Apolipoprotein B mRNA-editing catalytic polypeptide,APOBEC)是干扰素诱导的重要抗病毒蛋白之一。多数APOBEC蛋白都能通过脱氨酶的作用编辑DNA或RNA序列,致使病毒基因组大量突变而抑制病毒复制。APOBEC家族最早得到关注是由于其具有抑制HIV病毒复制的功能。深入的研究发现APOBEC家族成员在抵抗与人类紧密相关的许多病毒如乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、人乳头瘤病毒、人类嗜T细胞病毒的过程中发挥同样重要的作用。人的APOBEC家族包括11个成员,除APOBEC2和APOBEC4外,其它APOBEC成员都能够通过脱氨反应使单链DNA(single-strand DNA,ssDNA)或RNA中的胞嘧啶脱氨转化为尿嘧啶(C-to-U转化),引起突变。其中APOBEC3亚家族是先天免疫反应的重要组成部分,胞苷脱氨酶活性使它们能够限制多种病毒和逆转座子。然而,有研究表明APOBEC3亚家族成员也可能作用于细胞的基因组DNA,引起细胞自身基因的突变。APOBEC3亚家族由七个成员组成:APOBEC3A,APOBEC3B,APOBEC3C,APOBEC3D,APOBEC3F,APOBEC3G和APOBEC3H。其中APOBEC3B是唯一定位于细胞核的家族成员。除了抗病毒活性外,在大多数原发性乳腺肿瘤和乳腺癌细胞中,APOBEC3B mRNA表达上调;此外,在多种癌症的基因组DNA中存在大量APOBEC3B特征性的C转换为T和C转换为G突变,表明APOBEC3B是癌细胞基因突变的重要来源。鉴于机体在抵抗日常的病毒感染过程中,存在反复的干扰素表达和分泌,为此本研究探讨了在正常细胞中干扰素诱导上调的APOBEC3亚家族成员及其对细胞的影响。首先,我们通过qRT-PCR以及Western blot实验检测干扰素诱导的APOBEC3mRNA及蛋白水平的变化。实验结果显示,α干扰素或λ干扰素处理两种正常细胞系人正常肺上皮细胞(Beas2b)和人乳腺浸润性导管癌旁细胞(CCD1095SK)后,引起了APOBEC3家族部分成员的mRNA表达上调,其中APOBEC3B、APOBEC3G的表达在Beas2b细胞中上调明显,蛋白水平也显示出相同的结果。其次,通过Western blot检测Beas2b细胞中DNA损伤反应(DNA damage response,DDR)的下游蛋白CHK1、CHK2以及细胞周期调节蛋白CDC25C的变化。结果表明干扰素诱导APOBEC3B表达上调后,引起了DDR中的ATM和ATR通路的激活,导致CDC25C总蛋白水平降低,CDC25C-pS216蛋白水平升高,提示G2/M细胞周期检验点的激活;为了排除干扰素上调的其它蛋白的影响,我们通过慢病毒转染直接诱导APOBEC3B上调,所得结果与干扰素处理相同。通过流式细胞术检测细胞周期各时相中细胞数的动态变化显示干扰素处理及直接上调APOBEC3B表达均导致G2/M期细胞数增加,表明APOBEC3B蛋白表达上调后Beas2b细胞发生G2/M期阻滞。同时Annexin V-FITC和PI双染实验检测Beas2b细胞凋亡,结果显示,干扰素诱导APOBEC3B表达上调并没有增加Beas2b细胞的凋亡比例;但免疫荧光染色发现干扰素诱导APOBEC3B上调后γH2AX阳性的Beas2b细胞数显著增加,用慢病毒转染诱导APOBEC3B表达上调也得到相同结果。碱性条件下的彗星实验(comet assay)结果表明干扰素诱导APOBEC3B上调后发生DNA断裂的细胞数显著升高。最后,MTT实验与集落形成实验表明,干扰素处理细胞以及直接上调APOBEC3B表达在短时间内都对Beas2b细胞存活无影响;但是当用干扰素持续处理或直接持续上调APOBEC3B时,细胞的增殖会受到抑制。综上所述:干扰素会诱导Beas2b细胞表达更高水平的APOBEC3B,通过阳性对照(DOX诱导的APOBEC3B高表达),阴性对照(siAPOBEC3B)进行结果分析显示,上调的APOBEC3B导致的DNA损伤激活了CHK1、CHK2,使细胞周期蛋白CDC25C磷酸化,细胞周期阻滞在G2/M期;持续的APOBEC3B上调会使Beas2b细胞中DNA损伤水平以及复制压力升高,使细胞的增殖被抑制。