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目的: 基于实验室前期研究成果及其国内外相关研究报道,利用分子克隆和siRNA沉默技术在小鼠成纤维细胞NIH-3T3中过表达与干扰Rab4B蛋白,分析其对细胞生长与DNA损伤的影响及其可能在PI3K/AKT信号通路中的生物学机制,为探讨细胞衰老与抗衰老提供新的研究策略。 方法: 1.利用 RNA芯片检测对照组与人工诱导 DNA损伤组细胞的基因表达情况。根据文献报道和基因表达水平差异等条件初步筛选出Rab4B。 2.利用RT-qPCR和western blot方法验证Rab4B在诱导DNA损伤细胞中的表达差异。 3.构建过表达Rab4B载体,及设计siRNA干扰片段,转染到NIH-3T3细胞,然后RT-qPCR和western blot方法验证并检测DNA损伤修复蛋白表达差异。 4.在NIH-3T3细胞中转染pEGFP-Rab4B过表达载体和siRNA影响Rab4B蛋白的表达水平。利用衰老相关β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)实验观察其对NIH-3T3细胞衰老的影响。分别利用EdU、CCK8等实验观察Rab4B对NIH-3T3细胞增殖、生长能力等生物学行为的影响。 5.利用流式细胞仪、Western blot等实验分别观察Rab4B对细胞周期、PI3K信号通路以及p53、p21和p16等重要衰老相关蛋白的影响。 结果: 1.细胞DNA损伤组与对照组中Rab4B差异表达及验证 RNA芯片分析结果显示,与对照组相比,细胞诱导 DNA损伤后,Rab4B表达明显降低(差异倍数>2.0,P<0.05);WB检测发现γH2AX表达升高,而Rab4B降低。 2. Rab4B蛋白与细胞DNA损伤 根据芯片中Rab4B与DNA损伤的关系,采用WB验证Rab4B在干扰和过表达后,细胞的DNA损伤情况。结果显示,干扰Rab4B,γH2AX表达升高,过表达则降低。 3. Rab4B对NIH-3T3细胞衰老、增殖的影响 衰老相关β半乳糖苷酶染色结果表明,在NIH-3T3细胞中下调Rab4B的表达,可以显著促进NIH-3T3细胞衰老,而过表达则相反。EdU和CCK8生长曲线结果显示,在NIH-3T3细胞中抑制Rab4B的表达显著降低细胞增殖能力,并且导致细胞生长活力趋于下降;过表达则促进细胞增殖。 4. Rab4B对细胞周期、PI3K信号通路与衰老相关蛋白表达的影响 抑制Rab4B的表达后S期和G2期细胞显著降低,而G1期细胞显著升高,细胞增殖指数(proliferative index,PI)降低;同时显著上调衰老相关蛋白 p53、p21和p16的表达,并降低CDK1,CDK2/CyclinE和CDK4的表达水平;在PI3K信号通路上, AKT、p85、 sirt6、mTOR表达明显降低,FOXO3表达升高;过表达Rab4B则相反。这些结果提示下调Rab4B的表达所引起的细胞衰老表型与p53、p21和p16密切相关,并可能涉及细胞周期与PI3K信号的调控。 结论: Rab4B与γH2AX的表达呈现相反的趋势,表明Rab4B参与细胞DNA损伤修复。Rab4B可能是一个与细胞增殖和衰老相关的蛋白,通过调节CDK2/CyclinE等分子的表达来影响细胞周期,下调 Rab4B后细胞的增殖、衰老均出现显著变化,影响的通路包括p53/p21、PI3K/AKT-mTOR等。这些结果表明Rab4B除了参与囊泡运输外可能对细胞的生长过程具有重要作用。