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生理状态下,细胞在经历了DNA复制,染色体分离,以及胞质分裂等一系列有丝分裂过程之后,染色体最终维持了在二倍体的状态。然而对于某些细胞类型而言,例如巨核细胞,染色体却以多倍化的方式发生在其正常的分化过程中(Ravid et a1.,2002)。本研发现,利用钒酸钠(一种磷酯酶的抑制剂)能导致成纤维细胞的染色体多倍化。通过对钒酸钠刺激产生的酪氨酸磷酸化蛋白质分析,发现cortactin(一种与纤维状肌动蛋白相关的蛋白)具有明显的酪氨酸磷酸化积累。更多的研究表明钒酸钠似乎是通过阻断cortactin酪氨酸磷酸化的转换过程而导致细胞产生染色体多倍化。
利用RNA干扰技术(RNAi)进一步证实了cortactin在染色体倍性调控中的作用。在3T3-L1前脂肪细胞中,瞬时或稳定表达cottactin RNA干扰质粒使cortactin蛋白水平下调,均能诱导多倍染色体而非多核细胞的形成。
为进一步了解cortactin导致染色体多倍化的内在机制,检测了cortactin下调后细胞的染色体数目以及细胞周期的运转过程。结果发现大量处于血清饥饿GO期的cortactin下调细胞都出现了多中心体现象。结合流式细胞分析以及活体成像技术分析的数据表明,这些cortactin下调细胞的G2-M期时间发生了延长。
此外,在cortactin下调细胞中还发现了中心体分离紊乱以及多极纺锤体形成等现象。
综上所述,cortactin蛋白质水平的下调会导致多中心体进而产生多极纺锤体。这些紊乱的多级纺锤体会在有丝分裂过程中干扰染色体的分离从而导致多倍染色体的形成。由于纤维状肌动蛋白能为中心体分离提供驱动力量,而cortactin又是纤维状肌动蛋白的相关蛋白,因此cortactin很有可能是通过干扰中心体分离的过程来诱导多中心体现象的产生。