干扰Sema7A抑制C2C12成肌细胞的增殖和分化

为研究脑信号蛋白家族（Semaphorins）成员Sema7A对成肌细胞增殖和分化的影响,本文设计并合成了Sema7A基因的小干扰RNA（small interfering RNA,siRNA）,用此siRNA转染C2C12成肌细胞．通过Hoechst核染和流式细胞术检测细胞增殖情况,免疫荧光检测肌管的形成情况,real-time qPCR和Western印迹技术检测成肌标记基因的变化.结果显示,干扰Sema7A后,C2C12成肌细胞增殖减慢,处在G2和S期的细胞所占的比例明显下降,而G1期细胞的比例升高．免疫荧光检测结果显示,干扰Sema7A后,肌管的直径及MyHC+细胞所占比例均显著降低．Real-time qPCR和Western印迹结果也显示,肌肉分化标志基因MyoD、MyoG、MyHC的mRNA及蛋白质表达均下降．进一步检测Sema7A受体下游信号通路发现,干扰Sema7A后,其下游信号分子PI3K和AKT的磷酸化水平被下调．以上结果表明,Sema7A可以调节C2C12成肌细胞的增殖和分化,可能是通过其受体作用于PI3K/AKT信号通路实现的,这为进一步研究Sema7A在骨骼肌发育中的作用提供实验基础.     

腺病毒介导的人ING4基因诱导C6鼠胶质瘤细胞凋亡

目的：研究肿瘤抑制基因人ING4 (inhibitor of growth family, member 4)对C6鼠胶质瘤细胞的促凋亡作用。方法：将携有绿色荧光蛋白（GFP）腺病毒空载体Ad及重组腺病毒Ad-hING4-His（由本科室构建）分别感染C6细胞,RT-PCR法检测hING4的转录,Western-blotting法检测目的蛋白的表达。并观测hING4基因表达对C6胶质瘤细胞的作用,用MTT法绘制生长曲线,计算抑瘤率。再取重组腺病毒Ad-hING4-His及空腺病毒Ad作用后的C6细胞分别行激光共聚焦显微镜观察凋亡小体、透射电镜观察亚细胞结构的变化,抽提基因组DNA行琼脂糖凝胶电泳及流式细胞仪检测。结果： Ad-hING4-His感染C6细胞后,RT-PCR及Western-blotting结果提示有目的基因的转录和表达。hING4基因表达可以显着抑制C6细胞生长。激光共聚焦观察可见明显核断裂、透射电镜可见实验组细胞呈凋亡表现、基因组DNA电泳呈现梯形条带,流式细胞仪检测有明显AP峰,凋亡率达18.1％。结论：hING4可以通过促进细胞凋亡作用而显着抑制C6细胞的增殖和生长。     

DN-AMPK腺病毒载体的构建及其在小鼠成肌细胞系C2C12肌管分化中的影响

在研究AMPK的调控网络时,通常利用过表达显性失活突变型AMPK(dominant negative AMPK,DN-AMPK)作为研究手段来验证AMPK在某些重要生理病理调节通路中的关键作用。旨在利用Ad5腺病毒载体体系构建Ad-DN-AMPK表达载体,并在成肌细胞系C2C12中检测无活性AMPK高表达后对C2C12细胞分化为肌管细胞的影响。通过构建AMPKα1(D159A)和AMPKα2(K45R)的腺病毒表达载体,在HEK293细胞中成功包装并扩增出完整的腺病毒,待其感染能力基本稳定后,将腺病毒感染C2C12,利用激光定量成像仪检测其感染滴度,感染效率能高达100%,并且能够持续表达6 d。DN-AMPK高表达后,AMPK常用激活剂A769662(SN-5)不能激活AMPK,表现为AMPK下游蛋白活性丧失,如ACC磷酸化无变化。通过实时定量PCR的方法,检测DN-AMPK对C2C12分化为肌管细胞的影响,结果表明过表达DN-AMPK能够促进C2C12细胞分化为肌管细胞的标记蛋白(Myod和Myogenin)的表达,即促进C2C12分化为肌管细胞。     

Sema4C及其相互作用蛋白GIPC的亚细胞定位及荧光共定位研究

目的：观察脑信号蛋白Sema4C及其相互作用蛋白GIPC的亚细胞定位及两者的荧光共定位情况,为明确Sema4C和GIPC在亚细胞水平的相互作用提供佐证。方法：将Sema4C的基因编码区全长、胞外段和胞内段分别构建到pEGFPNl和pEGFPCI表达载体中,将GIPC编码区基因构建到pDsRed-C1表达载体中,分别转染HEK293细胞,观察亚细胞定位;将pEGFPNl-Sema4C和pDsRed-GIPC分别共转染HEl（293和COS7细胞,观察两者的荧光共定位情况。结果：酶切鉴定及测序结果表明重组载体构建正确,Sema4C蛋白全长和胞外段呈跨膜分布,而胞内段在全细胞中呈弥散样分布;GIPC在胞浆内呈斑块状聚集分布;pEGFPNl-Sema4C和pDsRed-GIPC存在荧光共定位区域。结论：Sema4C主要在胞膜和胞浆内表达,GIPC主要在胞浆内呈斑块样聚集分布;Sema4C和GIPC之间存在荧光共定位。     

过表达miR-155抑制C2C12成肌分化

为明确miR-155在C2C12成肌分化中的作用及分子机制,本研究构建了miR-155过表达腺病毒载体,运用过表达miR-155的腺病毒感染C2C12,并诱导其成肌分化。通过形态学观察,成肌标志基因mRNA和蛋白表达水平的检测,以及双荧光素酶报告基因系统对预测的miR-155靶基因(TCF4)的验证,结果表明,C2C12细胞分化中,过表达miR-155明显降低了肌管的形成,成肌标志基因MyoG和MyHC的mRNA表达量极显著地下降(P0.01),而MyoD差异不显著(P0.05),成肌标志基因蛋白检测结果与mRNA检测结果一致;进一步研究显示miR-155与预测的TCF4基因的3'UTR 3个靶点(1487-1493,1516-1522,4532-4583)中的1个(4532-4538)结合,并发现过表达miR-155显著降低了TCF4的mRNA水平(P0.05)。表明miR-155可能通过靶向TCF4抑制C2C12成肌分化。     

汉坦病毒包膜糖蛋白G2重组腺病毒的构建及其在Hela细胞中的表达

本研究旨在构建可表达汉坦病毒(HTNV)糖蛋白G2的重组腺病毒。应用PCR方法扩增G2编码基因,经T/A克隆、测序鉴定后再亚克隆到腺病毒shuttle载体pAd5-CMV中并用磷酸钙沉淀法分别将携带G2编码基因的重组腺病毒shuttle载体与携带报告基因eGFP的腺病毒骨架质粒共转染HEK293细胞,包装、扩增、纯化后得到携带HTNV糖蛋白G2编码基因的重组腺病毒;用重组腺病毒感染Hela细胞并收获蛋白,间接免疫荧光、Western blotting检测蛋白表达。经酶切鉴定表明已成功构建了携带G2基因的重组腺病毒载体;RT-PCR鉴定表明目的基因能够在感染重组腺病毒的Hela细胞中转录;荧光显微镜观察重组腺病毒感染的Hela细胞,可见报告基因eGFP的表达;间接免疫荧光法和Western blotting均证实表达产物可被抗G2单克隆抗体所识别,表明糖蛋白G2在感染细胞中得到了表达。本研究成功构建了可表达HTNV包膜糖蛋白G2的重组腺病毒,转染宿主细胞可稳定表达目的蛋白,为HTNV糖蛋白G2的结晶、结构解析研究以及新型汉坦病毒疫苗的研制奠定了基础。     

Ad.RGD-ING4-PTEN对MEG01人白血病细胞的抑制作用

目的:构建RGD修饰的ING4和PTEN双基因共表达重组腺病毒载体(Ad.RGD-ING4-PTEN),研究其对人白血病细胞MEG01的抑制作用。方法:采用AdEasyTM腺病毒重组系统,在本科室已成功构建的pAdTrack-CMV-ING4-polyA-promoter、pAdTrack-CMV-polyA-promoter腺病毒转移质粒的基础上,在多克隆酶切位点的Not I、Xho I间插入PTEN片段,得到pAdTrack-CMVING4-polyA-promoter-PTEN重组转移载体,与RGD-4C修饰的腺病毒骨架质粒pAdEasy-1(RGD)同源重组后,经包装和扩增获得ING4和PTEN双基因共表达重组腺病毒Ad.RGD-ING4-PTEN。将Ad.RGD-ING4-PTEN体外感染人白血病细胞MEG01,检测腺病毒对MEG01细胞的感染效率,Western blot法检测外源基因ING4和PTEN在MEG01细胞中的表达,CCK8法检测外源基因的导入对MEG01细胞的生长抑制作用,流式细胞仪检测外源基因导入对MEG01细胞的凋亡和周期的影响。结果:鉴定结果显示,成功构建了Ad.RGD-ING4-PTEN双基因共表达腺病毒,其能有效地感染MEG01细胞。Western blot检测到ING4和PTEN在MEG01细胞中的表达;ING4和PTEN基因能明显抑制MEG01细胞的生长,诱导其凋亡并产生G2/M期阻滞作用,且双基因联合作用较单基因作用更明显。结论:成功构建了RGD-4C修饰的ING4和PTEN双基因共表达腺病毒载体Ad.RGD-ING4-PTEN。收获的腺病毒能有效感染人白血病MEG01细胞。Ad.RGD-ING4-PTEN具有抑制MEG01细胞的生长、诱导其凋亡及G2/M期阻滞的作用。     

KLF4过表达对RAW264.7巨噬细胞和C2C12肌原细胞增殖的影响

为探讨Krueppel样因子4（Krueppel-like factor 4,KLF4）过表达对Raw264．7巨噬细胞和C2C12小鼠肌原细胞生长的影响,采用脂质体转染KLF4的真核表达质粒于Raw264．7巨噬细胞和C2C12细胞中,G418筛选阳性克隆,Western blotting鉴定高表达克隆;观察各转染细胞生长情况,CCk-8法检测细胞增殖情况,流式细胞术检测细胞周期分布,凋亡百分率,发现与空质粒转染细胞相比,KLF4过表达对Raw264．7巨噬细胞的生长曲线、细胞周期分布、凋亡百分率没有明显的影响,而C2C12细胞生长速度减慢,细胞凋亡百分率明显高于空载体组,上述结果表明KLF4基因对Raw264．7巨噬细胞增殖没有明显影响,而对C2C12细胞增殖起负调控作用．     

E1/E3缺失型腺病毒载体引起细胞周期G_2/M阻滞

腺病毒载体广泛应用于基因治疗和转基因研究 ,目前常用的E1 E3缺失型复制缺陷腺病毒载体虽然失去了病毒复制必需的E1基因 ,但载体上的其它病毒基因仍能在宿主细胞内表达 .为研究这些基因对细胞的毒性作用 ,选择了 3种携带没有明显细胞毒性外源基因的腺病毒载体 ,观察感染 2种肿瘤细胞后细胞核形态改变 ,并用流式细胞仪检测细胞周期及凋亡情况 .发现大剂量重组缺陷型腺病毒感染细胞后引起细胞变圆 ,核增大 ,细胞周期阻滞于G2 M期 ,继而染色质凝聚 ,细胞发生坏死或凋亡 ;各种腺病毒载体造成G2 M阻滞所需感染量不同 ,但都随时间延长和感染量增加而加重 .这些结果提示腺病毒基因对细胞的影响是多方面的 ,在以此类病毒载体进行基因转移和基因治疗的研究中 ,精确滴定病毒滴度和转导效率非常重要 ,腺病毒基因表达造成的毒副作用给此类研究增加了变数     

SATB2促进BMP9诱导C2C12细胞的成骨分化

目的:研究特异AT序列结合蛋白2(Special AT-rich sequence-binding protein 2,SATB2)在骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic proteins 9,BMP9)诱导的间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)C2C12成骨分化中的作用。方法:首先用Ad-BMP9感染C2C12细胞,RT-PCR检测SATB2在基因水平上的表达变化,Western blot检测SATB2在蛋白水平上的变化;构建过表达SATB2重组腺病毒Ad-SATB2,感染C2C12细胞后,Western blot验证Ad-SATB2表达情况;用AdSATB2处理BMP9诱导的C2C12细胞,碱性磷酸酶(ALP)活性和染色检测成骨早期ALP的变化,茜素红S染色检测成骨晚期指标钙盐沉积的变化。结果:Ad-BMP9处理C2C12细胞后,比对照组SATB2在基因水平和蛋白水平上表达量上调;Ad-SATB2可以在细胞中成功表达SATB2蛋白;用Ad-SATB2处理BMP9诱导的C2C12细胞后,ALP以及钙盐的沉积与对照比较均上调。结论:SATB2可以促进BMP9诱导的间充质干细胞C2C12的成骨分化。     

Sema4C participates in myogenic differentiation in vivo and in vitro through the p38 MAPK pathway

Sema4C is a member of transmembrane semaphorin proteins which regulate axonal guidance in the developing nervous system. The expression of Sema4C was dramatically induced not only during differentiation of C2C12 mouse myoblasts, but also during injury-induced skeletal muscle regeneration. C2C12 cells stably or transiently expressing Sema4C both showed increased myogenic differentiation reflected by accelerated myotube formation and expression of muscle-specific proteins. Overexpression of Sema4C elicited p38 phosphorylation directly, and the effects of Sema4C during myogenic differentiation could be abolished by the p38alpha-specific inhibitor SB203580. Knockdown of Sema4C by siRNA transfection during C2C12 myoblasts differentiation could suppress the phosphorylation of p38 followed by dramatically diminished myotube formation. Sema4C could activate the myogenin promoter during myogenic differentiation. This activation could be abolished by p38 inhibitor SB203580. Taken together, these observations reveal novel functional potentialities of Sema4C which suggest that Sema4C promotes terminal myogenic differentiation in a p38 MAPK-dependent manner.     

Expression of bone morphogenetic protein-2 via adenoviral vector in C2C12 myoblasts induces differentiation into the osteoblast lineage.

To examine the effectiveness of a gene transfer of bone morphogenetic protein (BMP)-2 into C2C12 myoblasts, we constructed a human BMP-2-expressing replication-deficient adenoviral vector, AxCAOBMP-2. C2C12 cells were infected in vitro with either this viral vector or an Escherichia coli LacZ gene-expressing control adenovirus vector. An efficient gene transfer to the C2C12 cells was confirmed with the LacZ gene-expressing vector by X-gal staining. Abundant BMP-2 expression in C2C12 cells infected with this viral vector was confirmed by immunofluorescence and Western blot analysis. C2C12 cells transferred with the BMP-2 gene by this vector produced alkaline phosphatase in the cells and also produced and secreted osteocalcin in the culture medium, demonstrating that a gene transfer of BMP-2 into C2C12 cells in vitro could convert these cells from myoblast to osteoblast lineage.     

Requirement of the transmembrane semaphorin Sema4C for myogenic differentiation

Semaphorins constitute a large family of signaling proteins that contribute to axonal guidance. Here we demonstrate that the transmembrane semaphorin Sema4C is up-regulated both in the early stage of differentiation of C2C12 mouse skeletal myoblasts into myotubes and during injury-induced muscle regeneration in vivo. Depletion of Sema4C in C2C12 cells resulted in marked attenuation of myotube formation. A fusion protein containing the extracellular Sema domain and a peptide corresponding to the intracellular COOH-terminal region of Sema4C each inhibited the differentiation of C2C12 cells. These findings indicate that Sema4C-mediated interaction among myoblasts plays an important role in terminal myogenic differentiation.     

Inhibition of CXCR4 expression by recombinant adenoviruses containing anti-sense RNA resists HIV-1 infection on MT4 cell lines

CXCR4-tropic (X4) variants are associated with faster disease progression than CCR5-tropic variants in HIV infection. We previously reported inhibition of CCR5 expression on U937 cells could protect the cells from HIV-1 infection. Here, we established recombinant adenoviruses containing anti-sense CXCR4 cDNA, to investigate its role in the protection of HIV entering into target cells. A fragment of 636 bp cDNA from CXCR4 mRNA was recombined into adenoviral vector and the recombinant adenovirus was obtained from AD-293 cells. The rates of CXCR4 expression on the MT4 cells infected with recombinant adenovirus were measured by FACS. The MT4 cells infected by recombinant adenovirus were challenged by T-tropic HIV-1 strains and then P24 antigen was assayed. The rate of expression of CXCR4 on MT4 cell infected with recombinant adenovirus was decreased from 42% to 1.12% at 24 h, and to 1.03%, 1.39%, and 1.23% at 48 h, 72 h and 10 days respectively. Compared with Ad-control cells, recombinant adenovirus infected MT4 cells produced much less P24 antigen after being challenged with HIV-1. Furthermore, the recombinant adenovirus had no effects on chemotactic activity and proliferation of the MT4 cells. In conclusion, recombinant adenoviruses containing anti-sense can inhibit CXCR4 expression and resist HIV-1 infection on MT4 cell lines.     

表达丙型肝炎病毒NS3抗原的重组腺病毒构建及体外表达

为探索研制丙型肝炎疫苗的新途径,以期获得防治丙型肝炎的重组腺病毒减毒活疫苗,我们构建了表达丙型肝炎病毒(Hepatitis C virus ,HCV)非结构蛋白3(non structural protein 3,NS3)抗原的重组腺病毒RAd NS3,并检测其在体外表达。应用PCR从真核表达质粒pRC/NS3 中扩增编码HCV NS3 蛋白(329-935aa)的基因片段,定向克隆到重组腺病毒AdEasy-1系统的穿梭质粒pAdTrack CMV上,采用细菌内同源重组"两步转化法"构建携带HCV NS3基因的重组腺病毒基因组质粒pAd HCV NS3,转染293 细胞,成功包装出重组腺病毒RAd NS3,利用它有效地感染人肝癌细胞株HepG2,经RT PCR及免疫印迹等不同方法检测表明,被感染细胞能表达HCVNS3蛋白,为后续进行重组腺病毒在动物体内诱导抗HCV免疫应答能力的研究奠定了基础。     

逆转录病毒载体介导的RNA干扰稳定抑制肌肉生长抑制素GDF-8的表达

为将肌肉生长抑制素的干扰序列表达盒hU6-siGDF-8有效导入肌成纤维细胞C2C12中, 以pAV-hU6 + 27载体为基础构建逆转录病毒载体pXSN-hU6-siGDF-8, 并使之与pVSV-G质粒共转染GP-293细胞, 用包装出的病毒粒子感染宿主细胞C2C12, G418筛选稳定整合逆转录病毒的抗性细胞库。2周后, Western Blotting和Real-Time PCR分析结果显示, 细胞内源性的GDF-8基因的表达得到了有效的抑制; MTT法和细胞流式仪分析表明, G418抗性细胞得到了更有效的增殖, 并且G0/G1期细胞数量减少了13.7%, S期细胞数量增加了14.9%。因此, 逆转录病毒载体的RNA干扰系统可以稳定抑制 GDF-8基因表达, 它将成为治疗肌肉萎缩疾病的一个强有力的工具。     

逆转录病毒载体介导的RNA干扰稳定抑制肌肉生长抑制素GDF-8的表达

为将肌肉生长抑制素的干扰序列表达盒hU6-siGDF-8有效导入肌成纤维细胞C2C12中, 以pAV-hU6 + 27载体为基础构建逆转录病毒载体pXSN-hU6-siGDF-8, 并使之与pVSV-G质粒共转染GP-293细胞, 用包装出的病毒粒子感染宿主细胞C2C12, G418筛选稳定整合逆转录病毒的抗性细胞库。2周后, Western Blotting和Real-Time PCR分析结果显示, 细胞内源性的GDF-8基因的表达得到了有效的抑制; MTT法和细胞流式仪分析表明, G418抗性细胞得到了更有效的增殖, 并且G0/G1期细胞数量减少了13.7%, S期细胞数量增加了14.9%。因此, 逆转录病毒载体的RNA干扰系统可以稳定抑制 GDF-8基因表达, 它将成为治疗肌肉萎缩疾病的一个强有力的工具。