靶向HIV-1细胞受体基因CCR5的人工miRNA的构建与鉴定

趋化因子CCR5是HIV-1入侵机体细胞的主要辅助受体之一,通过抑制CCR5的表达可以在一定程度上阻断HIV-1的复制进程.miRNA介导的RNA干扰相比经典的siRNA在应用中具有更多的特点.本研究的目的是构建可特异有效靶向CCR5的人工miRNA元件.本研究以CCR5基因序列为模板设计了14个miRNA靶序列,以天然miR-30a为基础骨架通过靶序列区替换构建人工miRNA元件.通过将miRNA表达质粒与携带靶序列区的报告质粒的共转染抑制实验检测不同miRNA的抑制效率,结果显示miCCR-13A具有较好的抑制效率和特异性.进一步将miCCR-13A表达载体转染CCR5阳性的HIV-1受体细胞株TZM-b1,RT-PCR检测显示miCCR-13A可在细胞中获得有效表达,同时应用免疫流式细胞术检测显示在miCCR-13A转染细胞相比对照细胞的CCR5蛋白的检测活性明显降低.进一步的研究显示miCCR-13A在细胞中不会影响细胞活性和干扰素效应相关基因osa1和stat1 mRNA水平,具有良好的特异性.本研究获得的可特异靶向CCR5的人工miRNA元件可为进一步的抗HIV-1研究提供重要基础.     

Cyclin E分子siRNA慢病毒载体的构建及其对骨肉瘤细胞系sosp9607的影响

设计筛选针对人cyclin E分子的siRNA序列,构建相应的siRNA慢病毒载体,检测其对骨肉瘤细胞系Sosp9607胞内cyclin E分子表达水平的影响.首先设计并合成4对siRNA双链寡聚核苷酸,与cyclin E分子真核表达载体共同转染293T细胞.挑选出最有效抑制cyclin E表达的序列,应用基因工程技术,将该序列连接于慢病毒载体pLKO.1中,构建携带针对目的基因cyclin E的siRNA慢病毒载体pLKO-CE.使用慢病毒包装质粒混合物和构建好的慢病毒载体共转染293T细胞,收获病毒上清,感染Sosp9607细胞系,对病毒感染后抑制cyclinE表达的效果进行检测.结果在4条针对cyclin E分子设计的siRNA序列中,siRNA-464最为有效的抑制了外源性cyclin E分子的表达;带有该序列的慢病毒载体pLKO-CE可以完全抑制Sosp9607细胞中天然分子的表达,引起Sosp9607细胞生物学行为的改变:G1期细胞增多,S期减少,细胞增殖受抑制.说明应用基因工程技术成功构建了针对cyclin E分子的RNA干扰慢病毒载体,可有效抑制骨肉瘤细胞cyclin E的表达,使肿瘤细胞增殖减缓,为深入研究针对cyclin E的基因治疗方案的临床前实验研究提供了实验证据和理论依据.     

异甘草素及其衍生物逆转多药耐药的机制

对异甘草素衍生物ISL-1、ISL-2的结构进行表征,并检测了其多药耐药逆转活性,进一步利用P-gp高表达的犬肾细胞MDCK-MDR1模型,考察异甘草素及其衍生物与P-gp的相互作用。实验结果表明,异甘草素、ISL-1和ISL-2对乳腺癌耐药细胞株MDA435/LCC6 MDR具有不同程度的逆转作用,同时均是P-gp的弱底物,具有显著的抑制P-gp外排的作用,有望成为高效低毒的多药耐药逆转剂。     

PC12细胞诱导的神经缺血细胞Smad7-siRNA及沉默效果的检测

目的探讨诱导PC12细胞分化的神经细胞靶向沉默Smad7基因特性,同时进行沉默效果检测.方法以Smad7基因为靶目标,设计合成3条siRNA序列,进行细胞转染,利用Real time-PCR和Western blot技术检测沉默效果,筛选出最有效的干扰序列,同时检测出最佳的转染浓度和转染时间.结果针对Smad7基因设计合成及筛选出靶向沉默Smad7基因的干扰序列(siRNA1);siRNA1的最佳转染浓度是4μg/mL;siRNA1的最佳转染时间是24 h;siRNA1对Smad7的抑制效果优于其他干扰序列.结论 siRNA1能有效沉默Smad7基因;lipofectamineTM2000可成功将siRNA1转染至神经细胞,转染效率较高;利用siRNA技术能有效抑制神经细胞.     

补中益气汤含药血清对A549/DDP细胞药物泵P-gp及LRP蛋白表达的影响

目的:用补中益气汤含药血清处理A549/DDP细胞,观测药物泵P-gp及LRP的表达,并同小干扰RNA片段(siRNA)靶向切除P-gp、LRP基因后对这两种蛋白表达的影响相比较.方法:补中益气汤含药血清处理A549/DDP细胞,设计并合成针对P-gp、LRP基因对应序列的siRNA,采用转染试剂对细胞进行转染.两种蛋白实验分组均为:空白对照组、含药血清处理组及siRNA处理组.采用RT-PCR检测P-gp及LRP mRNA,免疫细胞化学法检测蛋白表达及定位,WB检测蛋白表达.结果:补中益气汤含药血清可以降低两种药物泵的表达,效果同siRNA类似,具有统计学差异(P0.05).结论:补中益气汤含药血清能降低A549/DDP细胞上P-gp和LRP的表达.     

CD226分子siRNA慢病毒载体的构建和鉴定

为设计筛选针对人CD226分子的siRNA序列,构建相应的siRNA慢病毒载体,检测其对Jurkat/E6细胞膜表面天然CD226分子表达水平的影响,首先设计并合成4对siRNA双链寡聚核苷酸,与CD226分子真核表达载体共同转染293T细胞,挑选出最有效抑制CD226表达的序列。应用基因工程技术,将该序列连接于慢病毒载体pLKO.1中,构建携带针对目的基因CD226的siRNA慢病毒载体。使用慢病毒包装质粒混合物和构建好的慢病毒载体共转染293T细胞,收集上清,感染Jurkat/E6细胞系,对病毒感染效果进行检测。结果在4条针对CD226分子设计的siRNA序列中,siRNA—513最为有效的抑制了外源性CD226分子的表达,带有该序列的慢病毒载体pLKO—CD226可以完全抑制Jurkat/E6细胞上天然分子的表达。说明应用基因工程技术成功构建了针对CD226分子的RNA干扰慢病毒载体,为深入研究人类黏附分子CD226在机体免疫功能方面提供了技术支持。     

敲低EYA3基因抑制人视网膜母细胞瘤WERI-Rb-1细胞的生长

为了探讨人眼缺失基因(EYA3)在人视网膜母细胞瘤发生发展中的生物学作用,构建了EYA3小干扰RNA (siRNA)的真核表达载体,并验证敲低效果和观察其对人视网膜母细胞瘤WERI-Rb-1细胞生长的影响.根据人EYA3的cDNA序列,将设计含有小发卡结构的寡核苷酸序列克隆到siRNA表达载体上;将重组质粒转染HEK293T细胞中,通过实时定量RT-PCR及Western印迹检测EYA3基因的表达水平;重组质粒稳定转染人视网膜母细胞瘤WERI-Rb-1细胞并利用生长曲线检测EYA3对其生长的影响.结果表明:构建的siRNA能够抑制EYA3基因的表达,生长曲线验证EYA3 siRNA基因能抑制人视网膜母细胞瘤WERI-Rb-1细胞的生长.最后结论是EYA3 siRNA能够抑制人视网膜母细胞瘤WERI-Rb-1细胞的生长,本实验为进一步研究EYA3在视网膜母细胞瘤中的功能奠定了基础.     

CSB1-Lipo-DOX-miR101靶向治疗乳腺癌及抗耐药效应的体外研究

通过薄膜超声分散技术、硫酸铵主动载药技术构建了靶向乳腺癌(breast cancer, BC)细胞的具有抑制化疗药物多药耐药性(multidrug resistance, MDR)特征的阿霉素(doxorubicin, DOX)脂质体载药体系CSB1-Lipo-DOX-miR101。应用MTT法、损伤修复法、Transwell、细胞核染色、扫描电镜等技术对药物疗效和细胞行为变化进行研究。利用网络数据库分析miRNA101潜在靶向的MDR相关靶基因及BC恶性表征相关基因,以Western blot验证分析miRNA101靶基因的表达及潜在的抗MDR机制。结果表明,CSB1-Lipo-DOX-miR101对BC细胞MCF-7靶向性良好,特别是对耐药性BC细胞MCF-7/ADR具有明显杀伤力,同时对药物的MDR形成具有显著抑制作用,使药物可以持续发挥杀伤作用。结果提示CSB1-Lipo-DOX-miR101可以提高DOX对BC的临床治疗效应、降低毒副作用及复发率,其对BC的治疗效应及对MDR的抑制机理可能是通过抑制ABCC5、EZH2、APEX1、ITGB1、Snail1、MMP2基因表达实...     

色胺酮在食管癌化疗耐药过程中的作用

为研究色胺酮对食管癌化疗药物顺铂耐药性的抑制作用及其作用机制,设计食管癌Eca109细胞及其顺铂耐药株Eca109/cDDP细胞的顺铂及色胺酮不同处理组,根据实验目的选择不同的处理方式.利用实时荧光定量PCR检测Eca109和Eca109/cDDP细胞中多药耐药基因1(MDR1)及谷胱甘肽-巯基-转移酶-pi基因(GST-pi)的mRNA表达水平;免疫印迹和免疫荧光技术检测Eca109细胞和Eca109/cDDP细胞中MDR1和GST-pi蛋白的表达水平;细胞计数试剂盒(cell counting kit,CCK-8)法检测细胞增殖以及基因敲降后的回补效果.结果表明:色胺酮不仅显著抑制了食管癌细胞顺铂耐药株Eca109/cDDP细胞中MDR1基因的表达,而且MDR1和GST-pi蛋白的表达也受到了显著的抑制;色胺酮不但能抑制Eca109细胞的增殖能力,对耐药株Eca109/cDDP细胞增殖也存在抑制作用;色胺酮逆转耐药性的能力依赖于对MDR1和GST-pi的表达抑制.综上分析,色胺酮能够通过抑制MDR1和GST-pi蛋白的表达来逆转食管癌细胞顺铂耐药株的耐药性,是一种潜在的化疗辅助药物.     

靶向hTERT的shRNA腺病毒载体的构建及其对MCF-7细胞hTERT表达的影响

设计针对人端粒酶逆转录酶催化亚基(hTERT)的干扰靶序列GGAACACCAAGAAGTTCATCT,构建siRNA表达质粒PgenesilhTERT;随后将shRNA表达框克隆到入门载体pENTRTM1A,构建重组质粒pENTR/U6-hTERT-polyA;使用同源重组方式在体外将该表达框重组到腺病毒载体pAd/PL-DEST,得到重组腺病毒质粒pAd/U6 –TERT-polyA;线性化的重组腺病毒质粒在HEK 293细胞内包装为具有感染能力的病毒颗粒rAd-hTERT.同时构建不针对任何基因的shRNA阴性对照rAd-HK,空病毒对照rAd-blank和只含EGFP的rAd -EGFP.四种病毒经酶切、电泳分析表明插入序列正确,腺病毒载体构建成功.Western blotting测定转染后各组hTERT蛋白的表达情况,证实转染rAd-hTERT 48 h后,hTERT的表达明显被抑制.实验表明基于Gateway技术的腺病毒介导的shRNA载体构建成功,rAd-hTERT可有效抑制乳腺癌MCF-7细胞hTERT基因的表达.本研究为针对端粒酶的基因治疗奠定了实验基础.     

核盘菌交配型基因mat1-1敲除载体的构建及转化

利用根癌农杆菌介导真菌遗传转化方法对核盘菌的交配型基因mat1-1进行基因同源重组的敲除对比实验,获得了缺失mat1-1基因的转化菌株.先利用PCR方法获得mat1-1基因的左右两侧片段,将测序正确的两个侧翼片段分别重组到农杆菌转化载体PBI-G3C中,并将新霉素抗性标记引入农杆菌转化载体PBI-G3C中,构建成农杆菌介导转化核盘菌的打靶载体ΔPBI-G3CN-mat1-1,再将ΔPBI-G3CN-mat1-1质粒转化至根癌农杆菌EHA105中.利用核盘菌菌丝进行转化,将得到的转化菌株,利用PCR方法进行验证,证实有敲除菌株存在.通过对敲除菌株进行生理表型的测定发现,缺失mat1-1基因的敲除菌株其生长速度与野生核盘菌菌株相比无明显差异,但敲除菌株不能产生菌核与子囊盘.     

mdr1介导的获得性多药耐药性在胃癌细胞SGC7901的自然逆转

目的:探讨mdr1介导的获得性多药耐药在胃癌细胞SGC7901的自然逆转情况.方法:将培养细胞分为SGC7901、加长春新碱(VCR)的SGC7901/VCR和停VCR 6个月的SGC7901/VCR(设为SGC7901/VCR-)3组,用RT-PCR和原位杂交检测mdr1 mRNA的表达,免疫印迹和免疫组化检测P-gp的表达,流式细胞仪检测阿霉素在细胞内的蓄积和潴留,MTT法检测细胞对化疗药物的敏感性.结果:SGC7901/VCR-组mdr1 mRNA和P-gp表达水平介于SGC7901和SGC7901/VCR之间.SGC7901/VCR-阿霉素蓄积和潴留均高于SGC7901/VCR,低于SGC7901(P<0.05).SGC7901/VCR-对化疗药物的IC50小于SGC7901/VCR,大于SGC7901(P<0.01);对DDP和ADR的耐药指数低于SGC7901/VCR(P<0.05).结论:停化疗药物6个月后,胃癌耐药细胞亚系SGC7901/VCR的多药耐药性降低,但未降到亲本SGC7901水平.     

表达肿瘤抗原HPV-58 E7的HLA-A*0201阳性宫颈癌细胞模型的构建和鉴定

为建立内源性表达58型人乳头瘤病毒(Huamn papillomavirus type 58,HPV-58)重要癌抗原E7蛋白的HLA-A*0201阳性人宫颈癌细胞模型.以HPV-58全基因组为模板,采用PCR法扩增E7蛋白的编码基因,构建真核表达载体pEGFP-N2-HPV58E7;转化大肠杆菌DH5α,通过DNA测序鉴定质粒载体;经除内毒素纯化后,将大量制备的重组质粒瞬时转染293T细胞,采用RT-PCR和细胞免疫荧光方法研究重组质粒在人源细胞中的表达情况;最后,选择HPV检出阴性的HLA-A*0201阳性人宫颈癌C33A细胞株为宿主细胞,采用脂质体转染、G418抗性加压筛选和细胞克隆化培养技术,建立能够稳定表达HPV-58 E7的恒定转染细胞株.采用RT-PCR、Western-blot和细胞增殖测定等方法从转录、翻译和表型等3个层次对所建细胞株进行鉴定研究.研究结果显示:克隆制备了HPV-58 E7蛋白的编码基因;构建获得了能够在人源细胞中表达HPV58E7-EGFP融合蛋白的真核表达质粒;并成功建立了能够稳定表达HPV-58 E7的HLA-A*0201阳性人宫颈癌细胞模型;核酸和蛋白水平的鉴定结果表明所建模型细胞能够表达HPV-58 E7癌抗原,宿主细胞本身表达的Ⅰ类组织相容性抗原HLA-A*0201有望通过内源性抗原加工途径将E7抗原的细胞毒性T细胞(Cytotoxic lyphocyte,CTL)表位提呈到细胞表面;另外,细胞增殖试验结果亦表明该细胞模型体现出E7蛋白显著的诱导细胞增殖的生物学特征.总之,能够稳定表达HPV-58 E7癌蛋白的HLA-A*0201阳性人宫颈癌细胞模型的建立为后续即将展开的以HPV-58 E7为靶标的宫颈癌治疗性疫苗和药物的寻找和研究奠定基础.     

氧化还原因子-1的原核表达纯化及其活性鉴定

为建立氧化还原因子-1(Ref-1)的原核表达系统,将经过酶切后的人源Ref-1编码片段定向克隆到pGEX-4T-3载体上,构建了pGEX-4T-3/Ref-1原核表达载体,重组质粒转化至BL21(DE3)工程菌,异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)诱导重组工程菌表达可溶性融合蛋白,谷胱甘肽琼脂糖凝胶4B(Glutathione Sepha-rose 4B)亲和纯化重组蛋白,透析后用聚乙二醇8000(PEG8000)浓缩,获得纯度达92%的融合蛋白,产率为3.7 mg/L,融合蛋白占菌体总蛋白的6.8%.蛋白质印迹(Western blot)显示该蛋白可以被抗体特异性识别,证实其为GST-Ref-1融合蛋白.GST-Ref-1蛋白体外增强了激活蛋白-1(AP-1)的DNA结合能力,并能拮抗H2O2造成的AP-1氧化损伤.     

Polycistronic strategy for cyanobacterial expression vector construction: Co-transcription of a human gene and a selective marker gene

A polycistronic expression vector, pKGA-NTF1, was constructed for the cyanobacterium. Within this vector, the spectinomycin/streptomycin resistance gene (aadA) facilitated the selection of transformants when co-transcribed with favorite genes. A natural glnA gene was selected as the platform to introduce the plasmid into a neutral site of the Synechococcus sp. PCC 7002 chromosome. Function of the vector was demonstrated by the insertion of a modified human Trefoil factor 3 gene (NTF1) to upstream of the aadA gene and by the analyses of the transformed strains. Antibiotics resistance assays showed that the dicistronic expression cassette conferred high spectinomycin resistance to both the E. coli cells and the Synechococcus cells. PCR analysis and Western-blot analysis were carried out to confirm the integration and expression of the NTF1 gene, respectively. Through simple molecular manipulations, the artificial polycistronic structure described here can be conveniently used to express other favorable genes or operons in cyanobacteria, and to study the cyanobacterial gene expression as well.     

Construction and expression of retroviruses encoding dual drug resistance genes in human umbilical cord blood CD34+ cells

A series of retroviral vectors encoding human mdr1 gene alone as well as in combination with either human mgmt gene or human mutant Ser31-dhfr gene are engineered. The resultant retroviruses are used to transduce human umbilical cord blood CD34+ cells. It has been shown that expression of dual drug resistance genes in transduced cells confers a broad range of resistance to both kinds of corresponding drugs. These data suggest a rationale for the use of such double chemoresistance gene constructs in an in vivo model in which transduced hematopoietic cells will acquire multiple protection against the cytotoxic side effects of combination chemotherapy and may have future application in chemoprotection of normal tissues, thus killing tumor cells more effectively.     

Several alleles of the multidrug-resistance gene are closely linked to chloroquine resistance in Plasmodium falciparum

The lethal form of human malaria caused by Plasmodium falciparum is virtually uncontrollable in many areas because of the development of drug resistance, in particular chloroquine resistance (CQR). CQR is biologically similar to the multiple drug resistance phenotype (MDR) of mammalian tumour cells, as both involve expulsion of drug from the cell and both can be reversed by calcium channel antagonists. A homologue (pfmdr1) of the mammalian multidrug resistance gene has been implicated in CQR because it is amplified in some CQR isolates of P. falciparum as is an mdr gene in MDR tumour cells. We show here that the complete sequences of pfmdr1 genes from 2 CQ sensitive (CQS) P. falciparum isolates are identical. In 5 CQR isolates, 1-4 key nucleotide differences resulted in amino acid substitutions. On the basis of these substitutions, we have correctly predicted the CQS/CQR status of a further 34 out of 36 isolates. This is a paradox as CQR arises much less frequently than would be predicted if single point mutations were sufficient. We conclude that a mutated pfmdr1 gene is one of at least two mutated genes required for CQR.     

通用型奶牛多位点基因打靶载体系统的构建

以奶牛为研究对象,以其重复的rRNA基因间的间隔序列为靶位点,基于BAC重组酶系统构建多位点基因打靶载体,为建立体内多位点基因打靶技术获得关键材料.首先构建BAC-TDN筛选载体,然后构建pYLVS-GD表达载体.将BAC-TDN筛选载体和pYLVS-GD表达载体共转化至大肠杆菌NS3529中,通过Cre重组酶的作用形成BAC-TDN-VS-GD质粒,采用归位内切酶I-SceI切除pYLVS载体骨架,构建奶牛多位点基因打靶载体BAC-TDN-GD,利用接头LS使之环化.BAC-TDN-GD打靶载体与pYLSV质粒组成了通用型奶牛多位点打靶载体系统.以重复序列为靶位点的多位点基因打靶技术,将部分解决目前存在的打靶效率低、安全性差等问题.     

Cloning and Characterization of Gene Promoters from Bacillus pumilus

DNA fragments obtained from Sau3AI partially digested total DNA of Bacillus pumilus UN31-C-42 are first inserted into BamHI site of pSUPV4, a promoter-probe vector. The recombinant DNA molecules are transformed into Escherichia coli cells and eight-three Kanr clones (named pSUBp1-pSUBp83) are obtained. The inserted fragments in pSUBp53, pSUBp57, pSUBp21, which showed high level of kanamycin- resistance, are sequenced and analyzed, respectively. These fragments contain some con-served sequences of prokaryotic gene promoters, such as TATAAT and TIGACA box. The promoter frag-ment Bp53 could efficiently promote the alkaline protease gene of B. pumilus expression not only in E.coli but also in B. subtilis cells.