含有前列腺癌风险性SNPrs1741708的潜在增强子座位在前列腺癌中功能与机制的研究

前列腺癌(Prostate Cancer,PCa)是老年男性最常见的恶性肿瘤之一.全基因组关联研究(Genome wide Association Studies,GWAS)发现SNP(Single Nucleotide Polymorphism)位点rs1741708与前列腺癌高风险性相关.表观遗传学标志物和荧光素酶报告子研究证实含有该风险性位点的染色体区段是等位基因特异性的增强子元件.敲除风险性增强子会导致细胞迁移能力减弱.利用Capture-C揭示该增强子在全基因组范围内的互作基因座位,结合风险性增强子敲除后基因表达的改变,鉴定出一些该增强子的直接靶基因.初步的Rescue研究发现,在敲除细胞中过表达靶基因IKZF3后,细胞迁移能力得到部分恢复,提示IKZF3是含有SNP rs1741708的风险性增强子影响肿瘤恶性进展的下游靶基因之一.     

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.     

2007年诺贝尔医学奖青睐小鼠基因改造技术

诺贝尔奖是以瑞典著名化学家、硝化甘油炸药发明人诺贝尔的名字命名的.2007年的诺贝尔医学奖被称为"基因敲除"的奖项,获奖的三位科学家马里奥·卡佩基(Mario R.Capecchi),马丁·埃文斯(Martin J.Evans)和奥利弗·史密斯(Oliver Smithies)从各自不同的研究角度使这项技术成为可能.卡佩奇对于同源重组的研究奠定了基因敲除技术的基础.埃文斯的胚胎干细胞研究对于基因敲除技术具有意义.史密斯的工作使在培养细胞中的基因靶向技术成为可能.基因敲除技术又称为基因靶向技术,其基本方法包括通过同源重组改变基因,利用干细胞得到嵌合体小鼠,胚胎干细胞中进行同源重组,直到诞生基因敲除的小鼠.这项技术为基因治疗以及人类疾病的动物模型研究打下了基础.     

RIP1缺失或突变减弱MLL-AF9白血病细胞致病能力

通过克隆形成能力实验以及体内移植实验,发现当敲除小鼠MLL-AF9细胞中的受体结合蛋白1(RIP1)基因后,相对于WT MLL-AF9细胞,其克隆形成能力明显减弱,移植后小鼠生存时间延长了3倍以上.在组织切片观察中,WT MLL-AF9细胞移植小鼠出现明显白血病发病特征,而RIP1~(-/-)MLL-AF9细胞移植小鼠的切片显示正常.当将RIP1中的激酶活性位点突变后,相对于WT MLL-AF9细胞,在移植实验中小鼠生存时间明显延长.对病发小鼠的脾脏细胞流式分析结果表明:激酶活性位点突变后致病能力明显减弱,提示RIP1基因的缺失会导致MLL-AF9致病能力减弱.     

纯合敲除Cyp26s基因胚胎干细胞模型的建立

基因敲除的胚胎干细胞模型在基因功能的研究中起着重要作用.为了建立一套在胚胎干细胞中简便高效纯合敲除基因的方法,以Cyp26s基因家族为例,应用CRISPR-Cas9基因修饰技术,对靶向gRNA设计、细胞筛选、阳性克隆鉴定等过程进行了优化.结果表明,通过双位点靶向gRNA设计,转染线性化的质粒,G418筛选7d,sgRNA位点外侧设计鉴定引物等策略,在4周内获得了3株纯合敲除Cyp26s基因(Cyp26a1~(-/-)、Cyp26b1~(-/-)和Cyp26c1~(-/-))的ES细胞系.     

不同转导方式及载体形式对TALENs在小鼠胚胎干细胞打靶效率的研究

通过同源重组进行小鼠胚胎干细胞基因敲除是目前应用最为广泛的基因敲除技术手段,但同源重组的效率却非常低.TALEs和FokI的剪切结构域融合的TALENs可以实现高效的基因敲除.已有报导表明,TALENs识别位点的DNA序列和长度,及间隔区的长短等条件影响TALENs打靶效率.但外源载体的导入方式及载体的形式(DNA或RNA)是否以及如何影响TALENs的打靶效率还不明确.用不同的转导方式将TALENs导入小鼠胚胎干细胞中,并检测TALENs切割识别位点的效率,实验发现Lipofectamine○R2000转染的TALENs比电转化能更高效地切割目的 DNA位点,而DNA质粒或体外转录的RNA表达的TALENs切割DNA位点的效率相近.数据表明,在应用TALENs进行基因敲除时,有必要选择合适的转导方式以提高突变效率.     

利用CRISPR/Cas9敲除小鼠低温诱导蛋白(CIRBP)基因

为研究冷诱导RNA结合蛋白(CIRBP)与多种疾病的关系,利用CRISPR/Cas9系统敲除小鼠的CIRBP基因.针对CIRBP基因编码序列设计向导RNA(single guide RNA,sgRNA),构建相应sgRNA表达质粒.将此sgRNA与Cas9蛋白混合,注射C57BL/6小鼠的受精卵,实现靶基因敲除.通过T7E1酶切实验初步检测靶基因的修饰情况,再经过测序分析确定突变位点.获得了8个CIRBP基因突变的首建鼠,8只小鼠发生不同程度的碱基缺失.     

抑制肿瘤小G蛋白ARHI研究进展

小GTP结合蛋白在细胞的整个生命活动中起着重要的作用.人类ARHI基因是小GTP结合蛋白中Ras亚家族的一个成员.系母系印迹基因,定位于染色体lp31.ARHI基因含有两个外显子和一个内含子,启动子区域有转录抑制因子E2F结合位点、3'末端有Au-rich区域.在ARHI基因中存在三个CpG岛,其中第一个CpG岛位于该基因的启动子区域,第二个CpG岛跨越了启动子和第一个外显子区.第三个CpV岛处于第二个外显子之内.与正常细胞相比,ARHI基因在肿瘤细胞中表达受到抑制,其原因为ARHI基因的杂合缺失,CpG岛的异常甲基化,转录抑制因子增多和多聚组蛋白脱乙酰化酶表达加强等.ARHI通过需钙蛋白酶途径诱导细胞凋亡;通过与STAT3(信号转导与转录激活因子3)的结合阻滞癌变.     

洋地黄毒苷诱导小细胞肺癌NCI-H446细胞增殖和凋亡的影响

应用四甲基偶氮唑盐(MTT)法检测洋地黄毒苷对NCI-H446细胞增殖的抑制效果;用AO-EB染色、DNA凝胶电泳分析以及AnnexinⅤ检测法检测细胞凋亡;用碘化丙啶(PI)染色测定其周期变化,利用激光共聚焦显微镜观察细胞内活性氧(ROS)和钙离子(Ca2+)的变化.结果显示洋地黄毒苷明显抑制NCI-H446细胞增殖,AO-EB染色、DNA电泳及AnnexinV检测法显示细胞有明显的凋亡现象,PI染色显示处于S期的细胞增多,激光共聚焦显微镜观察表明细胞内活性氧和钙离子浓度均升高.表明洋地黄毒苷能明显抑制NCI-H446细胞增殖,且细胞被阻滞在S期.细胞内活性氧和钙离子浓度的增加可能与其诱导细胞凋亡有关.     

基因敲除动物模型的建立

基因敲除是 80年代后半期应用ＤＮＡ同源重组原理发展起来的一门新技术。它是指对一个结构已知但功能未知的基因 ,从分子水平上设计实验 ,将该基因去除 (ｋｎｏｃｋｏｕｔ) ,或用其它顺序相近基因取代 ,然后从整体观察实验动物 ,推测相应基因的功能。80年代初 ,胚胎干细胞分离和体外培养的成功奠定了基因敲除的技术基础。 1985年 ,首次证实的哺乳动物细胞中同源重组的存在奠定了基因敲除的理论基础[1] 。 1989年Ｔｈｏｍｐｓｏｎ等通过基于ＥＳ细胞囊胚注射的基因敲除 ,建立了次黄嘌呤磷酸核糖基转移酶 (ｈｒｐｔ)基因被定点剔除的小鼠模型[…     

AAPH诱导的氧化应激对小鼠早期胚胎发育的作用及机制研究

哺乳动物胚胎发育是一个受复杂信号通路严格调控的过程,同时受遗传和环境因素等多种因素影响.由体外培养环境破坏活性氧ROS平衡所引起的氧化应激反应被认为是影响体外胚胎发育的重要因素之一,但活性氧影响胚胎的机制仍有待研究.本研究首先观察了叠氮化合物2,2'-偶氮二(2-脒基丙烷)盐酸盐AAPH[2,2-Azobis(2-Amidinopropane)dihydrochloride]处理后对胚胎发育的影响,检测了胚胎的活性氧水平、线粒体膜电位和细胞凋亡情况,同时检测了合子基因组激活相关基因的表达变化,针对活性氧诱导剂AAPH影响小鼠早期胚胎发育的分子机制进行研究.结果表明,AAPH能够提高小鼠胚胎的活性氧水平,影响胚胎发育率,AAPH的作用呈现剂量依赖性,这种影响是通过降低线粒体的膜电位,进而促发细胞凋亡.同时,抑制合子基因组激活相关基因Zscan4d、eIF-1A、Hspa1b、H2afz的表达.本研究探讨了活性氧影响早期胚胎发育过程的机制,为哺乳动物体外受精培养体系的优化提供了依据.     

虾青素抑制H2O2诱导的HeLa细胞凋亡

为了阐明虾青素的抗氧化作用与细胞凋亡的关系,探究虾青素预处理对H_2O_2诱导HeLa细胞氧化应激的影响.通过CCK-8、活性氧探针染色、流式细胞术、蛋白质免疫印迹、实时荧光定量pcr等,分别检测细胞存活率和活性氧的积累、细胞凋亡、蛋白含量、基因相对表达量改变.结果表明虾青素预处理组细胞活力较对照组提高了29.54%以上且其可以将H_2O_2诱导的活性氧降低至对照水平,同时提高Nrf2蛋白表达量3倍之多,过氧化氢酶基因相对表达量1.5倍.说明虾青素可以有效缓解H_2O_2诱导的HeLa细胞氧化应激,从而抑制细胞凋亡.     

前列腺癌风险性SNP rs55958994相关的增强子座位促进lncRNA HOTAIR表达增强肿瘤细胞迁移能力

长链非编码RNA(lncRNA)在恶性肿瘤发生发展中发挥重要的作用,其中lncRNA HOTAIR已经被证实能够促进多重肿瘤的转移.前期研究通过全基因组关联研究(GWAS)发现,12号染色体长臂13区13带(12q13.13)的SNP位点rs55958994是前列腺癌独立风险因子,通过生物信息学分析发现含有该风险性SNP的染色体座位是一个潜在的增强子元件,在22Rv1细胞系中敲除该增强子座位发现肿瘤细胞的转移侵袭能力明显降低;采用Capture-C实验结合基因表达谱分析发现该增强子元件通过染色质长距离相互作用调节lncRNA HOTAIR的表达;进一步采用细胞分子生物学实验证实HOTAIR是该风险性增强子影响肿瘤进展的关键基因之一.     

MTMR14基因缺失促进小鼠成肌细胞增殖和分化

为研究磷酸肌醇磷酸酶肌管相关蛋白14(MTMR14)在骨骼肌发生中的作用,通过组织切片和细胞培养技术研究了MTMR14敲除对骨骼肌的组织结构、成肌细胞分化和增殖的影响.结果表明:MTMR14敲除小鼠的腓肠肌和比目鱼肌的结构较同窝野生型小鼠产生了明显变化,MTMR14敲除小鼠的成肌细胞的分化和增殖成肌小管过程较野生型显著加快.MTMR14基因敲除后小鼠肌管细胞中平均细胞核数显著增加.故MTMR14基因缺失/敲除导致骨骼肌组织结构异常,干扰了骨骼肌肌肉发生过程中的成肌细胞的增殖和分化.     

TGF-β通过调控线粒体功能影响肺癌细胞的侵袭和迁移

目的:探讨转化生长因子-β(TGF-β)在诱导肺癌细胞上皮-间质转化(EMT)的模型中对线粒体的影响与机制，以及线粒体功能受损对EMT的作用。方法:在TGF-β诱导肺癌A549细胞EMT的模型中，利用流式检测线粒体膜电位及活性氧(ROS)水平，通过RT-PCR检测线粒体相关基因的表达；通过转化生长因子-β受体(TGF-βR)抑制剂和构建Smad2敲除的A549细胞，结合流式和RT-PCR手段验证TGF-β对线粒体调控的通路；利用RT-PCR和报告基因实验分析TGF-β对线粒体调控因子过氧化物酶体增殖物激活受体共激活因子-1α(PGC-1α)的影响；通过构建A549-tet-PGC-1α细胞检测PGC-1α诱导过表达对线粒体基因表达的影响；构建PGC-1α诱导敲低的A549细胞株，结合Western blot、RT-PCR、损伤修复和细胞迁移等实验分析PGC-1α敲低对细胞EMT的影响。结果:TGF-β显著促进线粒体膜电位(P<0.05)和ROS(P<0.001)水平，并抑制线粒体相关基因的表达(P<0.001),而TGF-βR抑制剂及Smad2敲低可抑制TGF-β引起...     

大肠杆菌酶基因缺失菌株碳中心代谢系统的代谢通量分析

大肠杆菌(E.coli)因其遗传信息简单且容易培养而被广泛用作各种生物化学、生物技术研究的模式微生物.为了认识重要模式生物大肠杆菌的代谢系统中各种酶的作用,以软件分析的模式,对已经构建好的小型大肠杆菌代谢系统在cobra中进行代谢通量平衡分析FBA(Flux-Balance Analysis)和代谢通量变化性分析FVA(Flux Variability Analysis),分别单独敲除代谢系统中的25个酶基因,分析敲除各个酶基因后的FBA和FVA的计算结果,通过作图显示出在大肠杆菌代谢系统中不同酶基因被敲除后每个反应的两项结果变化和不同酶基因被敲除后全部反应的两项结果的变化,以此来推测大肠杆菌代谢系统中各种酶所起的作用.     

Faim2基因敲除增加小鼠心肌肥厚

目的 建立Fas凋亡抑制分子2(Faim2)基因敲除小鼠,评价Faim2基因敲除对于小鼠主动脉弓缩窄(TAC)手术诱导的病理性心肌肥厚的影响。方法 构建Faim2敲除的品系小鼠并繁殖,用PCR法和Western blot鉴定基因型;用主动脉弓缩窄手术建立小鼠心肌肥厚模型,并用苏木精-伊红以及天狼星红染色检测Faim2基因敲除对于小鼠心肌肥厚的影响。结果 Faim2基因敲除小鼠的构建与繁殖均获得成功,Faim2基因敲除对于小鼠病理性心肌肥厚有促进的作用。结论 Faim2基因敲除加重小鼠病理性心肌肥厚。     

玉米大斑病菌StNPS6基因缺失突变体的转录组与蛋白质组差异表达分析

用T-DNA插入法构建一个玉米大斑病菌突变体库, 并筛选到一株致病力明显下降的突变体. 该突变体T DNA插入位点为非核糖体肽合成酶基因6（StNPS6基因）的上游启动子区. 先敲除StNPS6基因, 再对StNPS6基因敲除突变体和野生型进行转录组差异表达分析及蛋白质组差异表达分析. 结果表明: 在1 767个差异表达基因中的上调表达基因903个, 下调表达基因864个; 在突变体中鉴定30个差异表达蛋白质中的上调表达蛋白质8个, 下调表达蛋白质22个.     

开发胱硫醚γ-裂解酶特异的小分子RNAs（英文）

基于miRNA:mRNA互补原则和CSE cDNA序列,设计了CSE特异的miRNAs.这些CSE特异的miRNAs显著地抑制CSE蛋白表达和H2S产生,增加活性氧的生成,并且诱导人类主动脉平滑肌细胞的增殖.通过构建包含CSE 3′-UTR序列报告基因和抑制荧光素酶活性实验,证实CSE特异的miRNA通过碱基互补结合CSE基因序列.CSE特异的miRNA没有影响其他基因的表达.与CSE特异的siRNAs相比,CSE特异miRNAs在抑制CSE基因表达和H2S的产生方面,展现出显著的高效率.miR-143是一个在心血管组织中高表达的miRNA,下调了CSE基因和其他基因的表达.miR-143抑制H2S的产生,但是对人类主动脉平滑肌细胞的增殖没有影响.本文设计的CSE特异miRNAs为研究调控CSE表达和H2S产生提供一个高效率的工具.这些CSE特异miRNAs具有成为治疗有关氧化应激异常和平滑肌细胞增长相关的心血管疾病的新型药物的潜在可能.     

Pinch-3蛋白对细胞形态及牵引力的影响

用基因敲除的方法比较了正常肾小球足细胞和Pinch-3蛋白缺失细胞的形态差异和牵引力的差异,发现当Pinch-3蛋白缺失后,细胞表面出现了许多孔隙,同时细胞投影面积平均增加40%;细胞的牵引力则平均减小40%左右,这说明当肾小球足细胞的Pinch-3基因的表达受到抑制以后,细胞膜上产生的孔隙使细胞膜变得松散,进而使得表面积增大.细胞牵引力减小40%,说明细胞膜上的孔隙对细胞牵引力的形成具有较强的影响.