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.2006年3月；4（3）：e83。
doi:10.1371/journal.pbio.0040083。 Epub 2006年3月7日。

细胞静止的新描述

希拉里·科勒 1, 李云生, 詹姆斯·罗伯茨
附属公司

细胞静止的新描述

希拉里·A·科勒等。 公共科学图书馆生物. 2006年3月.

摘要

细胞静止被定义为可逆生长/增殖停滞，被认为是由多种抗有丝分裂信号诱导的同质状态。我们使用转录谱分析了人类二倍体成纤维细胞在暴露于三种独立信号（丝裂原提取、接触抑制和粘附丧失）后退出细胞周期的特征。我们在这里表明，每个信号都会引起一组独特的基因的调控，这些基因对停止生长和分裂很重要。因此，与预期相反，细胞进入由起始信号决定的不同静态。然而，在这种多样性的基础上，我们发现了一组基因，它们在非分裂细胞中的特异表达是信号依赖性的，因此代表了静止本身，而不是诱导它的信号。这个成纤维细胞“静止程序”包含了执行非分裂状态的基因，并确保了细胞周期阻滞的可逆性。我们进一步证明，确保静息可逆性的一种机制是抑制终末分化。静止程序的表达不仅仅是退出细胞周期的下游结果，因为关键部分，包括那些参与抑制分化的部分，在直接抑制细胞周期依赖性激酶引起的细胞周期阻滞期间没有被重新概括。这些研究为理解细胞静止的正常生物学奠定了基础。

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数字

图1
图1。模型系统：生长和阻止细胞
显示了生长细胞（A）的照片，以及因粘附丧失（B）、接触抑制（C）或有丝分裂原退出（D）而在夜间滞留的细胞照片。用溴脱氧尿苷（BrdU）孵育生长细胞和被三种不同的阻滞信号之一阻滞4天的细胞。用抗BrdU抗体和碘化丙啶标记细胞核，并用FACS进行分析。DNA含量沿x个-轴和BrdU强度沿年-轴。在生长细胞中，28%的细胞核在6小时的孵育过程中结合了BrdU，而在同一时间段，只有不到1%的滞留细胞结合了Brd U。14小时<10%的细胞处于S期。通过分选纯化所有条件下的2N（G1）细胞。
图2
图2。静止启动
（A） 静止起始的邻接树。对生长细胞和被单一信号阻滞14小时的细胞样品进行流式分选。按照材料和方法中的描述，对样本之间的每次成对比较测定转录距离（Affymetrix基因芯片套件4.0）。使用转录距离矩阵来生成一个树，该树使用相邻连接方法来描述生长细胞和静止细胞之间的关系。（B） 文氏图描述了静止开始期间由一个、两个或三个阻滞信号调节的基因数量。由一个信号、三个信号中的两个信号或所有三个信号调节的基因数量是根据一致的2倍-->调节或“模板匹配”来确定的。预计由一个单一信号偶然下调的基因数量为7.8，观察到的数字在所有三种逮捕方法中都具有统计学意义(第页< 0.001). 一个信号偶然上调的基因数量为5.1个。丝裂原提取或接触抑制单独上调基因的特征在第页<0.001，而粘附丧失上调基因的特征在第页= 0.004. 一个基因被三分之二的信号偶然下调。对于丝裂原退出联合接触抑制、粘附丧失联合接触抑制，观察到的下调基因数量在统计学上显著高于预期(第页< 0.001). 对于有丝分裂原退出合并粘连丧失，结果无统计学意义。两个阻滞信号上调的预期基因数为0.75。对于有丝分裂原退出联合接触抑制上调的基因，以及粘附丧失联合接触抑制下调的基因，调控基因的数量是显著的(第页< 0.001). 对于有丝分裂原退出合并粘连丧失，结果无统计学意义。所有三种信号预期下调的基因数量为0.85，其中四种信号在第页= 0.009. 所有三种逮捕信号预期上调的基因数量为1.2，其中五种在第页= 0.006. （C） 静止启动期间调节的基因的“热图”。对生长细胞和被单一信号阻滞14小时的细胞样本进行流式分类，并用微阵列进行分析。由一个、两个或所有三个信号调节的基因通过一致的2倍变化和“模板匹配”（如材料和方法中所述）进行鉴定。基因以行表示；列表示样本。将每个基因的平均差值归一化。样本中基因的相对表达水平用绿色表示低值，用红色表示高值。该图是用Java Treeview[54]生成的。图上方的树状图描述了由每个样本之间的转录距离生成的邻接树的拓扑结构。完整的树如（A）所示。
图3
图3。静音维护
（A） 静态启动和维护的邻接树。如图2A所示，隔夜和4天静止后生成的样本之间转录距离的邻接树。（B） 维恩图描述了在静止维持期间由一个、两个或三个阻滞信号调节的基因数量。方法如（图2B）所述，但细胞被阻滞4天。丝裂原提取或粘附丧失特异性下调的基因数量显著高于预期值（7.8个基因）第页< 0.001. 接触抑制下调的基因数量没有统计学意义。单个信号上调的预期基因数为5.1，每个信号上调的基因特征具有统计学意义(第页< 0.001). 两个信号下调的预期基因数为1，所有三种组合的观察值在第页< 0.001. 所有三种阻滞信号下调的预期基因数为0.85，33个的观察值非常显著(第页< 0.001). 两个信号上调的所有组合在统计学上显著升高(第页<0.001），与预期的0.75个基因相比。所有三种信号预期上调的基因数量为1.2，96个的观察值存在显著差异(第页< 0.001). （C） 静止维持期间调节基因的“热图”。静止4天后调节的基因的“热图”和树状图如图2C所示。
图4
图4。静态之间的关系概述
在被特定阻滞信号隔夜阻滞的细胞中，基因表达变化主要是信号特异性的，有少量重叠。当细胞被阻滞4天时，会继续出现信号特异性变化，但现在有大量的共同调控基因，我们称之为“静止程序”。在阻滞20天的细胞中，静止程序的变化强度被放大。这三个圆圈旨在反映20天时静止程序的增强。我们尚未分析这一晚时间点的所有三种逮捕条件。当细胞被细胞外信号的组合阻止时，仅在一夜停止后，静止程序基因表达就会发生变化。
图5
图5。逮捕时间延长后的表达式变化
（A） 邻接树定义了生长细胞、因丝裂原提取、接触抑制或粘附丧失而停滞4天的细胞和因生长至汇合而停滞20天的细胞之间的关系。转录距离（基因芯片套件4.0）确定并用于构建距离矩阵和邻居连接树，如图2A所示。（B–D）生长期、4天融合期和20天融合期细胞中静止程序基因的表达水平图。通过除以平均值，对生长细胞、生长停滞至汇合4天的细胞和生长停滞至合流20天的细胞的平均表达值进行标准化。数据绘制为（B），所有下调的静止程序基因；（C） 89个上调的静止程序基因在20d比4d上调更强烈；和（D），26个上调的静息程序基因在第4天比第20天上调更强烈。显示了20天融合细胞中下调或上调基因的基因表达模式，但未显示因丝裂原提取、接触抑制或粘附丧失4天而被阻止的细胞。如图2C所示，生成了热图。通过排列测试确定了预期的基因数，即1.3个上调基因和0.5个下调基因。观测值分别为26和87，具有高度显著性(第页≪ 0.001).
图6
图6。逮捕信号组合产生协同效应
（A） 邻接树定义了生长细胞之间的关系，即细胞被一个信号隔夜、一组信号、一个信号持续4天和更长时间的阻滞。确定转录距离（基因芯片套件4.0），并使用每个停滞条件的两个实例的平均转录距离来构建距离矩阵和相邻连接树。（B） 绘制了生长细胞与隔夜被单个信号阻滞的细胞之间的平均转录距离，以及距离的总和，并与生长细胞与通过组合信号隔夜被阻滞的细胞的转录距离进行了比较。（C） 夜间停药后，每一个信号和信号组合上调的静息程序基因比例。
图7
图7。CKI过度表达阻止的细胞
用空向量（A）或编码p21（B）或p27（C）的向量转导的细胞照片。方法和轴如图1所示。四倍体细胞被选通。在用空载体转导的细胞中，19%的细胞核合并了BrdU，而在同一时间段内，表达p21或p27的细胞中只有不到1%的细胞核合并BrdU。
图8
图8。CKI过度表达与细胞外信号诱导的静止状态不太相似
（A） 生长细胞的邻接树，细胞被细胞外信号阻滞4天，细胞用空载体转导，细胞用CKI转导。为所有成对比较（基因芯片套件5.0）确定转录距离，并按照材料和方法中的描述绘制邻接树。（B–E）测定CKI过度表达调节的基因与所有信号（B）、有丝分裂原撤回（C）、接触抑制（D）或粘附丧失（E）一致调节的基因之间的重叠。受调控基因的数量显示在圆圈内。重叠区域内的受调控基因部分在圆圈外提供。所有三种停搏信号持续下调的基因最有可能受到CKI过度表达的调节。
图9
图9。安静，但不只是细胞周期阻滞，防止分化
用MyoD-雌激素受体融合物转导人皮肤成纤维细胞91-SF5，选择用于稳定转导的细胞，并进行分化。在分化后的指定时间点，以GAPDH为内标，采用实时RT-PCR测定肌生成素（A–C）和肌球蛋白重链（D–F）的表达水平，并绘制归一化值。与生长细胞相比，通过取血清（A和d）或接触抑制（B和E）使细胞静止4 d后，分化诱导的肌生成标记物表达受到抑制。相反，在因CKI p21过度表达而阻滞的细胞中，与用空载体（C和F）转导的对照细胞相比，肌生成标记物的表达没有减少。
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    1. Williams JG，Penman S.生长和休眠小鼠成纤维细胞中的信使RNA序列。单元格。1975;6:197–206.-公共医学
    1. Schneider C、King RM、Philipson L.基因在哺乳动物细胞生长停滞时特异表达。单元格。1988;54:787–793.-公共医学
    1. Coppock DL、Kopman C、Scandalis S、Gilleran S。静止人肺成纤维细胞中的优先基因表达。细胞生长差异。1993;4:483–493.-公共医学
    1. Coppock D、Kopman C、Gudas J、Cina-Poppe DA。静止诱导基因的调节：静止蛋白Q6、核心蛋白和核糖体蛋白S29。生物化学与生物物理研究委员会。2000;269:604–610.-公共医学
    1. Iyer VR、Eisen MB、Ross DT、Schuler G、Moore T等。人类成纤维细胞对血清反应的转录程序。科学。1999;283:83–87.-公共医学

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