绿色荧光蛋白在分子细胞生物学研究中的应用

绿我荧光蛋白具有优良的特性,在蓝光或长紫外光的激发下,不需要任何外源底物或内源辅助因子的参入就能发出绿色荧光,绿色荧光蛋白基因的表达可用来监控活细胞或生物体中基因表达和蛋白质的定位,这是一个革命性的进展,而且,对基因ＤＮＡ序列的改造可能使绿色荧光蛋白的发光特性更加优良,从而共应用范围会更加广泛。     

双分子荧光互补技术及其在蛋白互作研究中的应用

双分子荧光互补（bimolecula fluorescence complementation,BiFC）是近年新发展起来的在活细胞中研究蛋白质互作及其定位的新技术．该技术巧妙的将荧光蛋白切成不发光的两个片段,并与目的蛋白融合表达．如果目的蛋白相互作用,连接其上的荧光互补蛋白片段将会相互靠近并恢复荧光活性,从而实现了分子与细胞事件的可视化．BiFC既可以验证蛋白之间的互作、检测其互作强弱,还可以定位互作蛋白的位点．基于双分子荧光蛋白的应用已经越来越广泛,本文对双分子荧光互补技术的原理、应用现状、特点及其面临的问题进行了概述．     

绿色荧光蛋白在细胞标记及活体示踪领域的应用

随着生命医学研究的不断深入,在微观世界探讨个体细胞的生理功能以及在人体内环境中观察和研究目的细胞与其他细胞间的相互作用时,就离不开细胞标记和活体示踪技术。而在众多细胞标记方法中,绿色荧光蛋白（GFP）凭借其标记细胞效率高,标记强度野强、示踪灵敏度高等优点近年来已经成为越来越多的科研工作者的首选细胞标记和示踪方法。现就绿色荧光蛋白在细胞标记及活体示踪领域的应用作一综述。     

马铃薯Y病毒辅助成分蛋白酶与加工番茄OPA3-like蛋白结合及其定位研究

为了研究加工番茄OPA3-like蛋白与马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)的辅助成分蛋白酶(helper component proteinase,HC-Pro)的相互作用,进行了2种蛋白的结合及其定位研究。通过PCR的方法从加工番茄中克隆OPA3-like基因,同时利用Blast方法对其分析,进行了OPA3-like蛋白基因氨基酸序列同源性分析。通过构建双分子荧光互补载体pSPYCE-35S-OPA3-like和pSPYNE-35S-HC-Pro,利用农杆菌介导法共侵染洋葱表皮细胞60 h后,在共聚焦显微镜下观察洋葱表皮细胞中的黄色荧光。结果显示:加工番茄OPA3-like基因ORF长510 bp,编码169个氨基酸,编码蛋白属OPA3蛋白家族。激光共聚焦显微镜下可观察到沿细胞膜呈小泡状分布黄色荧光,说明PVY的HC-Pro蛋白与加工番茄OPA3-like蛋白结合并且共定位在细胞膜附近。这为进一步研究PVY的HC-Pro蛋白与加工番茄OPA3-like蛋白的相互作用机制奠定了一定的基础。     

增强型绿色荧光蛋白表达对鼠C6细胞生物学特征影响的研究

脂质体包裹质粒pEGFP-N1转染C6细胞,经G418筛选,得到稳定表达绿色荧光的C6-EGFP细胞.细胞计数,MTT,流式细胞术分别测定C6细胞在转染绿色荧光蛋白后增殖性,细胞活力以及细胞周期等生物学特性.C6细胞在转染了绿色荧光蛋白基因后细胞增殖性降低,细胞活力降低,细胞周期也发生了一些改变.     

荧光定量检测细胞绿色荧光蛋白技术的建立与应用

绿色荧光蛋白是在生化与分子生物学研究领域中普遍使用的一种基因表达报告系统显色物.对于细胞内绿色荧光蛋白表达水平的定量检测,目前尚缺乏一套准确﹑简便﹑易行的技术.本文以增强型绿色荧光蛋白(EGFP)为报告基因,用分子量为25 ku的线性聚乙烯亚胺介导进入HeLa细胞并表达.利用多功能酶标仪测定细胞裂解液的荧光强度,结果显示:这种新方法测定的荧光强度能很好反映细胞中EGFP的蛋白表达水平,并在短时间内完成对EGFP表达水平的定量检测.该方法简单有效,且不依赖于大型仪器设备,具有较高的准确性与灵敏度,在实际应用中简便可靠,具有推广应用的意义.     

用于蛋白亚细胞定位研究的烟草愈伤组织培养条件优化

使用绿色荧光蛋白作为报告基因来研究目的蛋白的亚细胞定位得到广泛应用.使用稳定表达系统研究蛋白的亚细胞定位比较耗时,但可以先选择愈伤组织进行观察以确保构建的载体能够表达.优化了愈伤组织的培养条件,得到了质地疏松柔软的白色愈伤,不受叶绿体的荧光干扰,便于进行荧光观察.     

脐血间充质干细胞在大鼠损伤肝脏迁徙途径的实验

目的:建立慢病毒载体转染增强型绿色荧光蛋白基因至人脐血间充质干细胞的实验体系,观察绿色荧光蛋白标记的人脐血间充质干细胞在急性肝坏死大鼠模型肝脏局部的迁徙途径.方法:采集新鲜人脐血,梯度离心及低血清培养基体外分离、培养人脐血间充质干细胞,以慢病毒为载体转染绿色荧光蛋白基因至人脐血间充质干细胞.CCl4橄榄油溶液腹腔注射建立急性肝坏死大鼠模型,将2.0～5.0×106绿色荧光蛋白标记的人脐血间充质干细胞肝脏局部移植给模型鼠,24、48、72 h、1周、2周和4周分别处死模型鼠,冰冻切片,荧光显微镜下观察移植细胞在肝脏局部的迁徙途径.结果:转染细胞荧光显微镜下呈现均一绿色荧光影像.细胞移植24 h内可见荧光信号由进针孔迁徙至汇管区,移植治疗48 h时移植细胞定居于汇管区,48 h后荧光信号向坏死病灶区域迁徙,1周后在肝脏坏死局部区域可见稳定的荧光信号.结论:本实验构建的绿色荧光蛋白转染人脐血间充质干细胞示踪体系稳定表达绿色荧光蛋白.经动物实验证明人脐血间充质干细胞肝脏局部移植给肝坏死大鼠模型后在肝脏局部经历了"进针孔至汇管区","汇管区至病灶区"的二次迁徙模式.     

PKCθ-EGFP融合蛋白在HeLa细胞中的表达及其对细胞形态的影响

目的:分析增强型绿色荧光蛋白(EGFP)与蛋白激酶C-θ(PKCθ)的融合蛋白(PKCθ-EGFP)在HeLa细胞中的表达、亚细胞定位及其对细胞形态的影响。方法:用脂质转染胺(Lipofec-tAMINE 2000)为载体分别以pPKCθ-EGFP和pEGFP-N1转染HeLa细胞,流式细胞仪分析其表达率,激光共聚焦显微镜分析其亚细胞定位,同时分析二丁酸佛波醇酯(PDB)和小檗碱对其亚细胞定位和细胞形态的影响。结果:转染pEGFP-N1或pPKCθ-EGFP的HeLa细胞48 h后,表达绿色荧光的细胞百分率分别为(70.9±4.4)%和(45.8±2.3)%(P<0.05)。表达的PKCθ-EGFP融合蛋白均匀分布于细胞内,与EGFP蛋白在细胞内的分布相似。PDB刺激30 min后,表达PKCθ-EGFP的HeLa细胞的形态发生显著变化,即由原来的梭形变成圆形,荧光强度增强。但表达EGFP的HeLa细胞的形态及荧光分布均不受影响。小檗碱对PDB诱导的HeLa细胞的形态和EGFP-PKCθ融合蛋白的分布无明显影响。结论:表达PKCθ-EGFP融合蛋白的HeLa细胞在PDB作用下细胞形态发生显著变化。     

发育细胞生物学研究中的显微注射技术

系统介绍了显微注射技术,包括材料的选择处理,荧光分子探针的构建,显微注射过程等并通过紫竹梅花和洋葱鳞片,具体说明了显微注射技术在发育细胞生物学研究领域的应用。     

使用差异定位SunTag组件实现对细胞质内高含量蛋白的活细胞观察

生物过程由数百万个蛋白质驱动.蛋白质结构和蛋白质定位是蛋白质行使功能的关键.在过去的研究中,快速发展的荧光显微镜成像技术使研究人员可以直接观察蛋白质在活细胞内的定位.然而,对细胞质内高含量蛋白的活细胞观察仍然存在技术障碍.我们通过改进SunTag标记技术,使用差异定位的SunTag组件:一方面,在研究目的蛋白(POI)上标记多个V4抗原;另一方面,将识别V4抗原的抗体GCN4融合的绿色荧光蛋白(GCN4-GFP)通过差异定位后限制其与抗原的结合量.我们的方法大大降低了背景荧光信号,实现了对dynamin膜上功能单位的直接可视化.     

科学家开发出新型荧光标记工具

1962年科学家们首先在水母体内发现了绿色荧光蛋白（GFP）,从那以后,这种神奇的蛋白质成为生物学功能研究的重要工具之一。在绿色荧光蛋白的帮助下,研究人员不仅能够成像观测基因表达和蛋白质动态,还可以检测细胞内离子和小分子浓度、酶活性,标记细胞或分子亚群,实现复杂的动力学时空分析。     

动力蛋白轻链亚基LC8在人细胞内的亚细胞定位

动力蛋白是活跃于微管骨架上行使负向运输功能的分子马达.从人类B淋巴细胞cDNA文库中克隆得到动力蛋白轻链亚基的基因LC8,将该基因插入表达绿色荧光蛋白的载体pEGFP-C3,获得的重组DNA成功在两种人源细胞内表达.通过荧光实验对GFP-LC8亚细胞定位进行分析,确定GFP-LC8是典型细胞浆定位,主要分布在细胞外周区和微管组织中心附近.当用药物nocodazole处理细胞使微管解聚时,GFP-LC8的定位发生改变.表明融合蛋白可正确指示LC8的细胞定位,可用于进一步研究病毒感染后的胞内事件.     

应用绿色荧光蛋白标记技术研究钙调激Ⅱ在HeLa细胞中的分布

采用绿色荧光蛋白（GFP）标记技术研究钙离子钙调素依赖性蛋白激毒Ⅱ(CaMKⅡ）在HeLa细胞中的分布，为了研究细胞风钙离子钙调素信号的下游作用物，我们首先构建了CaMKⅡ与GFP的融合基因，磷酸钙沉淀法将pCaMKⅡ－GFP重组载体导入HeLa细胞，通过荧光显微镜观察，发现在细胞间期，CaMKⅡ－GFP融合蛋白主要分布于细胞核中，细胞质中亦有少量分布，这一分布不同于绿色荧光蛋白在间期细胞内的动匀分布，同时讨论了与间接免疫荧光染色方法相比，GFP技术在功能蛋白定位研究上的应用优势。     

拟南芥中一个经典阿拉伯半乳糖蛋白的亚细胞定位

为确定拟南芥中一个经典阿拉伯半乳糖蛋白(arabinogalactan-protein,AGP)的亚细胞定位,克隆了这个基因的编码区,与绿色荧光蛋白(GFP)基因构建融合表达载体,经农杆菌介导转化烟草BY-2悬浮细胞.利用激光扫描共聚焦显微镜,在稳定转化的BY-2细胞表面观察到绿色荧光.研究结果表明,此AGP分布在细胞膜表面.     

DiI荧光标记示踪兔皮肤成纤维细胞修复前交叉韧带损伤的研究

体内采用组织工程方法构建前交叉韧带种子细胞筛选研究,提供了一种理想的细胞标记的方法.体外分离培养兔皮肤成纤维细胞(SF),比较皮肤成纤维细胞使用荧光染料CM-DiI体外标记前后细胞的生长状态、增殖活性以及检测SF复合纤维生物蛋白胶植入前交叉韧带上12周后的荧光表达情况.结果表明CM-Dil标记SF效果良好,标记阳性率高于95%.而标记前后SF增殖活性无明显变化,荧光标记在体内实验12周后仍有表达.从而证实CM-DiI是筛选前交叉韧带组织工程种子细胞筛选研究中细胞标记、示踪的良好标记物.     

不同恶化程度胃癌细胞系的细胞间隙连接通讯功能及Cx43表达的差异

以人正常胃黏膜上皮细胞系GES-1和不同恶化程度的人胃癌细胞系(低恶化AGS细胞系、中恶化SGC-7901细胞系、高恶化BGC-823细胞系)为研究对象,采用激光共聚焦显微镜的荧光漂白恢复技术及划痕标记荧光染料示踪技术研究不同恶化程度的胃癌细胞系细胞间隙连接通讯(Gap junctional intercellular communication,GJIC)功能的差异;采用荧光定量PCR技术和间接免疫荧光技术检测间隙连接蛋白(Connexin43,Cx43)基因在mRNA和蛋白水平的表达差异,探求其与胃癌恶性程度的相关性.结果表明,在正常胃细胞系和低、中及高恶化胃腺癌细胞系中,细胞间的GJIC功能随着恶性程度的升高而减弱(AGS、SGC-7901)或消失(BGC-823),且Cx43蛋白及mRNA的表达量随着恶性程度的升高而下调(AGS、SGC-7901)或缺失(BGC-823).这提示胃癌恶性程度与胃癌细胞的GJIC功能显著相关(P<0.05),GJIC在胃癌发生中起重要作用.     

稳定表达绿色荧光蛋白的HEK293T细胞的构建

为探讨绿色荧光蛋白(GFP)在传代细胞中是否能随细胞的增殖稳定表达,构建稳定表达GFP的细胞系统,选取HEK293T细胞,使用第三代慢病毒包装系统,包装表达了GFP的慢病毒,然后用包装好的慢病毒去侵染HEK293T细胞.通过细胞成像技术统计了不同代数细胞的荧光强弱并计算细胞形态大小,利用膜片钳记录了HEK293T细胞的电流-电压(I-V)曲线.实验结果显示,GFP能随细胞的增殖稳定表达,被慢病毒侵染后的细胞的形态及基本电生理活动与正常细胞相比,没有产生显著差异.     

c-fos启动子与GFP重组质粒的构建及在Pc12细胞中的表达

目的：构建c—fos启动子与GFP的重组质粒载体,并使其在体外培养哺乳动物pcl2细胞中表达．方法：Xba I、Hind Ⅲ双酶切含c—fos启动子的HF443质粒,纯化后与同样双酶切的绿色荧光蛋白基因连接;利用Lipofect AMINE 2000将重组质粒转染体外培养哺乳动物pcl2细胞．结果：加入Na^ 通道激活剂乌头碱后,转染后的pcl2细胞可发出较强的绿色荧光．结论：c—fos启动子与GFP重组质粒构建成功,并可用于哺乳动物活细胞c—fos基因的检测．     

马铃薯StHb1蛋白的亚细胞定位

为了研究马铃薯StHb1蛋白的亚细胞定位情况,采用RT-PCR技术克隆到马铃薯StHb1基因cDNA序列,并成功构建了StHb1基因与绿色荧光蛋白基因的融合表达载体pBI121-StHb1-GFP.利用农杆菌介导法将重组载体转化洋葱内表皮细胞,通过荧光显微镜观察融合蛋白的瞬时表达以确定StHb1蛋白在细胞内的分布.结果表明StHb1蛋白主要分布于细胞核中.