幽门螺杆菌致病岛CagL重组抗原的可溶性表达及其多克隆抗体的制备和分析*

目的:利用原核表达和蛋白质纯化技术获得高纯度的幽门螺杆菌致病岛CagL重组抗原(rCagL),利用其制备anti-CagL多克隆抗体,并分析抗体的特异性。方法:通过生物信息学软件分析rCagL的抗原结构;利用PCR长片段DNA合成技术合成不含有信号肽序列的幽门螺杆菌致病岛CagL基因,将其插入表达质粒pCzn1中,构建重组质粒pCzn1-rCagL。然后,将pCzn1-rCagL转入大肠杆菌Arctic Express中,经IPTG诱导表达后,通过Ni-IDA镍离子亲和层析纯化重组抗原rCagL,利用Western blot鉴定rCagL与His标签抗体和Anti-H. pylori抗体的免疫反应性;最后,通过rCagL辅以弗氏佐剂免疫BALB/c小鼠,制备anti-CagL多克隆抗血清,通过ELISA方法分析抗血清的特异性。结果:生物信息学软件表明重组抗原rCagL具有较好的抗原性质;重组质粒pCzn1-rCagL经双酶切和基因测序等技术鉴定,证实rCagL核苷酸序列与理论序列完全一致;基因工程菌株pCzn1-rCagL/Arctic Express在低温11℃条件经IPTG诱导表达。 SDS-PAGE实验结果证实:rCagL可实现相对高效地可溶性蛋白表达,可溶性蛋白约占包涵体的62.07%。经Ni-IDA亲和层析柱纯化,可获得高纯度rCagL,纯度约为96.6%。Western blot结果证实:重组抗原rCagL可特异性与His标签抗体和Anti-H. pylori抗体结合。ELISA结果证实:经rCagL免疫小鼠制备的多克隆抗体anti-CagL可特异性识别rCagL和H. pylori裂解物,具有较高的抗体特异性。结论:重组抗原rCagL在低温条件下可实现可溶性表达,经纯化可获得高纯度抗原蛋白;rCagL具有较好的抗原性,制备的多克隆抗体具有较好的免疫特异性,为发展H. pylori相关诊断试剂奠定了实验基础。     

利用CRISPR/Cas9技术构建AEG-1基因敲除U251细胞系并探讨其转移行为的特点

星形胶质细胞上调基因-1(astrocyte elevated gene-1,AEG-1)在多种肿瘤中过表达,参与肿瘤的形成、转移等过程。本实验利用CRISPR/Cas9技术敲除AEG-1基因并研究其在胶质瘤细胞转移过程中的作用。首先设计构建sgRNA/Cas9二合一表达载体并转染到人胶质瘤U251细胞中,通过TA克隆测序鉴定sgRNA的活性;然后筛选建立稳定的AEG-1敲除U251细胞系,并利用Western blot实验检测AEG-1的敲除效率;最后利用Transwell小室、划痕实验评价AEG-1敲除后对肿瘤细胞迁移能力的影响。结果显示,成功构建靶向敲除AEG-1基因的sgRNA/Cas9二合一表达载体,所构建的载体与实验设计相一致,通过TA克隆测序鉴定sgRNA有活性;成功建立稳定的AEG-1敲除U251细胞系,Western blot实验结果表明敲除效率高达98%; Transwell小室实验、划痕实验结果表明AEG-1敲除U251细胞系的转移能力明显降低。     

幽门螺旋杆菌ATCC 43504感染BALB/c小鼠动物胃炎模型的建立及分析

利用幽门螺旋杆菌标准菌株建立稳定可靠的幽门螺旋杆菌(Helicobacter pylori,Hp)感染小鼠胃炎模型对Hp疫苗研制、Hp致病机制的研究及抗Hp药物的筛选具有重要意义。通过灌胃国际标准菌株幽门螺旋杆菌Hp ATCC 43504,构建了BALB/c小鼠动物胃炎模型。利用小鼠胃部Hp尿素酶活性检测、Hp的定量培养、PCR检测、组织病理学等多种方法鉴定BALB/c小鼠动物胃炎模型。通过Hp诊断试剂盒检测,造模组小鼠的胃组织能使Hp尿素酶试剂变色,呈现玫瑰红色,而健康小鼠的胃组织不能使Hp尿素酶试剂变色,依旧呈现黄色;通过小鼠胃组织匀浆液培养Hp,造模组小鼠的胃组织匀浆液均可在BHI血平板长出Hp菌落,而对照组小鼠的胃组织匀浆液不能培养出Hp菌落;利用PCR对造模组和对照组BALB/c小鼠的胃组织进行Hp检测,造模组小鼠胃组织可扩增出150 bp的DNA产物,而对照组小鼠胃组织无扩增产物;通过HE染色法观察小鼠胃部病理变化和炎症情况,与健康BALB/c小鼠比较,造模组小鼠胃粘膜和粘膜下层有大量白细胞浸润,胃部炎症明显。利用国际标准菌株Hp ATCC 43504菌株成功构建了BALB/c小鼠胃炎模型,为评价防治Hp感染药物的效果奠定了实验基础。     

海马皮质特异性敲除AEG-1基因小鼠的构建及其行为学初步研究*

星形胶质细胞上调基因-1(astrocyte upregulating gene-1,AEG-1)是HIV伴随老年痴呆患者脑组织中发现的星形胶质细胞上调基因之一,近年来研究表明其调控多种中枢神经系统疾病,但其在学习认知上的研究尚未见报道。海马和皮质在学习认知中起重要作用,利用CRISPR/Cas9技术结合Cre/loxp系统构建海马皮质特异性AEG-1敲除小鼠,在此模型鼠的基础上对AEG-1和学习认知的相关性进行初步研究。首先构建插入loxp位点的flox纯合型AEG-1^fl/fl小鼠,与海马、新皮层特异性表达Cre^+/+重组酶的工具鼠进行繁育,利用PCR技术筛选出子代基因型为AEG-1^fl/fl Cre⁺的海马皮质特异性AEG-1敲除小鼠;然后利用Western blot技术和免疫荧光技术检测AEG-1基因在小鼠海马皮质中的敲除效率;最后应用新物体识别箱和三腔社会互动箱并结合SMART 3.0分析系统,对海马皮质特异性AEG-1敲除小鼠的学习记忆和社会交互行为学进行初步评价。结果显示:成功获得子代基因型为AEG-1^fl/fl Cre⁺的基因敲除小鼠;AEG-1条件性敲除小鼠海马和皮质中AEG-1蛋白质表达水平较对照组显著降低;新物体识别结果表明AEG-1条件性敲除小鼠的区分系数明显低于对照组,表明AEG-1条件性敲除小鼠的学习记忆能力较弱,但是三腔交互结果表明AEG-1条件性敲除小鼠在社会交互上与对照组相比无明显差异。以上结果为AEG-1在学习认知方面的进一步研究奠定了基础。     

海马皮质特异性敲除AEG-1基因小鼠的构建及其行为学初步研究*

星形胶质细胞上调基因-1(astrocyte upregulating gene-1,AEG-1)是HIV伴随老年痴呆患者脑组织中发现的星形胶质细胞上调基因之一,近年来研究表明其调控多种中枢神经系统疾病,但其在学习认知上的研究尚未见报道。海马和皮质在学习认知中起重要作用,利用CRISPR/Cas9技术结合Cre/loxp系统构建海马皮质特异性AEG-1敲除小鼠,在此模型鼠的基础上对AEG-1和学习认知的相关性进行初步研究。首先构建插入loxp位点的flox纯合型AEG-1^fl/fl小鼠,与海马、新皮层特异性表达Cre^+/+重组酶的工具鼠进行繁育,利用PCR技术筛选出子代基因型为AEG-1^fl/fl Cre⁺的海马皮质特异性AEG-1敲除小鼠;然后利用Western blot技术和免疫荧光技术检测AEG-1基因在小鼠海马皮质中的敲除效率;最后应用新物体识别箱和三腔社会互动箱并结合SMART 3.0分析系统,对海马皮质特异性AEG-1敲除小鼠的学习记忆和社会交互行为学进行初步评价。结果显示:成功获得子代基因型为AEG-1^fl/fl Cre⁺的基因敲除小鼠;AEG-1条件性敲除小鼠海马和皮质中AEG-1蛋白质表达水平较对照组显著降低;新物体识别结果表明AEG-1条件性敲除小鼠的区分系数明显低于对照组,表明AEG-1条件性敲除小鼠的学习记忆能力较弱,但是三腔交互结果表明AEG-1条件性敲除小鼠在社会交互上与对照组相比无明显差异。以上结果为AEG-1在学习认知方面的进一步研究奠定了基础。     

应用CRISPR/Cas9技术敲除小鼠海马神经元中Purα基因可减弱神经元对DNA损伤的修复作用

人转录活化因子Purα是体内重要的转录因子,在体内多个环节中都发挥着重要的作用,尤其是在神经系统中,它与神经元的发育,突触形成都有很密切的关系。该文通过构建Purα基因敲除的小鼠海马神经元细胞系来观察其在DNA损伤修复中的作用。根据目的基因靶向删除外显子的位置设计相应的sg RNA序列,合成相应的寡核苷酸后克隆在p Sp Cas9(BB)-2A-Puro(PX459)V2.0质粒载体相应位点上,从而构建能对Purα基因进行敲除的CRISPR/Cas9质粒,将构建好的质粒通过酶切和测序进行鉴定,将经过鉴定证实相位正确及在有sg RNA序列插入的阳性质粒转染到小鼠海马神经元(HT22)细胞中,加入嘌呤霉素进行抗性筛选,保留正常生长的细胞进行培养,从而建立能稳定地进行Purα基因敲除的细胞系。通过Real-time PCR和Western blot技术分别在转录和翻译水平上检测Purα基因的表达情况,从而来判定Purα基因的敲除效率;将所构建的Purα基因敲除的细胞用羟基脲(HU)进行处理来建立细胞DNA损伤的实验模型,通过Western blot、脉冲电场反转凝胶电泳实验及细胞毒性实验观察Purα在DNA损伤修复中的作用。实验结果证实,所插入片段相位正确。通过TA克隆测序和T7E1酶切证实所构建的质粒具有良好的CRISPR/Cas9活性,可导致基因组碱基发生突变,Real-time PCR和Western blot实验结果证实,Purα基因敲除组的Purα基因表达明显降低。Purα基因敲除后,细胞对HU引起的DNA损伤极为敏感,说明Purα在维持基因组DNA的完整性方面发挥着重要的作用,是细胞中一种不可或缺的蛋白质。该实验结果还提示,利用CRISPR/Cs9技术可以有效地对目的基因进行敲除,同时由于该质粒携带有嘌呤霉素抗性基因,利用这一特点,可以方便地建立稳定的细胞系,该细胞系可用作研究Purα基因在神经元中的生物学功能的细胞模型。     

基于CRISPR/Cas9技术AEG-1基因敲除神经细胞系的构建及AEG-1基因敲除介导的神经细胞周期阻滞和细胞凋亡抑制

星形胶质细胞上调基因-1(AEG-1)是近年来研究较多的癌基因,但在神经系统疾病方面研究尚少。AEG-1与神经退行性疾病有关,然而其具体作用机制尚不明确。本研究通过设计靶向AEG-1 sgRNA序列并合成相应寡核苷酸,将其克隆到GV392质粒中,构建sgRNA/Cas9二合一表达载体,并进行慢病毒包装纯化。用慢病毒感染小鼠海马神经元HT22细胞,进行药物筛选和sgRNA活性鉴定,建立稳定的AEG-1基因敲除的细胞系;并进一步观察神经元HT22细胞的增殖与凋亡能力。结果显示,成功构建了3种靶向AEG-1基因的sgRNA/Cas9二合一表达载体。所设计的sgRNA的插入序列和开放阅读框架完全正确,成功建立了AEG-1基因敲除的稳转神经细胞系。进一步研究表明,AEG-1敲除后的神经HT22细胞与正常神经HT22细胞相比,细胞突起数目减少, 细胞周期阻滞,细胞凋亡率减少。以上结果为后续进一步研究AEG-1与神经系统疾病关系奠定了基础。     

miR-17-5p靶向自噬相关蛋白ATG7调控巨噬细胞抗结核分枝杆菌感染作用的研究

目的:通过研究miR-17-5p对自噬相关基因ATG7的靶向调控机制和对细胞自噬的作用,探究miR-17-5p在结核分枝杆菌介导的自噬途径中的作用及其机制。方法:生物信息学分析得到miR17-5p的靶基因ATG7,通过成功构建载体ATG7野生型(p Mir GLO-ATG7-3'UTR-WT)和突变型,利用双萤光素酶报告系统、Western blot验证miR-17-5p和ATG7的靶向关系,同时构建结核分枝杆菌(H37Ra)感染的人源性THP-1巨噬细胞模型,将做不同处理的细胞分为三组:miR-17-5p mimics、miR-17-5p inhibitor、miR-17-5p nc。通过实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)检测H37Ra感染对miR-17-5p表达量的影响,并且进一步通过Western blot、免疫荧光观察检测LC3蛋白的表达量和自噬小体的数量。结果:MTB感染能够引起miR-17-5p的下调,随着感染复数的增加有明显的降低。而生物信息学预测结果显示miR-17-5p与ATG7具有靶向性,双萤光素酶报告实验、Western blot验证miR-17-5p能够和ATG7靶向结合,并对其进行负调控。进一步通过Western blot、免疫荧光观察发现miR-17-5p mimics组LC3Ⅱ的表达下调,自噬小体表达降低,而miR-17-5p inhibitor组相反。其中对H37Ra感染组与未感染组之间比较,ATG7和LC3Ⅱ蛋白表达明显增强。结论:miR-17-5p直接靶向结合ATG7 3'UTR抑制自噬,在巨噬细胞抗MTB过程中发挥作用。     

产肠毒素大肠杆菌亚单位疫苗3STaM(G)-K99和3STaM(S)-K99的纯化及其免疫学性质的研究

产肠毒素大肠杆菌(ETEC)是一种导致新生犊牛和仔猪腹泻的主要病原体之一.ETEC的毒力因子主要有黏附素(CFs)、不耐热性肠毒素(LT)和耐热性肠毒素(ST)三种.在前期研究中,利用PCR和酶切连接技术成功构建了两种ETEC亚单位疫苗3STaM (G)-K99和3STaM(S)-K99,且在大肠杆菌中获得高效表达.本研究利用阴离子交换层析纯化融合蛋白3STaM (G)-K99 and 3STaM(S)-K99,辅以弗氏佐剂免疫新西兰大白兔,通过Elisa分析其免疫学性质,并利用肠毒素中和实验在昆明系乳鼠中评价其激发抗STa中和抗体的能力.实验结果表明:亚单位疫苗3STaM(G)-K99 and 3STaM (S)-K99能够激发相对较高水平、可针对天然STa、ETEC和融合蛋白STa-K99的特异性抗体.其次,亚单位疫苗中STa突变体(STaM)组分的肠毒素活性显著降低,且其所激发的特异性抗体属于中和抗体,能有效抑制天然STa的肠毒素活性.亚单位疫苗3STaM (G)-K99 and 3STaM(S)-K99为研制预防ETEC感染性腹泻的多价基因工程疫苗提供了基本素材和理论指导.