丙型肝炎病毒RNA特异性核酶的切割活性研究

针对丙型肝炎病毒RNA(HCV-RNA)的5′非编码区和部分C区的二级结构,设计并合成了四个不同的锤头型核酶(ribozyme A, ribozyme B, ribozyme C₁, ribozyme C₂).首先应用体外切割实验筛选出作用于HCV-RNA起始密码子上游GTA↓位点的核酶RzA有较好的活性.为初步验证核酶RzA在细胞内的切割活性,经脂质体介导,将RzA-RNA与另一携带该核酶靶基因的质粒表达载体pCl-neo-luciferase(载体中荧光素酶基因受核酶靶基因的调控)共转染HepG₂细胞.通过测定荧光素酶基因的表达证实了核酶在细胞内有较好的切割活性.在此实验基础上,把RzA基因克隆至pCl-neo质粒表达载体中,再次经脂质体介导,将重组的表达载体pCl-neo-RzA与携带该核酶靶基因的质粒表达载体pCl-neo-luciferase共转染HepG₂细胞,获得了更好的切割效果.     

基于新的CRISPR/Cas9技术实现斑马鱼LHX9基因的快速编辑及对F0突变体性腺发育的初筛

目的:CRISPR/Cas9系统在斑马鱼的反向遗传学中的到了广泛应用,但突变基因的表型观察往往需要在突变鱼系的F1中进行,费时较长。LHX9作为LIM家族的一种转录因子,在胚胎早期的泌尿生殖嵴中有广泛分布;且LHX9基因敲除的小鼠存在性腺发育不良。本研究拟通过一种新的CRISPR/Cas9基因编辑技术,采用四条sgRNA对LHX9基因进行VASA转基因斑马鱼的基因敲除,以观察该基因缺陷对斑马鱼性腺发育的影响。方法:利用新的CRISPR/Cas9技术,设计四条针对斑马鱼LHX9基因3号外显子的20bp的sgRNA,通过非克隆体外转录得到靶位点的四条sgRNA。将以上靶位点的四条sgRNA与Cas9核酸酶蛋白同时注射入单细胞期的斑马鱼胚胎内,利用PCR鉴定突变型类型和突变比例。通过对LHX9基因突变体的VASA转基因斑马鱼进行荧光观察,发现LHX9基因缺陷的斑马鱼性腺发育的情况。结果:靶向Exon 3的四条sgRNA可成功编辑斑马鱼LHX9基因,敲除效率高达82%,Sanger测序发现产生10种不同的移码突变类型。通过该方法对VASA转基因斑马鱼的LHX9基因进行编辑,发现LHX9基因突变导致dph6的的斑马鱼原始生殖细胞增殖和迁移受到影响。结论:基于4条sgRNA注射的CRISPR/Cas9技术,可以快速地产生具有突变表型的G0斑马鱼,具有应用潜力。LHX9基因敲除导致原始生殖细胞的发育和迁移受到影响,提示该基因参与了斑马鱼早期性腺的发育。     

人NFE2基因上游增强子lncRNA调控NFE2基因转录和K562细胞增殖

目的 转录因子NFE2的异常表达在许多骨髓增殖性肿瘤患者中被观察到,然而造成这种异常的转录调控机制尚不明确,本研究旨在探究参与NFE2转录调控的元件和分子机制。方法 首先通过公共数据库中ChIP-seq数据和ATAC-seq数据预测NFE2基因的潜在增强子元件,并通过双荧光素酶报告实验进行体外验证。随后,通过PRO-seq和GRO-seq数据结合RACE技术克隆这些增强子RNA转录本,经在线编码潜能预测工具分析认为其为lncRNA,通过RT-qPCR检测该lncRNA在不同白血病细胞系中和这些细胞诱导分化前后的表达变化及其亚细胞定位。最后,通过慢病毒系统在K562细胞中过表达和敲降该lncRNA以探究其功能。结果 鉴定出调控NFE2转录的3个增强子元件,分别位于NFE2转录起始位点-3.6k,-6.2k和+6.3k区域,这些元件插入NFE2启动子上游均能增强下游萤火虫荧光素酶的表达。克隆出-3.6k增强子负链方向的转录本,将其鉴定为-3.6k-lncRNA。本研究发现,该lncRNA在K562、U937和HL-60这3种白血病细胞系中均有一定程度的表达,且均定位于细胞核内。当该lncRNA在K562细胞中过表达,NFE2水平随之提高,细胞增殖和细胞迁移能力受到抑制;当其被敲降时,NFE2水平相应降低而K562细胞增殖能力随之升高。结论 本文鉴定了调控人NFE2基因转录的3个增强子元件和一条增强子lncRNA转录本,并验证了该lncRNA对NFE2转录的正调控作用以及对K562细胞增殖能力具有抑制作用。     

HOXC8通过调控PDX1的表达促进非小细胞肺癌的生长与EMT过程

摘要 目的：探索HOXC8与PDX1在非小细胞肺癌（non-small lung cancer, NSCLC）细胞生长及上皮间质转化（Epithelial-mesenchymal transition, EMT）的作用机制。方法：通过转录组测序、荧光定量PCR及染色质免疫沉淀等方法筛选并鉴定HOXC8调控的靶基因;通过Western blot、CCK-8、克隆集落生成及生物信息学等手段分析靶基因PDX1在非小细胞肺癌中的作用。结果：实验证明HOXC8可结合到PDX1基因的启动子上,并作为转录因子激活PDX1的表达。PDX1的表达促进NSCLC细胞的生长与EMT过程,而沉默PDX1能显著地抑制NSCLC细胞的生长与EMT过程,并诱导细胞的凋亡。通过分析已知的肿瘤数据库, 我们发现在NSCLC中PDX1的表达显著高于正常组织,且PDX1的高表达与肺癌患者的预后不良呈显著的相关性。结论：本研究发现HOXC8-PDX1轴在非小细胞肺癌中起着重要的调节作用, 可有望成为非小细胞肺癌治疗的新靶点。     

稳定表达Cas9蛋白的SW620细胞株构建

摘要 目的：建立稳定表达Cas9蛋白的SW620人结肠癌细胞系的单克隆细胞株,提高基因编辑效率,为利用基于CRISPR/Cas9技术的高通量筛选结肠癌相关致病基因提供细胞工具。方法：用Cas9慢病毒侵染SW620细胞系,用致死剂量的puro筛选5-7天,通过有限稀释法获得单克隆细胞株。提取单克隆细胞基因组进行Sanger测序,筛选出含有Cas9基因序列的单克隆细胞株。利用基于SSA修复荧光素酶的报告系统检测单克隆细胞株中Cas9的编辑活性,并通过细胞增殖实验检测Cas9蛋白的表达是否影响细胞增殖。结果：获得了两个表达Cas9蛋白的SW620单克隆细胞株,并通过Sanger测序验证了Cas9序列;荧光素酶报告系统检测显示单克隆细胞株的Cas9蛋白有较高的编辑活性;细胞增殖实验显示Cas9蛋白的表达对SW620增殖活性影响不大。结论：本研究利用慢病毒感染的方式,构建了稳定表达Cas9蛋白的SW620单克隆细胞株,为后续大规模筛选与人结肠癌相关的基因突变提供了细胞工具。     

靶向AML突变的CRISPR/Cas9基因敲除文库构建

摘要 目的：构建靶向约200个AML基因突变的sgRNA基因敲除文库,为进一步探索诱发AML的信号通路网络奠定基础。方法：TCGA对200名AML病人进行了全基因组或全外显子组测序,鉴定出约2000个AML相关基因突变,从中选出了约200个突变两次或以上的基因作为靶向基因;接着,从Brie文库中挑选出相应基因的sgRNA序列,每个基因对应4条sgRNA;利用Gibson组装酶连接到慢病毒载体内,得到sgRNA文库;之后,采用pSSA荧光素酶基因报告系统鉴定文库sgRNA的切割活性;对文库进行高通量测序鉴定;用慢病毒包装文库,并测定病毒滴度。结果：1、构建了一个靶向约200个AML突变的sgRNA基因敲除文库;2、pSSA荧光素酶基因报告系统鉴定文库sgRNA具有切割活性;3、鉴定的7个单克隆质粒序列完全正确;4、高通量测序鉴定文库丰度和均一性符合要求;5、用慢病毒包装成病毒文库,测定病毒文库滴度为4.4×10⁷符合后续实验要求。结论：成功构建了靶向约200个基因突变的sgRNA敲除文库,可用于大规模地筛选诱发AML的基因突变,为探索AML发生、发展的分子机制以及药物靶点奠定基础。     

假单胞菌Pseudomonas fluorescens Pf0-1中转录调控因子SpfB负调控DNA磷硫酰化修饰

[目的]DNA磷硫酰化修饰是DNA骨架上非桥接的氧原子以序列选择性和R-构型被硫取代的一种新型DNA修饰。目前,磷硫酰化修饰在多种细菌、古生菌以及人类致病菌中多有发现,但其分子调控机制尚不清楚。为了全面解析磷硫酰化修饰的调控机制,本文选择荧光假单胞菌Pf0-1为研究对象,开展了其DNA磷硫酰化修饰的调控机制研究。[方法]首先,构建了spfB基因缺失和回补菌株,使用碘能特异性断裂磷硫酰化修饰DNA的方法,研究了该基因缺失对修饰表型的影响。利用cDNA在相邻同方向的基因间隔区进行PCR,确定了磷硫酰化修饰基因簇spfBCDE内的共转录单元。通过荧光定量RT-PCR,分析了spfB基因缺失突变株中磷硫酰化修饰基因的转录量。利用异源表达并纯化得到的重组蛋白SpfB进行了体外功能研究。通过EMSA实验,验证了SpfB蛋白具有与spfB启动子序列结合活性。通过DNase I footprinting实验,精确定位了SpfB蛋白与DNA结合序列。[结果]spfB基因的缺失加剧了磷硫酰化修饰DNA断裂所致电泳条带弥散的表型,spfB基因的回补能够恢复该表型,证明spfB基因负调控磷硫酰化修饰。鉴定了spf基因簇中只含有1个共转录单元,且该共转录单元在△spfB突变株中转录水平明显上升。通过EMSA和DNase I footprint实验,检测了SpfB蛋白与磷硫酰化修饰基因spfBCDE的启动子区域5''-TGTTTGT-3''相结合。[结论]SpfB作为转录调控因子负调控磷硫酰化修饰基因spfBCDE的表达,为解析磷硫酰化修饰的调控机制和全面理解基因组上的部分修饰特征奠定了基础。     

QsvR对副溶血弧菌VI型分泌系统1相关基因的转录调控

【目的】研究调控蛋白QsvR对副溶血弧菌VI型分泌系统1 （type VI secretion system 1,T6SS1）相关基因的转录调控关系。【方法】提取野生株（wild type,WT）和qsvR突变株（ΔqsvR）的总RNA,采用实时定量PCR （quantitative real-time PCR,qPCR）研究QsvR对靶基因的调控关系;进而采用引物延伸法定位靶基因的转录起始位点和核心启动子区,并根据引物延伸产物丰度判断QsvR对靶基因的调控关系;将靶基因的调控区DNA序列克隆入pHRP309质粒中的β-半乳糖苷酶基因上游（LacZ重组质粒）,并将重组质粒转化入WT和ΔqsvR中,通过LacZ报告基因融合试验研究QsvR对靶基因的调控关系;将LacZ重组质粒分别转化入含有pBAD33或pBAD33-qsvR的大肠杆菌100lpir中,进一步采用LacZ报告基因融合试验研究在异体宿主中QsvR对靶基因的调控关系;PCR扩增靶基因调控区DNA序列,同时表达并纯化His-QsvR重组蛋白,采用凝胶阻滞试验（electrophoresis mobility shift assay,EMSA）研究His-QsvR对靶基因调控区DNA序列是否具有直接的结合作用。【结果】qPCR结果显示,与WT相比,ΔqsvR中T6SS1相关基因VP1388 （操纵子VP1388-1390首基因）和hcp1 （操纵子VP1393-1406首基因）的转录水平显著性升高,表明QsvR抑制VP1388和hcp1的转录;引物延伸结果显示VP1388和hcp1各有一个转录起始位点,分别为C （-64）和T （-62）,且它们的转录活性受QsvR的抑制;LacZ报告基因融合试验结果显示QsvR可以抑制副溶血弧菌和EC100lpir中VP1388和hcp1的启动子区转录活性;EMSA结果显示His-QsvR对VP1388和hcp1的启动子区DNA序列具有直接的结合活性。【结论】QsvR对T6SS1相关操纵子VP1388-1390和VP1393-1406的转录具有直接的抑制作用。     

hsa_circ_0076931可能通过hsa-miR-181a-5p影响胶质瘤发生发展

摘要 目的：探讨hsa_circ_0076931在胶质瘤中的表达及其潜在分子机制。方法：通过生物信息学分析,筛选出目的基因hsa_circ_0076931,在H4细胞系中过表达hsa_circ_0076931后进行转录组测序、生物信息学分析和验证。结果：基因本体（GO）和基因组百科全书（KEGG）结果显示：差异环状RNA（circRNAs）母基因及差异信使核糖核酸（mRNA）主要参与细胞周期、细胞分裂等生物学功能以及代谢、癌症相关和MAPK等信号通路。此外,与hsa_circ_0076931互相作用的基因主要参与细胞增殖、细胞凋亡和细胞迁移等生物功能以及MAPK、PI3K-Akt、Rap1等信号通路。hsa_circ_0076931可以下调靶基因hsa-miR-26a-5p、hsa-miR-181a-5p和hsa-miR-34a-5p表达,上调双特异性磷酸酶 5（DUSP5）、血小板衍生生长因子受体（PDGFRB）和钙通道β3亚基（CACNB3）的表达,并抑制磷酸化ERK（p-ERK）蛋白的表达。结论：hsa_circ_0076931可能通过吸附hsa-miR-181a-5p结合上调DUSP5的表达,从而抑制MAPK信号通路参与胶质瘤的发生发展过程。     

SOX2影响PD-L1表达参与乳腺癌细胞免疫逃逸的机制探讨

摘要 目的：探讨转录因子性别决定区Y框蛋白2（SOX2）基因通过诱导程序性死亡因子配体1（PD-L1）表达,促进乳腺癌细胞免疫逃逸的作用机制。方法：qRT-PCR和Western blot法检测人乳腺癌细胞系MDA-MB-231、SK-BR-3和正常乳腺上皮细胞系MCF10A中SOX2、PD-L1、T细胞免疫球蛋白及粘蛋白结构域分子3（TIM3）和核受体亚家族4 A组成员1（NR4A1）的mRNA表达量及对应蛋白表达量。分别构建SOX2敲减质粒NC和si-SOX2并转染MDA-MB-231,与细胞因子诱导的杀伤细胞构建共培养体系,连续培养48h,MTT法检测细胞增殖率,TUNEL法检测细胞凋亡率,乳酸脱氢酶（LDH）释放实验检测 T细胞杀伤率,ELISA检测T细胞活化标志物IL-2和IFN-γ,qRT-PCR 检测 T 细胞耗竭标志物 PD-1、TIM3和NR4A1 mRNA表达量。结果：与MCF10A相比,MDA-MB-231与SK-BR-3中SOX2、PD-L1、TIM3、NR4A1的mRNA表达量及对应蛋白表达量均显著升高（P＜0.05）。与空白组和NC组相比,si-SOX2组SOX2 mRNA和PD-L1蛋白表达量明显下降,细胞增殖率显著下降,细胞凋亡率增加,T细胞杀伤率增加,IL-2和IFN-γ水平升高,PD-1、TIM3和NR4A1 mRNA表达量降低（P＜0.05）。结论：SOX2基因可能通过诱导PD-L1高表达,进而促使乳腺癌细胞免疫逃逸的能力增强,沉默SOX2表达可以增强T细胞杀伤力,抑制肿瘤增殖,SOX2基因有望成为乳腺癌干预的重要分子靶点。     

Human inhibin genes. Genomic characterisation and sequencing

Inhibin is a gonadal hormone involved in the non-steroidal regulation of follicle stimulating hormone (FSH) secretion. Using the cDNAs coding for bovine inhibin A and B subunits we have identified inhibin genes within the human genome using Southern blot hybridisation techniques. The genes are likely to be present as single copies. Cloning and sequencing inhibin genes obtained from lambda libraries of human genomic DNA provide structural and sequence data on the human A and B genes. Comparison of the known inhibin gene sequences showed, in particular, that the B subunits have identical sequences in man, pigs and cattle thus demonstrating a remarkable evolutionary conservation in these genes.     

Differentiation of human adipose tissue–derived mesenchymal stromal cells into steroidogenic cells by adenovirus-mediated overexpression of NR5A1 and implantation into adrenal insufficient mice

Background aimsCell therapy for adrenal insufficiency is a potential method for physiological glucocorticoid and mineralocorticoid replacement. We have previously shown that mouse mesenchymal stromal cells (MSCs) differentiated into steroidogenic cells by the viral vector–mediated overexpression of nuclear receptor subfamily 5 group A member 1 (NR5A1), an essential regulator of steroidogenesis, and their implantation extended the survival of bilateral adrenalectomized (bADX) mice.MethodsIn this study, we examined the capability of NR5A1-induced steroidogenic cells prepared from human adipose tissue-derived MSCs (MSC [AT]) and the therapeutic effect of the implantation of human NR5A1-induced steroidogenic cells into immunodeficient bADX mice.ResultsHuman NR5A1-induced steroidogenic cells secreted adrenal and gonadal steroids and exhibited responsiveness to adrenocorticotropic hormone and angiotensin II in vitro. In vivo, the survival time of bADX mice implanted with NR5A1-induced steroidogenic cells was significantly prolonged compared with that of bADX mice implanted with control MSC (AT). Serum cortisol levels, which indicate hormone secretion from the graft, were detected in bADX mice implanted with steroidogenic cells.ConclusionsThis is the first report to demonstrate steroid replacement by the implantation of steroid-producing cells derived from human MSC (AT). These results indicate the potential of human MSC (AT) to be a source of steroid hormone-producing cells.