人胰岛素原基因B10位定点突变对增强胰外表达效率的实验研究

目的构建在肝细胞内增强表达成熟人胰岛素的生理调控性人胰岛素原基因重组质粒。方法利用PCR定点突变技术在B-C及C-A连接处已两点突变的人胰岛素原基因上进行B10位突变,并在其上游连接肝细胞特异的3倍体葡萄糖反映元件(GLRE3)和胰岛素样生长因子结合蛋白-1启动子(IGFBP-1P)。经酶切后将含有调控元件的3点突变人胰岛素原基因(GLRE3-IGFBP-1P-3mINS)插入逆转录病毒载体(pLXSN),脂质体介导转染大鼠肝癌细胞CBRH7919后检测成熟胰岛素表达情况及与含有调控元件的2点突变人胰岛素原基因(GLRE3-IGFBP-1P-3mINS)表达体的表达差异。结果人胰岛素原基因的B10位组氨酸编码序列CAC突变为门冬氨酸编码序列GAC。构建了含调控元件的B10位门冬氨酸人胰岛素原基因逆转录病毒载体质粒(pLXSN-GLRE3-IGFBP-1P-3mINS),酶切、PCR及测序鉴定各段基因碱基序列及连接方向正确。pLXSN-GLRE3-IGFBP-1P-3mINS经脂质体包裹转染大鼠肝癌细胞,细胞外液含5.0、25.0mmol/L的葡萄糖浓度下胰岛素含量分别为5.03±0.72、43.90±2.30mU/L。未进行B10位突变的重组体转染组在同样葡萄糖浓度下胰岛素含量分别为<2.00、2.10±0.23mU/L。结论成功构建了含调控元件的B10位门冬氨酸人胰岛素原基因逆转录病毒载体重组质粒,该重组体已整合入鼠肝癌细胞基因组,其表达效率显著提高并受葡萄糖生理性调控。     

金属巯基组氨酸三甲内盐-人生长激素融接的基因可促进小鼠的生长

把小鼠的金属巯基组氨酸三甲内盐基因的启动基因或调节区段接到编码人的生长激素的结构基因上,用显微注射法,把融接的基因导入小鼠受精卵中,有23只小鼠(70％)被稳定地掺入了融接的基因,在它们的血清中人的生长激素浓度很高,长得比其对照小鼠大得多,人生长激素的合成可被正常诱导金属巯基组氨酸三甲内盐基因表达的镉或锌进一步诱导,在能表达人生长激素的转基因的小鼠的血清中,胰岛素样的生长因子的浓度也随着增加,从它们的垂体的组织学研究表明,正常合成生长激素的细胞的机能已经失调,融接的基因可在所有鉴定过的组织中表达,然而人生长激素信使RNA对内源的金属巯基-1信使RNA的比率随不同的组织和不同的动物而变化,这说明外源基因的表达受整合的位置和所处的组织环境所影响。     

人胰岛素原基因在酵母中的分泌表达

 我们研究了外源基因——合成的人胰岛素原基因在酵母α因子系统中的表达和分泌。用表达载体YTI-15转化酵母63号株可得到每升约2毫克的人胰岛素原分泌产物。     

人胰岛素基因在体内外表达的研究

利用定点突变人胰岛素基因,以脂质体载体和质粒不同比例形成的复合物进行体内外转染。体外转染鼠肝细胞,G418进行筛选,利用放免法测定培养液中胰岛素含量;体内通过肝门脉注射,测定模型鼠血糖及转染后7天时血液中胰岛素的含量,结果显示目的基因已转入肝细胞,且体内外转染都有一定量的成熟胰岛素表达,体外转染中粒与脂质体比为1:6转染后24h表达量最高为10.45μIU/ml,体内转染使模型鼠的糖尿病症状明显改善,血糖最高降幅达55％。     

人胰岛素原基因在大肠杆菌中高效外分泌表达

将胰岛素原基因融合到金色葡萄球菌蛋白Ａ的基因上,构建成大肠杆菌中基因融合的外分泌表达载体,它能高效表达且有效地分泌表达产物,利用亲和层析能方便地从培养液中分离出融合蛋白,融合蛋白经ＣＮＢｒ裂解后,经反相ＨＰＬＣ分析,分离得到具有天然结构的胰岛素原并进行了鉴定。     

人胰岛素原类似物(BKRA)基因的合成与表达

为了利用基因工程生产胰岛素,按照已知的人胰岛素Ａ、Ｂ链氨基酸序列和大肠杆菌偏爱的氨基酸密码子设计并合成了人胰岛素原类似物（ＢＫＲＡ）基因,其中以赖（Ｋ）－精（Ｒ）二肽编码区取代人胰岛素原Ｃ肽编码区．为了避免其编码蛋白在大肠杆菌中表达时被降解,通过人工接头将２个ＢＫＲＡ基因串联起来,接头部分氨基酸序列为Ａｒｇ－Ａｒｇ－Ａｓｎ－Ｓｅｒ．将串联的ＢＫＲＡ基因克隆到表达载体ｐＥＴ－２８ａ（＋）,实现了在大肠杆菌中的融合表达,表达产物以包含体形式存在,约占细菌总蛋白２４％．表达产物氨基末端具有六组氨酸肽段,以ＨｉＴｒａｐ凝胶进行亲和层析,一步纯化可达纯度９５％以上．放射免疫测定表明,纯化的融合蛋白具有胰岛素抗原活性．表明已构建成人胰岛素原类似物的高效表达菌株     

人胰岛素样生长因子-1真核双顺反子表达载体pIRSES2-EGFP-hIGF-1的构建与鉴定

目的:利用基因工程原理构建人胰岛素样生长因子1(hIGF-1)全长基因的真核表达栽体pIRES2-EGFP-hIGF-1,并观察其在人胚肾293细胞中的表达.方法:应用PCR方法从人肝细胞文库中提取人hIGF-1全长cDNA序列,克隆入T-pMD18载体中,经测序证实序列正确后,利用XhoI/EcoRI进行双酶切并定向插入真核表达载体pIRES2-EGFP中,利用双酶切、电泳和PCR进行鉴定证实插入片段的正确性.应用高效转染试剂X-treme GENE HP DNA Transfection reagent介导真核表达载体pIRES2-EGFP-hIGF-1转染人胚肾细胞(HEK293),转染后利用倒置荧光显微镜与RT-PCR观察目的基因在靶细胞中的表达.结果:经酶切和测序证实重组质粒栽体构建正确,转染后48小时可观察到绿色荧光的表达,RT-PCR结果证实转染pIRES2-EGFP-hIGF-1后可有hIGF-1基因靶细胞中表达.结论:成功构建真核表达载体pIRES2-EGFP-hIGF-1,目的基因与标记基因可同时在靶细胞中表达,为后续研究奠定基础.     

启动子CMV和EF1α对人胰岛素基因在BHK细胞中表达的影响

目的　构建人胰岛素基因真核高效表达载体 ,为胰岛素转基因研究奠定基础。方法　用限制性内切酶SpeⅠ和HindⅢ消化pEF1α GFP ,回收 1 2kbEF1α启动子 ,插入到pCMV mINS的NruⅠ和HindⅢ位点中 ,获得重组质粒pEF1α mINS ;将pCMV mINS和pEF1α mINS分别转染BHK细胞 ,用G418筛选 ,阳性克隆传至 2 0代后 ,分别用放免方法和免疫组化法分析胰岛素和 或胰岛素原在BHK细胞中的表达情况。结果　经放免测定 ,pCMV mINS和pEF1α mINS在BHK细胞中胰岛素和 或胰岛素原的表达量分别为 4 0 77μIU ml和 6 897μIU ml。经免疫组化分析 ,pCMV mINS在BHK细胞质中胰岛素表达水平的灰度值为 190 0± 19 5 6 ;pEF1α mINS在BHK细胞质中胰岛素表达水平的灰度值为 181 4± 18 45 ,在BHK细胞核中表达水平的灰度值为 15 5 4± 11 6 6。结论　在BHK细胞中启动子EF1α启动胰岛素基因表达的活性比启动子CMV高。     

枯草杆菌中性蛋白酶基因在大肠杆菌中的表达

蛋白酶是枯草杆菌(Bacillus subtilis)产生的具有重要工业价值的水解酶。对蛋白酶基因的分离与高效率表达一直是基因工程研究领域的重要内容之一^[1-4]。蛋白酶基因的筛选可采用不同的方法,如“免疫法”、“DNA 杂交法”、“遗传互补法”等。大肠杆菌(Escherichia coli)是基因工程中最常用的宿主菌, 若能以E．Coli作为筛选蛋白酶基因的宿主苗,那么使用E．Coli的常规载体,便可直接获得完整的蛋白 酶基因。枯草杆菌的蛋白酶基因能否在大肠杆菌中表达．则是实现这一目标的关键。Koide等人^[5]报道过枯草杆菌的胞内丝氨酸蛋白酶基因在大肠杆菌中的表达。转化细胞在含有脱脂牛奶的平板上可产生十分微弱的水解圈。Ikeraara等人^[6]将Subtilisin E(枯草杆菌蛋白酶E)插人大肠杆菌的表达载体,具有活性的Subtilisin E便可分泌到大肠杆菌的细胞周质中。吴汝平撰文指出^[7]。克隆的枯草杆菌蛋白酶基因不能在大肠杆菌中表达。是因为大肠杆菌不能转录枯草杆菌的促使生长调节基因。Wang等人^[8]则认为,在大肠杆菌中观察不到野生型的中性蛋白酶基因E(nprE)的表达。是因为nprE的表达产物对大肠杆菌有致死作用．除去该基因上的核糖体结合位点,nprE便能在大肠杆菌中低水平表达,并能将表达产 物分泌至胞外。由上可知．枯草杆菌的蛋白酶基因能否在大肠杆菌中表达以及表达的位置仍然是一个众说纷纭的问题,这一问题也正是能否用大肠杆菌作为宿主菌筛选蛋白酶基因的关键。     

应用寡核苷酸圈套技术研究胰岛素调控人α1（Ⅰ）型胶原基因转录

目的 应用寡核苷酸圈套技术研究胰岛素对人COL1A1基因转录的调控.方法 建立稳定转染pCOLH12.5质粒（含CAT基因与人COL1A1基因-2483～＋42bp片段）的WI-38细胞株,加入不同剂量胰岛素,测CAT值;分别瞬时转染不同序列ssPT入克隆细胞株中,加入2.5 μmol/ml的胰岛素,测CAT值.结果 2.5 μmol/ml的胰岛素显著增加了COL1A1基因启动子活性;含sp1l位点的ssPT浓度为120 nmol/L时,受胰岛素刺激所增加的CAT值得到显著抑制,不含sp1位点的ssPT无此作用.结论 ssPT能够应用于基因转录调控的研究.胰岛素在人COL1A1基因上的反应元件可能位于启动子-129至-105区域内.     

中枢神经系统中Isl-1基因的表达

同源框基因Isl—1是LIM基因家族的一员。在哺乳动物中Isl—1基因主要在胰岛中表达,表达产物结合于胰岛素基因的增强子,调控胰岛素基因的转录。由于近年来发现胰岛素及其受体也存在于神经系统中,因此观察了中枢神经系统中是否有Isl—1基因的表达。     

人胰岛素原基因在大肠杆菌中高效外分泌表达

将胰岛素原基因融合到金色葡萄球菌蛋白Ａ的基因上,构建成大肠杆菌中基因融合的外分泌表达载体。它能高效表达且有效地分泌表达产物。利用亲和层析能方便地从培养液中分离出融合蛋白。融合蛋白经ＣＮＢｒ裂解后,经反相ＨＰＬＣ分析,分离得到具有天然结构的胰岛素原并进行了鉴定。     

Cre重组酶表达载体的构建及其在转基因小鼠胰腺中的表达

组织特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠是进行组织特异性条件敲除研究的关键。采用PCR扩增大鼠胰岛素基因705bp启动子指导发胰岛细胞中特异表达;同时采用改构的Cre重组酶基因,在其5'端添加有真核核糖体结合序列和核定位序列使Cre重组酶能穿越核膜在细胞核能发挥功能;同时,为了保证原核基因Cre能在真核系统顺利表达,在其3'端添加含内含子的人生长激素基因。构建的表达载体在去除原核序列后用显微注射方法转基因小鼠,在出生的27只仔鼠中,PCR检测共获得7只Cre整合阳性的转基因小鼠,整合率26％。这种Cre转基因小鼠与基因组小携带LoxP位点的条件基因打靶小鼠交配,在胰腺组织中可以检测到Cre介导的重组,表明Cre在转基因小鼠胰腺中有表达。     

胰岛素样生长因子结合蛋白-7基因的克隆和表达

IGFBP-7是胰岛素样生长因子结合蛋白(IGFBP)家族中的一员,具有一些抑癌基因的特征。利用重组PCR技术获得了IGFBP-7基因的全长编码区序列,并将其克隆到pcDNA3．1／His—Myc真核表达载体中,得到重组质粒pcDNA3．1／His—Myc—IGFBP-7。将该重组质粒瞬时转染人胚胎肾293T细胞,Westem-blot分析表明,IGFBP-7在293T细胞中获得了表达,为进一步研究IGFBP-7的功能奠定了基础。     

染色质免疫沉淀技术分析HePG2细胞TCF7L2蛋白与IDE基因转录启动子的结合

TCF7L2是一种重要的转录因子,通过Wnt信号途径,调节葡萄糖代谢.胰岛素降解酶(IDE)是细胞水平催化胰岛素降解的最关键的酶,与2型糖尿病(T2DM)高血糖、胰岛素抵抗、高胰岛素血症密切相关.为了检测HePG2细胞内转录因子TCF7L2与IDE基因启动子区的结合情况,采用染色质免疫沉淀技术结合PCR技术检测IDE基因启动子序列.结果表明,在特异性TCF7L2抗体免疫沉淀的DNA片段中扩增出IDE基因启动子序列,因此证实在HePG2细胞内,TCF7L2蛋白可与IDE基因转录启动子的特异区域结合,进而可能参与IDE基因的表达调控.     

人胰岛素基因在乳酸菌中的表达及其对非肥胖糖尿病(NOD)小鼠的作用

为实现人胰岛素基因在乳酸菌中的表达及探索其用作口服疫苗治疗Ⅰ型糖尿病(T1DM)的可行性,首先将人胰岛素基因密码子替换为乳酸菌偏爱密码子,同时在A,B链序列间加入连接短肽序列,经引物退火拼接合成人胰岛素基因。克隆至乳酸菌表达载体中后,利用电击转化法实现了带信号肽SPUsp45的人胰岛素基因在乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)MG1363和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)ATCC27092中的表达。Western blot检测显示重组胰岛素位于细胞壁上,当菌体生长到OD600为0.4时达到最大表达量。用含有表达重组人胰岛素的Lactobacillus caseiATCC27092/pSW501菌体饲喂非肥胖糖尿病(NOD)小鼠,发现可刺激小鼠产生特异性抗体,同时使与免疫耐受相关的细胞因子IL-4水平明显升高(38.583±2.083pg/mL,P<0.05),提示其对NOD小鼠产生免疫耐受有一定的作用,为研制乳酸菌口服疫苗防治T1DM的可行性进行了有益的探索。     

茶足柄瘤蚜茧蜂蛹滞育过程中胰岛素信号通路及其相关途径的初探

本实验通过探索胰岛素信号通路及其相关途径对茶足柄瘤蚜茧蜂蛹滞育的影响,从而方便寻找胰岛素替代物,为害虫防治提供新思路。利用RNA-Seq,对滞育组与非滞育组的茶足柄瘤蚜茧蜂进行转录组测序,结合生物信息学方法对转录组中胰岛素信号通路及其相关途径的差异表达基因进行了分析。与胰岛素信号通路相关差异表达基因共31个,重点分析的PI3K-Akt, FoxO, MAPK三条途径,差异表达基因分别为55, 21和28个。这些滞育关联基因呈现不同程度的上调或下调表达,发现Sos, FASN, TSC1, PRKAB等基因与茶足柄瘤蚜茧蜂滞育密切相关,共同影响茶足柄瘤蚜茧蜂的滞育。胰岛素信号通路及其相关途径对茶足柄瘤蚜茧蜂的滞育起着非常重要的作用,主要体现在影响虫体能量代谢、脂质积累、细胞增殖等方面。     

PPARγ 基因与代谢综合征关系的研究进展

过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)γ基因已被公认在调控脂肪细胞分化和多种代谢(糖、脂肪、能量代谢等)中起重要作用。它在脂肪、肌肉、肝脏等多种与胰岛素作用有关的组织中表达,并且具备激活后调控涉及葡萄糖的产生、转运、利用及脂肪代谢的调节等基因的表达。PPARγ基因在脂肪细胞分化、糖、脂代谢、动脉粥样硬化形成、炎性反应中起重要作用,从而与T2DM、胰岛素抵抗、肥胖症、心血管疾病和高血压等疾病的发病风险相关。本文综述了PPARγ基因的结构、功能及其多态性与代谢综合征关系的研究进展。     

外源基因在真核细胞中的表达

这是分子生物学和细胞生物学交接的一个重要课题。将外源克隆的基因导人到真核细胞中进行有效的表达,不仅能在完整细胞内研究基因的精细结构和表达的调控机制,而且更重要的能探讨改变细胞遗传性的问题。     

重组人胰岛素的纯化及其性质的初步研究

构建含有人胰岛素原基因的重组载体,并在大肠杆菌表达系统中进行高效表达。表达产物经变性、复性、凝胶过滤纯化后,再经胰蛋白酶和羧肽酶B酶切作用,产物经离子交换层析纯化得到重组人胰岛素,且具有天然生物学活性。