基于CRISPR/Cas9的基因分析方法研究进展

自2012年首次证明了CRISPR/Cas9可以在体外进行DNA切割试验以来,CRISPR技术逐渐在基因编辑研究中获得了迅速的发展,除了应用于基因编辑领域之外,它在基因表达调控、基因成像、基因分析等方面也展现出了巨大的应用潜力。尤其在基因分析领域,CRISPR技术由于其精确的基因识别、室温的反应条件、易设计性和操作性等特色,使得一系列新型的基因检测技术得以发展,并取得了超越常规技术的一些检测参数。本文以Cas9蛋白为对象,综述了近些年来在该领域取得的研究进展。主要论述Cas9蛋白的功能、改造、引导RNA(sgRNA)的设计及其在基因分析方法上的应用。     

滚环扩增技术及其在生物分子诊断中的应用

滚环扩增技术(RCA)是近年来发展起来的一种新型的核酸扩增技术.该技术是基于连接酶连接、引物延伸、与链置换扩增反应的一种等温核酸扩增方法.在恒温的条件下,可以产生大量的与环型探针互补的重复序列.与传统的核酸扩增方法相比,它具有扩增条件简单,特异性高,能在恒温条件下进行等特点.滚环扩增技术结合荧光、电化学、电化学发光等检...     

基于电化学发光检测技术的乳腺癌生物标记物EZH2表达定量分析

Zeste同源染色体2增强子基因(EZH2)在人类乳腺癌中过度表达,它可以被视为一个检测肿瘤的发展和转移的生物标记物。传统技术检测或定量特异性基因表达存在一些缺点,因此,本研究拟开发电致化学发光(ECL)技术来检测和量化EZH2 mRNA的表达量。在本研究中,用生物素和三(2,2-联吡啶)钌(II)(TBR)分别标记在PCR引物的5’末端上,用作扩增靶基因,扩增产物用ECL系统进行检测。我们用癌细胞作为模型分析了该方法的有效性和灵敏度,并且将其应用于25例乳腺癌的临床样本中EZH2基因表达量的检测。检测结果表明,EZH2基因在肿瘤细胞系中过量表达,而在正常血细胞中则低表达。最重要的是,在25例临床乳腺癌样品中发现10例样品(40%)的EZH2 mRNA过度表达。此方法提供了一种新的工具来评估EZH2基因在乳腺癌中的表达水平,且有可能成为一种快速、简便和灵敏的乳腺癌检测和诊断方法。     

电化学发光PCR方法检测结肠癌中K-ras癌基因点突变

发展了一种可用于快速检测K-ras癌基因点突变的电化学发光PCR(ECL-PCR)分析方法,该法采用三联吡啶钌标记的上游引物和生物素标记的下游引物对目的片段进行PCR扩增;随后,采用限制性内切酶MvaI对扩增产物进行酶切,由于突变导致酶切位点的丢失,所以只有野生型样品能被切断;通过生物素与链霉亲和素包被的磁珠连接,将生物素标记的DNA片段收集到反应池中进行电化学发光检测。采用该法对20例结肠癌组织中的K-ras癌基因第12位密码子进行点突变分析,得出其中有9例存在点突变,点突变率为45%。该方法操作简便、安全、快速、灵敏,可用于快速检测K-ras癌基因点突变。     

利用酵母双杂交系统研究人血管内皮生长因子受体Flt-1的配体结合域

The vascular endothelial growth factor (VEGF) receptor Flt-1 is charaterized by seven Ig-like loops within the extracellular domain. To identify which part is responsible for ligand binding, four cDNA clones coding for truncated Flt-1 mutants consisting of loop 1, 1-2, 2-3 and 1-3 were obtained by PCR from human cardiac cDNA library and inserted into the vectors of the yeast two-hybrid system, with VEGF cDNA on the partner plasmid. The paired plasmids were transformed into yeast strain SFY526, and tested by filter membrane method and β-galactosidase activity. The results showed that Flt-1(1-2)、Flt-1(2-3) and Flt-1(1-3) all were able to bind VEGF, of which Flt-1(1-3) showed the highest binding affinity, but no binding of VEGF was observed with Flt-1(2) and VEGF.     

PTHrP受体胞外区基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

PTHrP(甲状旁腺激素相关蛋白,Parathyroid hormone related protein)与多种肿瘤的生物学行为有关,尤其对肿瘤的骨转移起重要作用。应用其可溶性受体阻断它的病理作用是一个非常值得研究的课题。从肾癌组织中提取RNA,采用逆转录PCR (RT-PCR)方法获得PTHrP受体N端胞外区543碱基对的带信号肽的cDNA片段。将其核苷酸序列与国外发表的资料相比,基因中第262位核苷酸由T变为C,相应密码子由TAC变为CAC,导致氨基酸变异,即由酪氨酸变为组氨酸。将获得的受体基因克隆到原核表达载体pET-3a,在大肠杆菌得到高效表达,经ELISA证实表达产物可与PTHrP特异性结合。体外生物学活性检测表明表达产物可阻断PTHrP的生物学活性。     

Screening of human vascular endothelial growth factor (VEGF) receptor Flt-1 domain and study on its biological activity

Four human vascular endothelial growth factor receptor Flt-1 cDNA fragments containing extracellular domain loops 2, 1–2, 2–3 and 1–3 respectively were amplified from human placental cDNA library by PCR and used for screening ligand binding domains by yeast two-hybrid system. The result showed that, not only loop 1–3, but also the smaller fragment loop 2–3 could bind to hVEGF₁₆₅. Recombinant expression plasmids pPIC9K/Flt-1(1–3) and pPIC9K/Flt-1(2–3) were constructed and transformed toPichia. pastoris host strain GS115, cultured in flasks, and expressed under the induction of 1% methanol. The expressed product existed in supernatant in the form of soluble molecules and contained more than 60% of total protein after being induced for 4d. After being purified by CM-Sepharose FF and Sephacryl S-100 chromatography, its purity reached above 90%. Biological assayin vitro showed that the binding capacity of expressed soluble Flt-1 (2–3) to hVEGF₁₆₅ and its inhibiting effect on the proliferation of human umbilical veins endothelial cells (HUVEC) stimulated with hVEGF₁₆₅ were close to those of sFlt-1(1–3). Animal test showed that sFlt-1(2–3) could inhibit the formation of regenerate blood vessels stimulated with hVEGF₁₆₅ significantly.     

CXCL8对小鼠动脉粥样硬化发生发展的影响及其分子机制研究

目的:探讨趋化因子8(CXCL8)对小鼠动脉粥样硬化(AS)发生发展的影响及其可能机制。方法:40只雄性Apo E-/-小鼠随机分为AS组和CXCL8抑制剂(G31P)组,每组各20只,另选取20只雄性C57BL/6J小鼠作为对照组。AS组小鼠予高脂饲料喂养12周,G31P组小鼠予高脂饲料喂养12周的同时皮下注射G31P(注射剂量为500μg/kg),对照组的小鼠予普通饲料喂养12周。ELISA法检测小鼠血清中的甘油三脂(TG)、低密度脂蛋胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、总胆固醇(TC)水平,实时聚合酶链反应(RT-PCR)法检测小鼠主动脉组织中CXCL8及基质金属蛋白酶9(MMP9)mRNA的表达量,Western-blot法检测主动脉CXCL8及MMP9蛋白表达量。结果:高脂饮食喂养12周后,AS组小鼠血清中的TG、LDL-C、TC水平均高于G31P组,而HDL-C水平明显低于G31P组(P0.05);G31P组小鼠血清中的TG、LDL-C、TC水平均高于对照组,HDL-C水平低于对照组(P0.05)。AS组小鼠主动脉组织中的CXCL8、MMP9的m RNA表达量及蛋白表达量高于G31P组(P0.05),G31P组小鼠主动脉组织中的的CXCL8、MMP9的m RNA表达量及蛋白表达量高于对照组(P0.05)。结论:CXCL8在AS小鼠主动脉组织中呈高表达,CXCL8可能通过影响MMP9的表达在一定程度上参与了AS的发生发展,抑制CXCL8的表达或可延缓AS的发生发展。     

血管内皮细胞生长因子受体Flt-1胞外区基因的克隆及其在中国仓鼠卵巢细胞中的表达

从原代培养的人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)提取细胞总RNA,采用逆转录PCR(RT-PCR)方法得到VEGF受体Flt-1胞外区前3个IgG样区域cDNA片段(Flt-1n3).将获得的受体基因克隆到真核表达载体pcDNA3.1中,得到重组质粒pcDNA3.1/Flt-1n3,通过脂质体转染方法将其转入中国仓鼠卵巢细胞(CHO),用G418筛选得到稳定表达目的蛋白的细胞克隆.经固相结合实验筛选得到表达与VEGF特异结合的目的蛋白的细胞克隆,细胞测活结果表明,表达产物具有抑制人脐静脉内皮细胞(HUVEC)增殖的活性.鸡胚测活结果表明,CHO细胞表达的r Flt-1n3能抑制鸡胚绒毛尿囊膜的血管形成.     

荧光相关光谱在生物化学领域中的应用

荧光相关光谱(fluorescence correlation spectroscopy,FCS)是一种通过监测荧光涨落从而获得单分子水平的分子扩散行为信息的技术。FCS高灵敏度的优点使得它已发展成为一种可以在活体外与活体内检测分子浓度、扩散系数、结合和解离常数等参数的有力工具。荧光互相关光谱(fluorescence cross-correlation spectroscopy,FCCS)是FCS技术的进一步发展,其大大扩展了FCS技术的应用范围。本文介绍了FCS及其衍生技术的原理及其在生物化学领域的应用。