维生素D受体基因的克隆与报告基因模型的构建.pdf

郭博颖:维生素 D 受体基因的克隆与报告基因模型的构建·1·
维生素 D 受体基因的克隆与报告基因模型的构建

(生命科学学院生物技术专业郭博颖)
(学号:2001302058)

摘要:1,25(OH)2D3 激素信号分子在靶细胞与维生素 D 受体(VDR)结合形成激素-受
体复合物,该复合物作用于靶基因的特定 DNA 序列,从而调节结构基因的表达,最终引起各种相
应的生物学效应。VDR 基因与机体的骨、钙代谢活动有关,表达异常会引发多种疾病的产生,如
佝偻病、冠心病、骨质疏松、肿瘤等。因此,克隆人 VDR cDNA 和构建报告基因模型对 VDR 的结
构功能和 VDR 介导的转录激活及机制以及 VDR 异常与某些疾病的关系方面有了较深入的认识,并
且为维生素 D 及其类似物对临床疾病的治疗研究搭建了一个平台,对于人类疾病发病机制的研究
有着重要的意义。
关键词: VDR 1,25(OH)2D3 转录因子药物筛选
教师点评:该论文运用较新的分子生物学技术完成了维生素受体基因的克隆与报告基因模型
的构建,实验设计合理,其结果有一定应用的价值。(点评教师:余少文高级工程师)

引言

核受体概念
核受体(nuclear receptors, NRs)是一类转录活性可受其配体调节的转录因子。核受体与其配体
结合后,转录活性发生变化,导致受核受体调控的基因(核受体的靶基因)表达的变化,从而影
响机体生长发育、细胞分化以及体内很多生理和物质能量代谢等重要生命活动。核受体成员众多,
组成了一个受体大家族,被称为核受体超家族[1]。
核受体研究发展概述
核受体是细胞生物中含量最丰富的几大类转录因子超家族之一[2]。人们对核受体的认识最早
是从对甾体激素信号通路的研究中获得的。甾体激素等脂溶性激素大都发现于上世纪初期,但直
到 1966 年,由于同位素标记雌激素的成功合成,才第一次在靶组织中证实存在能与雌激素特异
性结合的蛋白质,即雌激素受体,从而揭开了甾体激素受体(核受体中的一个类别)研究的新篇
章[1]。到 1970 年代末,利用放射性标记技术分离并纯化了孕激素受体。这期间以及随后,糖皮
质激素受体(glucocorticoid receptor,GR)、雌激素受体(estrogen receptor,ER)和甲状腺激素
受体(thyroid hormone receptor,TR)先后被克隆[2]。这些受体的克隆证明了化学结构完全不同
的激素是通过在结构上密切相关的同一类受体的介导而发挥作用的,这是核受体研究发展过程中
一个重要的里程碑。1987 年,维生素 A 酸受体(retinoic acid receptor,RAR)的发现使人们对该
类激素的信号转导系统有了全新的认识[1]。上世纪 90 年代以来,核受体的研究迅猛发展,一系
列核受体被相继克隆,时至今日,在人类基因组中已经至少发现了 48 种核受体。这些核受体调
控着机体的生长发育、生殖功能以及骨骼代谢等相关基因的表达,因此对核受体家族基础的研究
进展促进了新的受体病的发现,扩大了对激素抵抗机制的认识,为药物的设计和疾病的治疗提供
了新思路[6]。
核受体超家族的分类和结构
分类
许多核受体在其克隆之处,往往都是克隆者自己命名,因此国际上造成了一定程度上的交流
困难。1999 年,Nuclear Receptor mittee 建议了核受体的分类和命名原则。这
是现在的标准分类法。核受体超家族由 7 个亚家族组成。通过进化同源分析可以把核受体分为 6
1
郭博颖:维生素 D 受体基因的克隆与报告基因模型的构建·2·
个亚家族(subfamily),以阿拉伯数字表示(亚家族 1-6),每个亚家族又可以分为几个组(group),
以大写英文字母表示,每个组含若干个核受体,再以阿拉伯字母表示,每种受体不同的亚型以下
角小写英文字母表示。还有一些不寻常核受体仅有 DNA 结合区和配体结合区中的一种,很难确
定它们在进化树上的位置,所以把它们归于一个特别的亚家族,即亚家族 0。除此之外还有比较
流行的分法,例如,Mangelsdorf 等人根据核受体配体的来源和类型将核受体分为四类。第一类
是经典甾体激素受体,包括糖皮质激素受体、盐皮质激素受体(mineralocorticoid receptor,MR)、
雄激素受体(androgen receptor,AR)、雌激素受体和孕激素受体(progesterone receptor,PR)。
第二类包括数种已收养的孤儿受体,如 PPAR(peroxiso