电穿孔技术在转基因及动物克隆中的应用

电穿孔技术利用电场造成细胞膜的改变而将DNA导入细胞内,它还可用于细胞融合及动物克隆等。基因电转移的效率通常比化学法提高1—2个数量级,主要与脉冲波形、长度、缓冲液等有关。方波直流电脉冲应用广泛,在有关细胞核移植的多项研究报告中均指出它有重要作用。     

牛胎儿成纤维细胞的组织块贴附法分离培养与电穿孔法基因转染

为获得转基因克隆牛的供体细胞,采用组织块贴附培养的方法分离培养牛胎儿皮肤成纤维细胞,经2～3次传代纯化,绘制生长曲线,分别分析体外传代培养10代以内和20代以上细胞的核型特征。分别采用800、900、1000V／cm和1、5、10、15和20ms的参数组合,将线性化的带有新霉素抗性和绿色荧光蛋白双重筛选标记的人胰岛素原乳腺特异表达载体pNEI电穿孔转入体外培养的牛胎儿成纤维细胞,经800μg／mLG418筛选2周,继续以300μg／mLG418扩大培养2～3代,取部分筛选后的细胞进行PCR检测结果表明,体外培养的牛胎儿成纤维细胞生长旺盛,体外传代20次后核型未发生改变;转染后24～48h在荧光镜下检测各组均可观察到绿色荧光表达,筛选后各组克隆形成数以900V／cm和5ms组最多;PCR检测得到了预期条带,说明目的基因已经成功导入。分离得到的牛胎儿耳成纤维细胞有可能作为体细胞核移植的供体,进行转基因克隆研究。     

Tet-On Induction with Doxycycline after Gene Transfer in Mice: Sweetening of Drinking Water is not a Good Idea

Gene transfer to skeletal muscle leads to long-term, stable expression of transferred genes. An exiting development is the use of inducible expression systems. Using the inducible Tet-On system, it has been customary to administer doxycycline in drinking water with added sucrose to ameliorate the bitter taste. During a study aiming at regulating electrotransferred genes through the Tet-On system, we observed excessive drinking behavior among mice. Removal of sugar from the drinking water led to normal drinking behavior and most importantly did not affect the level of gene expression. Based on this study, the practice of adding sucrose to drinking water in doxycycline induction studies should be abandoned.     

脉冲电场在医学中的基础研究及电穿孔的临床应用

脉冲电场利用方波直流脉冲发生器改变细胞膜的通透性,并在细胞膜上形成纳米级细孔,其被称为电穿孔是一种新型微创技术,分为可逆电穿孔(reversible electroporation)及不可逆电穿孔(irreversible electroporation)。在过去的四十年,电穿孔大量的实验研究及其自身的优点及先进性,使电穿孔相关的技术已被允许应用与临床。目前临床和实验中应用电穿孔的化疗药物已有十余种,通过电穿孔进行基因转染及DNA疫苗的研发已取得巨大成功。尤其近几年发展的非热能的不可逆电穿孔对实体肿瘤的消融作用,为肿瘤治疗提供新的思路,因其比其他局部治疗方法:具有治疗时间短,减少间接热损伤,对毗邻主要血管的肿瘤组织有消融能力等优点引起了对不可逆电穿孔巨大的临床研究兴趣。本文就电穿孔的基本理论,电化学治疗,基因电转染及不可逆电穿孔的临床应用进行探讨。     

用人DNA介导的基因转移修复中国仓鼠细胞的HPRT缺陷

 中国仓鼠卵巢细胞(CHO-K1)经N-甲基-N'-硝基-N-亚硝基胍(MNNG)诱变和6-巯基鸟嘌呤(6-TG)选择,得到稳定的次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HPRT)缺陷细胞株,酶活性仅为野生型的6.5％。用磷酸钙共沉淀法和电脉冲法向HPRT-细胞转移人宫颈癌细胞(HeLaS_3)基因组DNA,纠正了CHO细胞的HPRT缺陷。酶活性提高了6.9倍,达到野生型的45％。用Alu序列探针进行分子杂交,证实经过基因转移并连续传代15次以上的受体细胞中含人DNA序列。表明人的有关基因已稳定地整合到CHO细胞的染色体中。     

人血小板生成素重组载体的构建与体外表达

应用基因克隆技术,以人ＴＰＯｃＤＮＡ为目的基因,构建真核细胞表达重组体ＶＲＴＰＯ,藉脂质体将其转染于ＮＩＨ３Ｔ３细胞,应用ＰＣＲ、ＲＴ－ＰＣＲ及Ｗｅｓｔｅｒｎ印迹等技术对其转染及表达情况进行鉴定．结果表明：ＶＲＴＰＯ构建成功,在ＮＩＨ３Ｔ３细胞可表达人ＴＰＯ,为应用人ＴＰＯｃＤＮＡ进行质粒ＤＮＡ骨骼肌直接注射于动物体内的基因治疗研究奠定了基础     

In Vivo Gene Transfer to Schwann Cells in the Rodent Sciatic Nerve by Electroporation

The formation of the myelin sheath by Schwann cells (SCs) is essential for rapid conduction of nerve impulses along axons in the peripheral nervous system. SC-selective genetic manipulation in living animals is a powerful technique for studying the molecular and cellular mechanisms of SC myelination and demyelination in vivo. While knockout/knockin and transgenic mice are powerful tools for studying SC biology, these methods are costly and time consuming. Viral vector-mediated transgene introduction into the sciatic nerve is a simpler and less laborious method. However, viral methods have limitations, such as toxicity, transgene size constraints, and infectivity restricted to certain developmental stages. Here, we describe a new method that allows selective transfection of myelinating SCs in the rodent sciatic nerve using electroporation. By applying electric pulses to the sciatic nerve at the site of plasmid DNA injection, genes of interest can be easily silenced or overexpressed in SCs in both neonatal and more mature animals. Furthermore, this in vivo electroporation method allows for highly efficient simultaneous expression of multiple transgenes. Our novel technique should enable researchers to efficiently manipulate SC gene expression, and facilitate studies on SC development and function.     

雄激素对人前列腺细胞中鸟氨酸脱羧酶基因表达的调节作用

 为探讨雄激素对人前列腺中鸟氨酸脱羧酶（ Ｏ Ｄ Ｃ）基因表达的调节作用,以研究雄激素诱导前列腺良性增生的分子机理,分离培养了人胎儿前列腺间质细胞,以 Ｍ Ｔ Ｔ 法测定不同浓度 Ｄ Ｈ Ｔ对细胞的促增殖作用;以最适浓度的 Ｄ Ｈ Ｔ（１ ０００ μｇ／ Ｌ）刺激该细胞,分别于 ０,３,６,１２,２４,３０ ｈ 提取总 Ｒ Ｎ Ａ,用斑点杂交及 Ｎｏｒｔｈｅｒｎ ｂｌｏｔ 法分析测定各组细胞中 Ｏ Ｄ Ｃ ｍ Ｒ Ｎ Ａ 的丰度,并对杂交膜进行薄层扫描定量．结果显示：（１） Ｄ Ｈ Ｔ 对前列腺间质细胞的增殖呈双相调节作用,即在低浓度时随着 Ｄ Ｈ Ｔ 浓度的增加,对该细胞的促增殖作用增强,１ ０００ μｇ／ Ｌ时刺激活性最强,高浓度 Ｄ Ｈ Ｔ 对该细胞的刺激作用降低．（２）斑点杂交显示,在 １ ０００ μｇ／ Ｌ Ｄ Ｈ Ｔ 刺激细胞后 ６ ｈ 时, Ｏ Ｄ Ｃ ｍ Ｒ Ｎ Ａ开始明显升高,２４ ｈ 达高峰（约为 ０ ｈ 的 ４８ 倍）,至 ３０ ｈ 有所降低．（３） Ｎｏｒｔｈｅｒｎ ｂｌｏｔ 结果显示,人胎儿前列腺间质细胞中有两种 Ｏ Ｄ Ｃ ｍ Ｒ Ｎ Ａ,分别为 ２０ ｋｂ 和 ２６ ｋｂ,经扫描定量结果显示：１ ０００μｇ／ Ｌ Ｄ Ｈ Ｔ 对两种 Ｏ Ｄ Ｃ ｍ Ｒ Ｎ Ａ     

人红细胞生成素基因在小鼠体内的转移与表达

将人的红细胞生成素(EPO)基因克隆在CMV启动子的下游,构建EPO表达质粒,在BHK₂₁细胞中表达成功后,将该质粒经脂质体包埋,再导入到小鼠的骨骼肌内,在体内亦获得了表达,一个月时小鼠血浆中人红细胞生成素的表达量高达1 340 ng/L,这为贫血病人的基因治疗提供了科学依据.     

马铃薯块茎发育机理及其基因表达

马铃薯（Solanum tuberosum L.)块茎是有块茎马铃薯植物的地下变态器官,它由匍匐茎顶端膨大形成,对于马铃薯块茎形成的生理机制已有许多研究,这些研究表明,块茎发生受许多因素的影响,总体来讲短日 照,较低的温度以及离体条件下培养基较高的蔗糖浓度等有利于块茎形成,同时,块茎形成过程中内源激素亦发生一系列变化,然而,对于块茎形成中相关基因表达,进而调控块茎形成的系统研究目前还较滞后,已有研究显示,块茎形成与膨大涉及到一系列基因的表达与关闭,同时它也与淀粉合成和块茎储藏蛋白基因的表达有关,综述了这一领域现有的研究进展。     

生长抑制激素基因在大肠杆菌中的表达

从pSom5中提纯生长抑制激素基因片段,在体外与大肠杆菌pBD_2质粒DNA重组连接,转化受体细胞D_2A_1,获得7株工程菌,在IPTG诱导下进行表达。采用β-半乳糖苷酶底物亲和层析法纯化,得到一纯净的分子量为50000道尔顿左右的蛋白质。对此蛋白质及其经CNBr化学裂解的产物进行放射免疫分析,证实化学合成的生长抑制激素基因已在大肠杆菌D_2,A_1中成功地表达,每升培养基中获得生长抑制激素41.69mg,占菌体总蛋白质的0.71%。     

凋亡和周期基因芯片研究As2O3对NB4细胞凋亡相关基因表达谱的影响

目的:利用细胞凋亡和周期基因芯片研究As₂O₃作用前后NB4细胞基因表达谱的差异性,寻找As₂O₃诱导NB4细胞凋亡的相关基因并分析其可能机制。方法:流式细胞仪检测细胞凋亡率,抽提对照及诱导组细胞的mRNA,通过逆转录将As₂O₃处理前后的NB4细胞cDNA进行生物素标记,用含269个目的基因的细胞凋亡和周期基因芯片进行杂交,GEArray软件分析,筛选出As₂O₃诱导前后表达有差异的基因。芯片结果用荧光定量聚合酶链反应(realtimepolymerasechainreaction)进行验证。结果:筛选出As₂O₃作用前后表达有差异的基因共100条(占芯片基因总数的37.2%),其中97条(97/100,97%)基因表达上调,3条(3/100,3%)基因表达下调。表达上调的基因主要包括肿瘤坏死因子配体和受体家族、bcl2家族、半胱氨酸家族、DNA损伤检测和P53途径以及细胞分裂周期蛋白和激酶等基因。结论:As₂O₃主要通过上调促凋亡基因表达来诱导NB4细胞凋亡,其中TNFSF15、Apaf1、Caspase3和p16等基因可能参与As₂O₃诱导的NB4细胞凋亡,As₂O₃诱导NB4细胞凋亡的可能机制主要涉及TNF途径、线粒体途径、Caspase途径、细胞周期抑制途径和P53途径等。     

pLNCX-pemt2重组载体的构建及pemt2基因在大鼠肝癌CBRH-7919细胞中的表达

为进一步研究 pemt2对肝癌细胞生长抑制的作用机制提供方便的实验模型 ,构建了p LNCX- pemt2重组体 .将目的基因 pemt2连接入含有 neo抗性基因的真核细胞表达载体 p LNCX中 ,构建 p LNCX- pemt2重组子 ,并用磷酸钙沉淀法将其转入大鼠肝癌 CBRH- 791 9细胞中 ,应用PCR、Western印迹及 [3 H]SAM参入等技术对其转染、表达及活性进行鉴定 .转染 p LNCX- pemt2的大鼠肝癌细胞 ,PEMT2成功表达 (分子量为 2 2 .5k D) ;高表达克隆 PEMT2的表达量比对照组高约 5倍 ,其活性比对照组高 2 .1倍 ;细胞生长的倍增时间从 2 1 .54± 7.0 8h延长到 43.2 2± 7.1 1h.结果表明 ,p LNCX- pemt2重组体转入肝癌细胞后 ,PEMT2蛋白得到高效表达 ,明显抑制肝癌细胞生长 .     

6天龄与10天龄大鼠的睾丸组织的基因差异表达

通过基因芯片技术,利用Roche-NimbleGen公司制作的大鼠12×135K全基因组表达谱芯片,对日龄为6d和10d的大鼠睾丸组织进行全基因组表达差异分析。结果显示:具有2倍以上的差异表达基因有4298个,其中表达上调的基因共1878个,表达下调的基因共2420个。这些差异表达的基因中有3154个基因具有基因本体注释,参与了154个生物学通路。进一步分析表明具有8倍以上差异表达的基因有13个,这些基因参与了生物学过程、细胞组分和分子功能等基因本体分类,进一步选择3个差异表达的基因,LOC686076、Cxcl6和Trib3,做了实时定量RT-PCR检测。其结果趋势与芯片数据一致。因此,我们初步认为精原干细胞的发生与增殖在大鼠早期的发育过程中已经有大量的基因参与,是一个多基因协调表达的过程。     

pLNCX-pemt2重组载体的构建及pemt2基因在大鼠肝癌CBRH-7919细胞中的表达

为进一步研究 pemt2对肝癌细胞生长抑制的作用机制提供方便的实验模型 ,构建了p LNCX- pemt2重组体 .将目的基因 pemt2连接入含有 neo抗性基因的真核细胞表达载体 p LNCX中 ,构建 p LNCX- pemt2重组子 ,并用磷酸钙沉淀法将其转入大鼠肝癌 CBRH- 791 9细胞中 ,应用PCR、Western印迹及 [3 H]SAM参入等技术对其转染、表达及活性进行鉴定 .转染 p LNCX- pemt2的大鼠肝癌细胞 ,PEMT2成功表达 (分子量为 2 2 .5k D) ;高表达克隆 PEMT2的表达量比对照组高约 5倍 ,其活性比对照组高 2 .1倍 ;细胞生长的倍增时间从 2 1 .54± 7.0 8h延长到 43.2 2± 7.1 1h.结果表明 ,p LNCX- pemt2重组体转入肝癌细胞后 ,PEMT2蛋白得到高效表达 ,明显抑制肝癌细胞生长 .     

T7启动子在哺乳类动物细胞中启动外源基因表达的研究

人低密度脂蛋白（LDL）受体基因cDNA和氯霉素已酞转移酶基因（CAT）及PolyA信号序列被克隆进pGEM4载体的T7噬茵体启动子下游,构建成质粒pT7LDLR和pT7CAT．两个重组质粒转化CHO细胞．PCR和CAT酶实验显示：两个基因被T7噬菌体启动子所启动．结果证实真核生物RNA聚合酶能够识别T7启动子,转录外源基因．常用的含有T7启动子的质粒可同时作为原核生物和真核生物的表达载体．     

应用基因表达数量性状基因座定位（eQTL）研究PINK1表达调控

Pink 1基因编码定位于线粒体上的丝/苏氨酸激酶（即PARK6）,为常染色体隐性遗传性帕金森病（Parkinsons disease, PD）连锁的基因．该基因在遗传性和散发性PD的发病中起重要作用,但其发病机理尚未明确．本研究以近交系C57BL/6J (B6) 和DBA/2J (D2)小鼠制作MPTP诱导的PD鼠为模型,借助基因表达数量性状基因座(eQTL),结合分子生物学方法,分析Pink1的表达调控．结果显示,Pink 1基因在PD模型组中表达显著升高．区间连锁分析检测显示,引起Pink 1基因表达水平差异的染色体区域,定位于4号染色体上,距Pink 1基因自身5 Mb范围之类,属于顺式调节eQTL．Pearson相关分析表明,在BXD 基因重组近交系（recombinant inbred,RI）小鼠脑中,Camk2n等30个基因的表达与Pink 1基因高度相关,相互间可能存在一定的协同作用．Pink 1基因在行使特定生物学功能时,很可能协同这些基因一起发挥相应的作用,这部分基因是深入研究Pink 1基因在PD发病中分子机制的重要靶点．     

HCV 5A基因在Hela细胞中的稳定表达及对细胞生长的抑制现象

应用PCR技术从含有HCV(Hepatitis C virus)全长开放阅读框的质粒pBRTM/HCV 1-3011中获得NS5A全长基因片断,利用基因重组技术将其克隆至真核表达载体pcDNA3.1(-)中.通过酶切、PCR及测序鉴定NS5A基因已正确插入到pcDNA3.1(-)中,再利用脂质体介导转染Hela细胞,48h后传代并利用pcDNA3.1(-)质粒上的neo抗性基因加入G-418进行筛选.大约两周后,获得稳定表达的细胞株.经RT-PCR及western blot验证,证实HCV的NS5A基因在Hela细胞中已经获得了表达.在培养条件完全一致的条件下,表达NS5A基因的Hela细胞与pcDNA3.1(-)转染的细胞相比,生长速度明显变慢,其倍增时间约为35-36h,比对照组细胞增加了约50%,而转染pcDNA3.1(-)的细胞的倍增时间与正常Hela细胞则无明显差别,都为23-24h.从而证明HCV的NS5A蛋白具有抑制Hela细胞生长的作用.     

HCV 5A基因在Hela细胞中的稳定表达及对细胞生长的抑制现象

应用PCR技术从含有HCV(Hepatitis Cvirus)全长开放阅读框的质粒pBRTM／HCV 1-3011中获得NS5A全长基因片断,利用基因重组技术将其克隆至真核表达载体pcDNA3．1(-)中。通过酶切、PCR及测序鉴定NS5A基因已正确插入到pcDNA3．1(-)中,再利用脂质体介导转染Hela细胞,48h后传代并利用pcDNA3．1(-)质粒上的neo抗性基因加入G-418进行筛选。大约两周后,获得稳定表达的细胞株。经RT-PCR及western blot验证,证实HCV的NS5A基因在Hela细胞中已经获得了表达。在培养条件完全一致的条件下,表达NS5A基因的Hela细胞与pcDNA3．1(-)转染的细胞相比,生长速度明显变慢,其倍增时间约为35-36h,比对照组细胞增加了约50％,而转染pcDNA3．1(-)的细胞的倍增时间与正常Hela细胞则无明显差别,都为23-24h。从而证明HCV的NS5A蛋白具有抑制Hela细胞生长的作用。