基于CRISPR/Cas9技术构建TRPV1基因敲除的CACO-2稳定细胞系

基于CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除人结直肠腺癌细胞Caco-2中的辣椒素受体基因TRPV1,构建TRPV1基因敲除的Caco-2稳定细胞系.使用CRISPR/Cas9在线靶点设计程序在TRPV1基因4个转录本的公共CDS区的第一个外显子DNA区域中设计一对gRNA,将gRNA构建到真核重组表达质粒的载体上,电转染待敲除细胞,经嘌呤毒素抗性筛选和基因测序获得敲除TRPV1基因的稳定细胞系.用Western Blot检测TRPV1基因蛋白表达量验证Caco-2中TRPV1基因的敲除效果,CCK-8检测TRPV1基因敲除细胞的生长曲线,与野生型细胞对比检测TRPV1基因敲除对细胞生长的影响.筛选出TRPV1基因敲除的CACO-2稳定细胞系,而且TRPV1基因敲除对Caco-2细胞生长无显著影响.基于CRISPR/Cas9基因编辑技术成功构建了TRPV1基因敲除的CACO-2稳定细胞系,为后续研究辣椒素对肠道脂类吸收影响的机理研究提供了有利的工具.     

原代小鼠卵巢上皮细胞TP53基因敲除及其生物学特征变化

目的 利用CRISPR/Cas9慢病毒载体系统建立小鼠原代卵巢上皮细胞TP53基因稳定敲除细胞系,分析细胞增殖、细胞周期、克隆形成以及细胞转移侵袭能力的变化。方法 构建LentiCRISPRv2-sgRNA TP53基因敲除质粒,用293FT细胞进行慢病毒包装,转导小鼠原代卵巢上皮细胞,嘌呤霉素筛选出稳定敲除细胞系,进行PCR、蛋白免疫印迹以及免疫荧光鉴定。细胞增殖、细胞周期变化、克隆形成、细胞迁移侵袭能力分别用MTT、流式细胞分析、单层培养以及Transwell小室进行测定。结果 TP53基因敲除小鼠原代卵巢上皮细胞中P53表达缺失;TP53敲除引起细胞迅速增殖,DNA合成加速,克隆形成以及迁移侵袭能力增强。结论 获得了原代小鼠卵巢上皮细胞TP53基因稳定敲除细胞系,细胞生物学特征明显改变。     

CRISPR/Cas9基因转录激活技术的建立及其应用

建立基于CRISPR/Cas9的基因转录激活技术,实现在HEK293细胞中激活cGAS基因的转录。首先利用慢病毒载体构建稳定表达Cas9的HEK293细胞;并采用Real-time PCR和western blot方法鉴定Cas9蛋白质表达效果。再选取不同靶序列,分别构建用于激活cGAS基因转录的sgRNA载体,将构建好的序列载体与CRISPR体系工具质粒共转染至稳定表达Cas9的HEK293细胞中。采用Real-time PCR方法检测细胞中内源cGAS的转录激活效果。成功建立了基于CRISPR/Cas9的基因转录激活技术,并在c GAS基因阴性表达的细胞中激活基因的转录。     

HCV包膜糖蛋白基因真核表达载体的构建及其在HepG2中的瞬时表达

通过PCR法扩增出HCV包膜糖蛋白E1-E2的全长基因片段.将测序正确的片段克隆入真核表达载体pcDNA3.1(-)中,构建HCV包膜糖蛋白基因真核表达载体.再采用脂质体法转染肝癌细胞系hepG2,利用RT - PCR、Western blot等方法对目的基因的转录与表达进行分析与鉴定.结果表明所构建的含有HCV包膜糖蛋白E1-E2基因的真核表达载体在HepG2细胞中能瞬时表达.重组真核质粒的构建及表达为下一步建立稳定转染细胞系及进一步研究HCV包膜糖蛋白的功能奠定了基础.     

利用CRISPR/Cas9技术构建GLRX3基因敲除的HEK293细胞系

为了构建GLRX3(Glutaredoxin 3)敲除的HEK293细胞系,根据该蛋白结构特性设计了靶向于GLRX3基因Exon5的4个sgRNA,并通过T7E1检测确认了所设计sgRNA的有效性。将携带Cas9及靶向hGLRX3-Exon5的sgRNA1的打靶载体转染HEK293,通过药物Puromycin和细胞克隆化筛选出稳定GLRX3基因敲除的HEK293细胞株,并通过测序确定GLRX3两个等位基因均发生移码突变。通过免疫印迹在蛋白表达水平确认了该基因的敲除。利用CRISPR/Cas9技术成功构建了GLRX3敲除的HEK293细胞株,其为探索GLRX3的功能和作用机制提供了有效的细胞模型。     

利用CRISPR/Cas9慢病毒系统敲除人源HOIP基因

泛素化修饰是一种能调节诸多细胞功能的重要蛋白质翻译后修饰,近几年研究发现了一种新的泛素化修饰即线性泛素化修饰,LUBAC(linear ubiquitin chain assembly complex)是目前已知唯一的导致蛋白质发生线性泛素化修饰的E3酶。目前LUBAC复合物的底物和功能所知甚少。为了探索LUBAC复合物新的底物和功能,利用CRISPR/Cas9慢病毒系统构建稳定敲除LUBAC核心组分HOIP基因的HeLa细胞系,通过质谱鉴定此细胞系和对照细胞的差异泛素化修饰蛋白质,即可能是LUBAC新的底物。首先将靶向HOIP基因的不同CRISPR序列插入lenti CRISPRv2载体中,制备慢病毒质粒感染He La细胞,然后使用嘌呤霉素压力筛选,用Western Blot方法检测HOIP基因的敲除效果,最后成功地构建HOIP基因稳定敲除HeLa细胞系。此稳定细胞系的构建为日后深入研究LUBAC的功能提供一个人类细胞模型。     

利用epiCRISPR载体表达双sgRNA实现高效的HDAC基因编辑

CRISPR/Cas9技术是广泛使用的一种基因编辑技术,它包括Cas9和gRNA 2个元件.具有内切酶活性的Cas9能够通过gRNA识别并切断目标DNA序列.细胞主要通过非同源末端连接途径修复DNA,这是一个容易产生indel的修复途径,理论上有近2/3概率产生移码突变,可以用于基因敲除.很多癌细胞系和体外培养的细胞系基因拷贝数增加了,同时敲除所有拷贝的难度增大,因此有必要开发一种高效的基因敲除方法.本实验室在前期工作中利用附着体载体表达的Cas9和gRNA,可以高效地产生indel,称为epiCRISPR系统.在本研究中,我们用epiCRISPR系统同时表达2个gRNA,可以在目标基因上删除一段DNA序列,其长度不是3的倍数,这样可以高效地产生移码突变.HDAC(histone deacetylase)基因家族编码一类负责组蛋白去乙酰化的蛋白酶,对细胞生长有重要影响,敲除难度较大.我们利用附着体载体表达双gRNA的技术成功地得到了HDAC1、HDAC2和HDAC6纯合敲除细胞系.     

基于CRISPR/Cas9系统制备猪Pax2基因敲除细胞系

肾脏发育缺陷或缺失的猪模型可为人源化肾脏器官在异种动物体内再生提供“发育空位”,因此敲除肾脏发育关键基因Pax2(Paired box2)获得该动物模型是肾脏再生的关键步骤。本文利用生物信息学分析软件比对分析了不同物种间Pax2蛋白结构，明确了猪Pax2蛋白在氨基酸序列、二级结构和三级结构方面与人、小鼠具有相似性。结合Pax2蛋白在人和小鼠肾脏发育中的功能，选择猪Pax2基因第8外显子序列作为打靶目标区间，设计并构建了用于敲除猪Pax2基因的CRISPR/Cas9打靶载体。在检测CRISPR/Cas9载体打靶猪Pax2基因效率的基础上，利用细胞核转染和G418药物筛选获得巴马小型猪细胞单克隆。通过PCR、T载体克隆和Sanger测序检测各细胞单克隆Pax2基因的敲除情况，鉴定出33个双等位基因敲除Pax2基因的巴马小型猪细胞系，敲除效率达到45.21%(33/73)。本研究为肾脏缺失或肾发育不全的猪模型的获得奠定实验基础，同时为后续在猪体内再造人源化肾脏以及肾发育疾病的研究提供了研究材料。     

结核分枝杆菌mpt64基因稳定表达细胞系的建立

为建立稳定表达结核分枝杆菌分泌蛋白MTP64的P815细胞系,将mpt64基因克隆到真核表达载体pcDNA3.1(-),构建mpt64真核表达载体.重组质粒酶切鉴定正确后,以Lipofectamine2000转染P815细胞,通过G418筛选后,得到阳性克隆,分别以RT-PCR方法检测mRNA表达,间接免疫荧光和Western-blot检测目的蛋白的表达.表达结核分枝杆菌分泌蛋白MPT64的真核表达载体转染细胞后,RT-PCR可扩增出目的基因片段,转染细胞间接免疫荧光检测阳性,Western-blot检测在约26 kDa处有特异显色条带,证实转染细胞表达目的基因.成功地建立mpt64稳定表达细胞系,为进一步结核疫苗评价奠定一定基础.     

LMP3-EGFP融合蛋白真核表达载体的构建及其在HEK293细胞中的表达

为构建人LMP3-EGFP融合蛋白真核表达载体,并检测其在HEK293细胞中的表达及定位,通过基因重组的方法构建LMP3／pEGFP-N3重组真核表达载体,并通过酶切和基因测序鉴定。脂质体法转染HEK293细胞,用倒置荧光显微镜检测、分析其在HEK293细胞表达及定位。经酶切和基因测序鉴定LMP3／pEGFP-N3重组真核表达载体构建成功。转染HEK293细胞后,荧光显微镜检测显示融合蛋白仅在细胞浆中表达。说明基因重组技术可成功构建LMP3／pEGFP-N3重组体真核表达载体,重组表达的融合蛋白仅存在于细胞浆内。     

人β地中海贫血β41/42突变基因的克隆和真核表达体系的构建

目的: 克隆人地中海贫血基因β41/42及调控系列LCR,构建该致病基因的体外真核表达体系,为该病基因治疗的研究提供理想模型.方法:抽提β41/42纯合子患者的DNA,PCR扩增出人β珠蛋白基因座控制区(LCR)和β41/42基因,将其串连克隆至真核稳定表达质粒pcDNA3.1-中,脂质体转染至小鼠红白血病细胞(MEL),DMSO诱导MEL细胞表达,逆转录PCR检测人β41/42基因在MEL中的表达.结果: 成功构建了人β41/42突变基因的真核表达系统.结论:β41/42基因在MEL细胞中的表达情况与设计的表达完全一致,为该病的基因治疗研究提供了一个理想模型.     

基于CRISPR/Cas9系统构建Slfn2基因敲除的小鼠肺癌细胞系

为构建Slfn2^-/-小鼠肺癌细胞系(Lewis lung carcinoma, LLC),本文利用CRISPR/Cas9技术,在CHOPCHOP网站筛选Slfn2基因的sgRNA序列,将合成的oligo序列退火后连接至pLenti CRISPR v2质粒中,并与pMD2.G、psPAX2共转染至293T细胞中包装慢病毒;利用包装的慢病毒感染LLC细胞,经筛选和单克隆培养,获取Slfn2^-/-敲除的LLC细胞。结果显示：SgRNA成功插入载体重组质粒;利用3质粒包装的慢病毒成功将LLC中的Slfn2基因突变,获得丢失8个碱基移码突变和丢失180个碱基缺失突变的Slfn2^-/-小鼠肺癌细胞。可见,利用CRISPR/Cas9技术成功构建了Slfn2基因敲除的小鼠肺癌细胞。     

利用CRISPR/Cas9技术构建MLH1基因敲除结肠癌细胞Mc38和乳腺癌细胞4T1及其微卫星状态鉴定

目的:利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建MLH1基因敲除的微卫星不稳定鼠源性结肠癌细胞Mc38和鼠源性乳腺癌细胞4T1,为研究微卫星不稳定肿瘤在抗肿瘤免疫治疗过程中的作用机制提供细胞模型.方法:设计2条特异性靶向MLH1基因的SgRNA序列,构建lentiCRISPRv2-SgRNA重组质粒载体,经PCR、测序...     

利用CRISPR/Cas9技术建立小鼠Bdh2、Dnmt3a和Dusp9敲除新型胚胎干细胞系

胚胎干细胞因其具有体外自我更新以及多向分化的能力,成为研究基因功能、细胞治疗和组织再生等的有力工具.胚胎干细胞的基因敲除模型在基因功能研究中起着重要作用.我们利用实验室现有的G3-AH和tWG3II-2两种胚胎干细胞系,通过脂质体转染嘌呤霉素(puromycin)标记的PX459-sgRNA载体,使用CRISPR-Cas9技术分别构建Bdh2、Dnmt3a和Dusp9敲除的胚胎干细胞系,通过基因型鉴定、PCR产物测序、qPCR和Western Blot等实验得到Bdh2、Dnmt3a和Dusp9纯合缺失的胚胎干细胞系.之后,qPCR、免疫荧光染色分别检测了Bdh2、Dnmt3a和Dusp9缺失的胚胎干细胞中多能基因、DNA甲基化相关基因和胚层分化相关基因表达变化.另外,通过嵌合体制备方法检测Dusp9基因敲除对胎儿卵黄囊(yolk sac)和胎盘(placenta)等发育的影响.实验结果表明,KO细胞系中分别敲除的基因(Bdh2、Dnmt3a和Dusp9)在mRNA水平和蛋白水平的表达均显著降低(p0.05),且不同程度地影响了DNA甲基化相关基因和胚层分化相关基因的表达.Dusp9KO嵌合体结果显示,Dusp9KO均能贡献到胎儿及卵黄囊,但是,能否贡献到胎盘尚待进一步深入探究.本研究成功获得纯合敲除Bdh2、Dnmt3a和Dusp9基因的胚胎干细胞系,为研究Bdh2、Dnmt3a和Dusp9三种基因在胚胎干细胞中的作用提供了重要依据.     

基于CRISPR/Cas9技术建立敲除Plac9基因的人胚肾细胞株

目的:通过CRISPR/Cas9基因编辑技术和流式细胞术相结合,获得可编辑Plac9基因敲除的人胚肾细胞株(293T).方法:根据Plac9外显子设计了4个sgRNAs(S1,S2,S3,S4),分别将其与PX458载体连接,构建了PX458-S1(S2/S3/S4)载体.通过转染试剂lipo2000将表达载体分别转染至293T细胞中,并以流式细胞术对带绿色荧光蛋白标记的细胞进行单细胞分选,分选后的细胞培养一段时间后,用基因组测序和错配酶酶切进行筛选.从筛选好的细胞中提取蛋白,进行Western Blot检测敲除效率.结果:采用CRISPR/Cas9和流式细胞术结合技术成功构建了Plac9蛋白表达缺失的人胚肾细胞株.结论:该方法简便快捷、效率高,可广泛地用于编辑各种细胞和细胞功能研究.     

BMP7基因真核表达载体的构建及荷瘤小鼠制备

目的克隆BMP7基因及构建BMP7基因真核表达载体,稳定转染于H22细胞系,制备荷瘤小鼠。方法应用RT-PCR技术从人胚肾细胞系293T细胞总RNA中成功扩增出1 293 bp包含BMP7基因编码区的cDNA序列,在上下游加上BamHI及HindⅢ双酶切位点后形成带酶切位点的BMP7基因,然后连入含BaraH I及HindⅢ双酶切位点的pEGFP-C1表达质粒上,构建BMP7基因的重组真核表达质粒pEGFP-C1-BMP7。脂质体介导方法转染细胞,RT-PCR、western-blot方法检测其mRNA及蛋白表达,皮下注射制备荷瘤小鼠。结果扩增的cDNA经测序比较与基因文库完全一致;BamHI及HindⅢ双酶切后,质粒形成约4.7 kb和约1.3 kb两条带,与理论计算值完全一致。注射转染BMP7基因后H22细胞小鼠瘤体明显增大。结论成功克隆BMP7基因及构建BMP7基因的真核表达载体。BMP7基因高表达可能是细胞癌变的原因之一。     

汉滩病毒受体与细胞因子TNFRⅠ真核表达载体的构建及稳定转染细胞系的建立

摘要 目的：构建带有荧光标签的汉滩病毒受体整合素β3与细胞因子TNFRⅠ的稳定转染细胞系。方法：构建目的基因的真核表达载体pIRES2-EGFP-β3和pIRES2-DsRed-TNFRⅠ(EC),并转染CHO细胞,直接荧光观察报告基因和荧光定量RT-PCR检测目的基因mRNA表达。结果：转染重组质粒pIRES2-EGFP-β3的细胞可检测到荧光报告基因和目的基因β3 mRNA的表达,转染pIRES2-DsRed-TNFRⅠ(EC)的细胞可检测到荧光报告基因和目的基因TNFRⅠmRNA的表达。结论：成功构建真核表达整合素β3与TNFRⅠ的稳定细胞系。     

人Bre1A基因对人喉癌Hep-2细胞的生长影响

为了构建携带Flag标签的Bre1A连接酶的真核表达载体,获得2B-Flag-Bre1A融合表达蛋白,检测其对肿瘤细胞生长的影响.采用PCR技术从乳腺文库中扩增出Bre1A基因,并将其正确插入到2B-Flag载体中;将重组质粒与空载体分别转染人喉癌细胞系Hep-2后,Western blot检测表达情况,并进行生长曲线实验.双酶切和测序鉴定表明,2B-FlagBre1A真核表达质粒构建成功;转染Hep-2细胞后成功表达,生长曲线实验结果表明,Bre1A抑制喉癌细胞的生长.本论文成功构建了携带2B-Flag标签的人Bre1A基因真核表达载体,重组载体能在人喉癌细胞系Hep-2中表达,且能抑制该细胞的生长,本实验为进一步研究Bre1A在喉癌中的功能奠定了基础.     

靶向小鼠CREPT基因CRISPR/Cas9敲除质粒的构建

目的 利用规律间隔成簇短回文重复序列/相关蛋白9(CRISPR/Cas9)系统构建靶向小鼠CREPT基因的敲除质粒。方法 根据CRISPR/Cas9靶点设计原则靶向小鼠CREPT基因的sgRNAs,与体外转录载体pUC57-sgRNA连接，构建CREPT基因敲除质粒；体外切割实验验证设计的sgRNAs是否具有活性。结果 设计了3条sgRNAs并分别准确插入pUC57-sgRNA载体；体外切割实验结果显示，以上3条sgRNAs均能够介导Cas9蛋白对靶片断进行切割。结论 制备了小鼠CREPT基因敲除质粒和体外转录的sgRNAs,为构建CREPT基因敲除小鼠模型奠定了重要基础。     

Construction of Eukaryotic Expression Vector of Human PSF and Identification of its Expression in CHO Cell Line

目的是构建人PSF基因真核表达载体pEGFP-N1-PSF,并在检测其在CHO细胞株中的表达情况.应用DNA重组技术和PCR方法从人宫颈癌Hela细胞中扩增PSF基因,插入pEGFPNL真核表达载体,构建重组质粒pEGFP-N1-PSF并测序鉴定.将pEGFP-N1-PSF瞬时转染CHO细胞,通过Western blot和RT-PCR方法检测PSF的表达,荧光显微镜下观察绿色荧光蛋白表达.结果CHO细胞转染pEGFP-N1-PSF真核表达载体后,RT-PCR和Western blot实验发现,在RNA和蛋白水平有PSF的表达,在荧光显微镜下可以观察到融合蛋白EGFP/PSF的表达.成功构建pEGFP-N1-PSF真核表达载体,证实其在CHO细胞中可以表达.