光控超小型CRISPR/Cas经AAV载体递送实现对人基因组的高效编辑

CRISRP/Cas系统是目前广为使用的基因编辑工具，而腺相关病毒(AAV)也是目前最安全有效的基因治疗递送载体。为了实现AAV载体介导的CRISRP/Cas基因编辑，各种可装载于AAV载体的基因编辑工具也先后被报道。尽管如此，AAV载体介导的时空特异性基因编辑仍较难实现。为此我们结合光遗传学，将蓝光诱导表达系统、超小型CRISPR/Un1Cas12f1基因编辑系统以及AAV载体递送系统进行有机整合，开发出光控诱导表达的超小型基因编辑系统(AAV-PA-Cas12f1),并将其通过AAV递送至人源细胞HEK293T中。在无光条件下其表达背景极低，而经过蓝光诱导实现了对人基因组的高效基因编辑：以Intergene2为例，利用PCR产物-TA克隆结合单克隆测序分析得到该系统的实际编辑效率高达56%,编辑类型为碱基缺失或兼具碱基缺失与插入。此工具的开发为实现体内精准基因编辑奠定了基础，为解析更多生物学机制及探索疾病治疗策略提供了技术平台。     

CRISPR/Cas9技术联合AAV对Rosa-mTmG小鼠的MEF细胞进行编辑

目前,基因编辑技术已被广泛用于生物医学研究,本研究利用AAV(Adeno-Associated Virus)递送CRISPR/Cas9系统,实现高效率的基因编辑,并对特定组织细胞中的基因编辑进行了初步探索.我们首先采用Rosa-mTmG转基因小鼠来研究CRISPR/Cas9在小鼠胚胎成纤维细胞(Mouse Embryonic Fibroblast,MEF)中的编辑效率;接着,我们构建了能够被AAV包装的SaCas9系统,并通过瞬转以及AAV介导递送的方式检测其基因编辑效率;最后,我们还构建了含有心肌特异启动子的cTNT-PX601-sgRNA以备后续研究.结果发现,与瞬转相比,AAV介导CMV-PX601-sgRNA在体外能够极大地提高细胞的基因编辑效率.另外,cTNT-PX601-sgRNA能够在心肌细胞中特异表达.我们的结果表明,利用AAV介导的CRISPR/Cas9系统在体外可以实现高效地基因编辑,为靶向修复基因缺陷疾病,特别是特定组织器官中的基因缺陷,提供了研究工具和实验依据.     

腺相关病毒介导带基因座控制区核心序列的β-珠蛋白基因在红系细胞中整合与表达

为提高人β-珠蛋白基因在基因转移中的稳定性与在红系细胞中的表达水平,构建了带单个和多个基因座控制区核心序列的人β-珠蛋白基因腺相关病毒ade-no-associatde vits,AAV)载体AV531E2Δβ2Neo和AV53HS432Δβ2pNeo．利用AAV载体介导的基因转移将两种重组体导入红系细胞(MEL),分析了它们在MEL细胞中的整合与表达．结果表明,AAV载体介导带多个基因座控制区核心序列的人β-口珠蛋白基因在MEL细胞中较稳定整合,呈现与内源α-珠蛋白基因可比的表达水平．     

HIV-1外膜蛋白gp120在酵母Pichia pastoris中的表达

目的 用巴斯德毕赤酵母系统表达HIV外膜糖蛋白gp120.方法 将从HIV-1型国际标准株pHXB2-gp160的基因序列中扩增出的gp 120分子的长片段基因(1 419 bp)和短片段基因(417bp)分别克隆入真核表达载体pPICZαA与pPICZB中,以电穿孔法转化酵母GS 115.用YPDS-zeo平板筛选重组子、PCR方法检测整合到酵母菌GS 115基因组中的gp 120片段基因,经甲醇诱导表达后,SDS-PAGE和免疫印迹分析表达产物.结果 诱导后gp 120短片段多肽在GS 115中少量表达,在诱导表达24 h重组蛋白表达量及抗原性达到最高,表达产物被降解,具有良好的抗原特异性.诱导后gp 120长片段多肽未被GS 115所表达.结论 在巴斯德毕赤酵母中成功表达gp 120分子长片段需要优化gp 120基因,为制备HIV-1的诊断抗原和基因工程重组疫苗打下基础.     

利用CRISPR/Cas9系统建立成体心肌细胞特异性Oga基因敲除小鼠模型

目的 利用腺相关病毒9(AAV9)介导的CRISPR/Cas9系统构建成体心肌细胞特异性Oga基因敲除小鼠模型,来研究内源性OGA在成体心脏稳态维持中的功能。方法 首先,筛选靶向Oga编码区的有效sgRNA,构建包装表达有效sgRNA的AAV9病毒。其次,建立心肌细胞特异性SpCas9表达小鼠(α-MHC^Cas9),并通过腹腔注射方式将AAV9-sgOga注射到小鼠体内。通过qPCR和Western blot印记杂交实验检测Oga的表达情况,确定Oga敲除是否成功。最后,通过组织学分析心脏结构,以及超声心动图分析心脏功能,来分析Oga对心脏稳态维持的影响。结果 筛选到2条可以有效靶向Oga编码区的sgRNA,通过AAV9递送实现了Oga基因在心脏组织的有效敲除,且导致O-GlcNAcylation表达显著上升;组织学分析和超声心动图分析发现基因敲除小鼠心脏结构及功能在基础水平与对照小鼠无显著变化。结论 利用AAV9介导的CRISPR/Cas9系统成功建立了成体心肌细胞Oga基因敲除的小鼠模型,为研究OGA介导的O-GlcNAcylation清除在心脏稳态维持中的功...     

人免疫缺陷病毒2型（HIV—2）穿膜蛋白基因片段克隆表达

以人免疫缺陷病毒２（ＨＩＶ－２）的原病毒基因组为模板,通过套式ＰＣＲ扩增得到了ＨＩＶ２的一段特异性膜抗原蛋白基因片段;随后将此片段克隆入诱导表达载体ｐＧＥＸ－５Ｘ－１,获得了重组表达质粒ｐＧＥＸ３６－ＥＮＶ．ＩＰＴＧ对重组表达菌株诱导后,ＳＤＳ－ＰＡＧＥ结果显示重组菌株有特异性表达蛋白带产生。     

利用昆虫病毒系统生产表达胰岛素的腺相关病毒

腺相关病毒(Adeno-associated virus-2,AAV-2)用于构建基因治疗病毒载体,在基因治疗领域受到了普遍重视和关注,而rAAV在应用过程中一个很重要的限制因素就是缺乏简单有效的大规模制备方法.运用昆虫细胞表达系统来提高AAV-2的产量,分别采用绿色荧光蛋白(GFP)和胰岛素(Insulin)基因替代AAV-2的结构基因后,与其他重组病毒共转染293t细胞,3 d后即可检测到高效表达的GFP和Insulin.结果表明,该方法能够比较理想地提高AAV的产量,为临床使用奠定了基础.     

HIV-1病毒样颗粒真核表达系统的建立

目的 利用哺乳动物细胞表达HIV-1病毒样颗粒,为HIV-1病毒的生物学研究和进一步设计HIV-1中和优势表位预防性疫苗奠定基础.方法 以293T细胞作为宿主细胞,利用磷酸钙沉淀法将带有HIV-1病毒被膜蛋白gp160基因的pcDNA3.1/BaL gp160真核表达载体和带有HIV-1核心蛋白(gag)的pVRC3900真核表达载体共转染至293T细胞中,收集培养上清,经蔗糖不连续梯度离心,收集病毒样颗粒,经磷钨酸负染,透射电镜观察结果 .结果 以磷酸钙沉淀DNA转移技术,EGFP真核表达质粒为靶基因,293T细胞为宿主细胞,最佳转染效率达30%以上;将peDt NA3.1/BaL gp160(env)和pVRC3900(gag)真核表达质粒共转染,宿主细胞成功表达目的 蛋白,转染细胞培养上清经蔗糖密度梯度离心,电镜观察可见自行装配的HIV病毒样颗粒.结论 在真核细胞中表达HIV-1病毒样颗粒.     

靶向心肌组织的新型腺相关病毒载体的构建及筛选

为了构建以心肌为靶点的基因治疗载体,通过DNA shuffling技术对选择的8种AAV(AAV1～AAV4,AAV6～AAV9)衣壳基因进行了重组,构建了随机突变体AAV衣壳文库.将随机突变体AAV衣壳文库在小鼠体内直接筛选,最终筛选得到高心肌靶向和低肝脏靶向的新型AAV衣壳:AAVH50与AAVH59.通过尾静脉注...     

靶向树突状细胞的呼吸道合胞病毒F重组蛋白的构建与体外活性分析

分析以人呼吸道合胞病毒(Human respiratory syncytial virus,RSV)融合糖蛋白(fusion glycoprotein,F)为抗原靶向DEC205/CD205受体策略对重组F蛋白表达及活性的影响.F蛋白是RSV的重要中和抗原,克隆RSV F蛋白胞外区的编码基因至可识别鼠树突状细胞(Dendritic cells,DCs)DEC205受体的单链抗体(single chain antibody of anti-DEC205,scDEC)的C端,构建可表达重组F蛋白(scDECF)的质粒pVAX1/scDECF,Western blot方法检测scDECF的表达,免疫荧光法和流式细胞术检测表达的scDECF与DEC205受体的结合活性.经Western blot证实在pVAX1/scDECF转染的293T细胞成功表达了scDECF.将所获得的细胞培养上清与表达鼠DEC205受体的细胞CHOmDEC205孵育,用免疫荧光和流式细胞术证实:与作为对照的重组F蛋白scISOF相比,所获得的scDECF与CHOmDEC205细胞呈现明显的结合.本研究成功表达了重组蛋白scDECF,且所获得的重组蛋白scDECF具有与表达DEC205受体的细胞特异性结合的活性.     

人endostatin基因重组逆转录病毒载体的构建及其在NIH3T3细胞中表达

为探讨转人血管内皮抑制基因（endostatin）在转染细胞中的表达，利用逆转录病毒载体构建人endostatin基因的重组质粒，通过脂质体（lipofectamine）将重组质粒导入包装细胞PA317,制备重组病毒液。用重组病毒液感染NIH3T3细胞，经G418筛选获得转入endostatin基因细胞株NIH3T3-endo。同法制备对照细胞株NIH3T3-pLncx.PCR检测NIH3T3-endo细胞基因组，在扩增产物中一份550bp人endostatin基因特异性片段，对照组为阴性。免疫组化测定示仅NIH3T3-endo细胞中有外源性endostatin蛋白的表达，说明人endostatin基因已被成功导入NIH3T3细胞，并获得稳定表达。     

靶向TTF-1的siRNA腺相关病毒载体组装验证

为了解决靶向TTF-1的siRNA导入肺腺癌细胞的问题,设计了3条靶向NCI-H1975细胞TTF-1基因的siRNA,并将其分别构建到腺相关病毒上.在293细胞中装配病毒,收获病毒原初液后进行超滤浓缩、层析柱纯化,测定病毒滴度.重组病毒感染肺腺癌细胞系NCI-H1975,通过Western-Blot实验检测siRNA效果,利用凋亡实验验证细胞生物学效应.Western-Blot实验测得siRNA有较好的干扰效果,凋亡实验测得肺腺癌细胞NCI-H1975产生了凋亡,从而证明具有感染性的靶向TTF-1的siRNA腺相关病毒载体组装成功.     

人免疫缺陷病毒2型(HIV-2)穿膜蛋白基因片段克隆表达

以人免疫缺陷病毒２（ Ｈ Ｉ Ｖ２） 的原病毒基因组为模板,通过套式 Ｐ Ｃ Ｒ 扩增得到了 Ｈ Ｉ Ｖ２ 的一段特异性膜抗原蛋白基因片段;随后将此片段克隆入诱导表达载体ｐ Ｇ Ｅ Ｘ５ Ｘ１ ,获得了重组表达质粒ｐ Ｇ Ｅ Ｘ３６ Ｅ Ｎ Ｖ． Ｉ Ｐ Ｔ Ｇ 对重组表达菌株诱导后, Ｓ Ｄ Ｓ Ｐ Ａ Ｇ Ｅ 结果显示重组菌株有特异性表达蛋白带产生     

Npas4基因过表达慢病毒的构建及其在SK-N-SH细胞的表达

研究旨在构建Npas4基因过表达慢病毒,为进一步深入探索Npas4基因的功能奠定基础。用人工合成大鼠Npas4基因c DNA片段,将其插入p CDH-CMV-MCS-EF1-cop GFP构建慢病毒表达质粒p CDH-Npas4。酶切、测序验证质粒后,将p CDHNpas4和辅助质粒共转染包装细胞293T,浓缩上清得病毒颗粒并测定病毒滴度。取病毒颗粒感染SK-N-SH细胞48 h,收集细胞采用Western blotting法检测Npas4蛋白的表达。p CDH-Npas4携载正确Npas4基因,将其包装293T细胞后能产生病毒。病毒滴度为1.05×109TU/m L。相比于转染GFP病毒对照组(GFP)和未转染对照组(control),Npas4重组慢病毒组(Npas4)的细胞Npas4蛋白表达显著增高。成功构建Npas4基因过表达的重组慢病毒载体p CDH-Npas4,并获得高效的重组慢病毒,能将外源Npas4基因导入SK-N-SH细胞,为进一步研究Npas4基因的相关功能奠定了基础。     

HIV-1感染与树突状细胞相互作用的研究进展(综述)

树突状细胞(dendritic cells，DC)是目前所知的机体内功能最强的抗原呈递细胞，在免疫应答中发挥重要作用。在AIDS发病机制中有关人类免疫缺陷病毒(HIV)与宿主细胞之间的作用已经有很多报道，但对树突状细胞与HIV感染之间的作用了解较少。近年来的研究发现HIV-1能诱导树突状细胞分化，改编细胞基因表达，上调细胞因子和趋化因子的产生活化T细胞，而不同的DC亚群表达不同的甘露糖C-型凝集素受体(MCLRs)结合HIVgp120，从而促进病毒感染复制和扩散。     

抗牛免疫缺陷病毒（BIV）穿膜蛋白gp45杂交瘤细胞株的建立

编码牛免疫缺陷病毒（ＢＩＶ）穿膜蛋白的一个４００ｂｐ的基因片断被克隆到ｐＡＴＨ表达载体上，此 重组的融合蛋白ＴｒｐＥ－Ｅｎｖ８在大肠杆菌中得到高效表达，而且包含有与ＢＩＶ抗体特异性反应的抗原决定簇。我们用此融合蛋白免疫ｂａｌｂ／ｃ小鼠得到与ＢＩＶ穿膜蛋白特异性反应的杂交瘤。此单克隆抗体在蛋白印迹法分析中与重组的ＴｒｐＥ－Ｅｎｖ８有特异性反应，用免疫酶染色法可检测ＢＩＶ在体外的复制。     

鲤IGF2b基因内含子的克隆、基因组序列分析及慢病毒载体构建

 为了了解鲤IGF2b基因与鲤生长性状之间的关系,以建鲤为试验材料,克隆了IGF2b基因内含子,分析其基因组序列的特点,构建了IGF2基因的慢病毒载体,同时观察其在293T细胞中的表达活性。结果获得鲤IGF2b 5 173 bp长度的基因组DNA序列(HM755899),共有3个内含子,4个外显子;在3′非翻译区存在2个CpG岛,在5′端非翻译区存在(T)n重复序列;除此之外,成功构建了慢病毒载体质粒Lenti-IGF2b-IRES-EGFP,转染293T细胞后,产生的重组慢病毒颗粒出现高表达绿色荧光,荧光定量PCR检测发现IGF2b基因在293T细胞中高表达。这些结果将为研究IGF2b基因在多态性、表达方面与鲤生长性状之间的关联奠定基础。     

表达大鼠FoxA1的慢病毒制备和鉴定

通过PCR扩增获得大鼠FoxA1的cDNA,构建慢病毒重组载体plv-rFoxA1-IRES-EGFP,并瞬时转染293T细胞观察绿色荧光蛋白(GFP)的表达及Western blot检测FoxA1的表达.通过钙转将该重组载体与辅助质粒△8.91,pVSV-G共转染293T细胞制备慢病毒.研究结果表明,大鼠FoxA1慢病毒质粒成功构建,并且证实所制备的慢病毒能感染细胞,使细胞有效表达FoxA1蛋白,为FoxA1的功能研究奠定了材料基础.     

反显性突变Tat蛋白抑制人免疫缺陷病毒1型的复制

Ｔａｔ（Ｔｒａｎｓａｃｔｉｖａｔｏｒ）蛋白是人免疫缺陷病毒ＨＩＶ基因组编码的返式式激活因子。为了进一步研究Ｍ５Ｔａｔ和Ｍ６Ｔａｔ蛋白对ＨＩＶ病毒复制的抑制作用，将可被Ｔａｔ调控的启动子ＹＬ１５８替换基因治疗中常用的逆转录病毒载体ＬＮＣＸ中的ＣＭＶ启动子，构建了表达上述反显性Ｔａｔ蛋白的逆转录病毒载体，随后导入双向性包装细胞ＰＡ３１７细胞中，用产生出的复制缺陷病毒感染ＭＴ４Ｔ淋巴细胞。用ＨＩＶ－１病     

表达鸡传染性支气管炎病毒SD/97/01株S1蛋白的重组杆状病毒的构建

采用BAC－TO－BAC杆状病毒表达载体体系构建了表达鸡传染性支管炎病毒（IBV）呼吸型毒株SD／97／01S1蛋白的重组杆病病毒，含SD／97／01株S1基因原重组质粒p MDSD9701S1用BamHI和SalI双酶切后，回收的片段并克琶杆病病毒转座载体pFASTBACHTa中多角体基因启动子的下游，筛选出重组转座质粒pFASTSD9701S1U并转化大肠杆菌DH10BAC后,获得重组穿梭质粒rBacmidSD9701S1，用重组穿俊质粒DNA转染昆虫Sf9细胞，获得了含SD／97／01S1基因的重组杆状病毒rAcSD9701S1，重组病毒感染Sf9细胞后，用SDS－PAGE、Westernblot和IFA对细胞表达产物进行检测和分析。结果表明：构建的重组杆状病毒能够在昆虫细胞中表达SD／97／01的S1蛋白，该蛋白具有天然蛋白的抗原性。