慢病毒载体pITA-HBP1的制备及感染效率的测定

慢病毒载体是目前基因治疗中研究较多的载体,与通常使用的逆转录病毒载体和腺病毒载体比较,它有感染非分裂期细胞及容纳大片段外源性目的基因等优点.本文应用基因重组的方法,构建了1种新型的慢病毒载体,并将转录因子HBP1基因插入到这一载体上,成为pITA-HBP1.检测其在人的肿瘤细胞和正常细胞中的转染效率,发现转染效率明显增加,Western印迹证实外源基因得到高效表达.这一结果,对今后实验室提高基因的转染效率、表达水平,以及研究基因的表达调控,都提供了重要的技术方案.     

SPARC基因过表达对SKM-1细胞凋亡的影响

构建SPARc基因过表达载体,转染人骨髓增生异常综合征（myelodysplastic syndrome,MDS）-u／胞系SKM-1细胞,探讨SPARc基因过表达对!＆MDS细胞系SKM一1细胞凋亡的影响。XpcD—NA．SPARC为引物,PCR扩增SPARc基因;将靶基因克隆入慢病毒载体pGC—GV,构建含有删Rc基因的重组慢病毒载体pGC—GV-SPARC,测序检测正确性;将构建载体pGC-GV-5黝尺C砗专染人MDs细胞系SKM-1,流式细胞术检测转染效率,RT-PCR检测sKM-1细胞中SPARCmRNA表达,Westernblot检测SPARC蛋白表达,MTS法测定小剂量阿糖胞苷（30ng／mL）对实验组增殖抑制的影响,AnnexinV检测．洲尺c基因转染后对人SKM-1细胞凋亡的影响。结果显示,构建含有SPARc基因的重组慢病毒载体pGC-GV-SPARC转染效率为（64．25±1．42）％;转染后,SPARCmRNA及蛋白表达在靶细胞中较对照组增多。小剂量阿糖胞苷对转染组的增殖抑制率明显高于其他组。SPARC基因转染后人SKM-1细胞凋亡率较未转染组明显增高,加入阿糖胞苷后人SKM-1细胞凋亡率较对照组明显增高。由此说明,作者成功构建了携带．＆SPARc基因的慢病毒载体,转染．NSKM-1细胞系后稳定表达SPARC基因,SPARC过表达可抑制细胞增殖,且联合小剂量阿糖胞苷（30ng／mL）更有效地抑制SKM-1细胞的增殖,并诱导其凋亡。     

SV40T抗原肝细胞特异性表达载体的构建与鉴定

目的构建在肝细胞中特异性表达SV40T抗原的表达载体并进行鉴定。方法通过Gateway技术构建SV40T慢病毒载体p LV-Puro-ALBSV40T并通过菌落PCR筛选鉴定,将其与辅助质粒p LV-helper1、p LV-helpe2、p LV-helper3共转染293T细胞包装慢病毒并在荧光显微镜下进行滴度值测定。用SV40T慢病毒载体转染肝癌Hep G2细胞,并在荧光显微镜下行转染效率测定;实时荧光定量PCR检测转染细胞SV40T基因的表达水平。结果 Gateway技术构建的慢病毒载体p LV-Puro-ALBSV40T经鉴定完全正确;慢病毒包装48 h后视野下可见清晰绿色荧光表达,病毒滴度为1.73×108 TU/m L。慢病毒载体成功转染Hep G2细胞,转染效率约70%,并通过RT-PCR检测SV40T表达水平明显升高。     

用慢病毒转染RNAi技术沉默胆固醇7α羟化酶的基因表达，降低肝细胞中胆汁酸的分泌

为了降低生物人工肝(bioartificial liver system)中肝细胞胆汁酸的分泌,构建了胆固醇7α羟化酶慢病毒RNA干涉载体,并转染人肝脏细胞(L-02).根据绿色荧光蛋白的表达评估转染效率后进行流式分选,获得高表达慢病毒干涉载体的细胞,并以野生型L-02细胞和仅转染pSicoR空载体的L-02细胞作对照,观察肝细胞胆固醇7α羟化酶的表达以及培养上清中总胆汁酸含量.利用半定量PCR、实时荧光定量PCR及Western-blot等实验方法检测了转染细胞中基因的干涉效果,结果显示:与对照组相比,在mRNA水平,转染慢病毒siRNA载体的L-02细胞,其胆固醇7α羟化酶基因的表达量仅为野生型L-02细胞表达量的31.2%,为转染pSicoR空载体的L-02细胞的34.1%,干涉效率分别为68.8%和65.9%,均具有显著差异(P＜0.05);Western-blot结果显示胆固醇7α羟化酶在蛋白质水平表达也明显受到抑制,表明转染慢病毒siRNA下调了肝细胞中胆固醇7α羟化酶基因的表达,减少了胆汁酸的分泌.以上研究结果表明,利用RNAi技术可以获得低表达胆固醇7α羟化酶基因的肝细胞,并有效降低肝细胞中胆汁酸的分泌,为临床上生物人工肝的构建及应用奠定基础.     

ShRNA慢病毒表达载体的构建和病毒颗粒包装

<正>慢病毒载体主要用于感染对常规方法转染效率较低的细胞,如原代细胞等。慢病毒颗粒可同时感染增殖和非增殖的细胞,且感染比较稳定、持久。运用慢病毒载体,可实现特定基因的高表达,也可以表达ShRNA以RNAi方式下调某基因的表达。本文主要介绍ShRNA慢病毒表达载体的构建和病毒颗粒包装。实验步骤如下:     

慢病毒介导绿色荧光蛋白基因转染大鼠软骨细胞表达研究

目的:慢病毒载体是一种逆转录病毒载体,可将目的基因稳定整合入宿主基因组、感染非分裂期细胞,现已成为基因工程中转移目的基因的理想载体.软骨细胞可定向成软骨,是软骨基因工程中理想的靶细胞.本文以绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)基因作为报告基因,探讨慢病毒介导的GFP基因转染大鼠膝关节软骨细胞的最适病毒感染复数(multiplicity of infection,MOI)、转染效率,以及转染GFP后是否对关节软骨细胞增殖代谢活动产生影响,为下一步实验提供理论基础.方法:常规大鼠膝关节软骨细胞原代、传代培养,应用携带GFP基因的慢病毒载体转染软骨细胞.在软骨细胞培养状态最佳时,以不同MOI值(分别设定为10,20,50,100)进行慢病毒转染实验,96h后在荧光显微镜下观察GFP在软骨细胞中的表达情况,确定最佳MOI值,流式细胞术检测慢病毒转染效率,MTT法绘制生长曲线比较携带GFP基因的慢病毒对软骨细胞增殖能力的影响,以评价GFP慢病毒载体系统转染大鼠膝关节软骨细胞的高效性和稳定性.结果:置荧光显微镜下,转染96 h后,部分软骨细胞可见绿色荧光.其中当MOI=50时,慢病毒转染软骨细胞效率最高,且对软骨细胞生长状态无显著性影响,GFP阳性细胞率(转染效率)为90.1％,MTT法测生长曲线结果显示,与未转染GFP基因的对照组相比,慢病毒转染组对软骨细胞增殖活性没有显著影响(P＞0.05).结论:慢病毒介导的GFP基因转染大鼠膝关节软骨细胞的最适MOI值为50,携带GFP基因的慢病毒能高效转染大鼠膝关节软骨细胞并稳定表达,同时不影响其生物学特性,为将来应用慢病毒载体对大鼠软骨细胞进行基因改造提供了理论基础,也可作为可靠的转基因研究示踪方法,为进一步研究关节软骨疾病的治疗提供了有力依据.     

神经元限制性沉默因子对人胰岛素基因转录调控作用的研究

为了研究神经元限制性沉默因子(NRSF)调控神经元及胰岛细胞中神经特异性基因的表达,进一步寻找胰岛细胞中可能存在的其他NRSF调控基因.先用生物信息学手段对相关基因进行了分析.筛选及序列比对发现,人胰岛素核心启动子区有一段与NRSE相似的序列,提示,它可能受NRSF调控.构建了含NRSF基因的慢病毒载体,将其稳定转染于INS-1细胞.构建了3种荧光素酶报告载体:含有人胰岛素启动子-荧光素酶(hInsP-LUC)的慢病毒载体,pGL3-Basic载体和含有2拷贝NRSE样基序-荧光素酶(NRSE-LUC)的报告载体.利用稳定转染及瞬时转染实验观察NRSF对报告载体中荧光素酶活性的影响.利用电泳迁移率变动分析实验观察NRSE样基序与NRSF蛋白的结合情况,并通过竞争结合实验、引入特异性抗体实验证实探针与蛋白质结合的特异性.RT-PCR检测证实,感染空病毒的INS-1细胞不表达NRSF,感染含目的基因慢病毒的INS-1细胞能表达NRSF.将含有hInsP-LUC的慢病毒载体稳定转染于上述2种细胞,荧光素酶活性分析结果显示,NRSF的过表达能明显降低胰岛素启动子的活性.瞬时转染hInsP-LUC报告系统于上述2种细胞,结果也显示NRSF能明显抑制胰岛素启动子-荧光素酶的活性.将含有NRSE-LUC的报告载体瞬时转染于上述2种细胞,结果表明过表达NRSF的INS-1细胞组的荧光素酶相对值比对照组有明显下降.电泳迁移率变动分析实验进一步证实,此NRSE样序列可以与NRSF蛋白特异结合,这种特异结合可以被标准的NRSE序列所竞争.结果表明,人胰岛素启动子中含有NRSE样序列,该序列通过与NRSF蛋白结合从而抑制人胰岛素启动子的转录活性.这一研究工作有助于进一步了解NRSF在胰岛细胞中的调控作用.     

腺病毒载体与慢病毒载体感染骨髓间充质干细胞的比较

随着基因治疗的发展,建立高效稳定表达目的基因的载体和靶细胞成为目前研究的热点.骨髓间充质干细胞具有自我复制,高度的增殖能力,多向或定向分化的潜能等优势,是细胞和基因工程中的理想靶细胞.而腺病毒载体和慢病毒载体作为基因载体均能将目的基因导入宿主细胞,因此对腺病毒载体和慢病毒载体的结构、分类、优缺点以及感染骨髓间充质干细胞的转染效率等方面做简要的分析.     

慢病毒重组同源盒基因HOXA4表达载体的构建及其感染人脐带间充质干细胞的实验性研究

目的 构建携带同源基因HOXA4的慢病毒表达载体,并测定其对人脐带间充质干细胞的感染效率.方法 使用酶切及PCR技术从含有HOXA4基因的质粒克隆模版HOXA4-MSCV逆转录载体中获取目的 基因HOXA4,并将HOXA4基因重组到慢病毒载体表达质粒上Lenti-GFP-CTB,通过酶切、测序验证HOXA4基因后,将Lenti-GFP-HOXA4质粒、和辅助包装质粒pRsv-REV、pMDlg-pRRE、PMD2G共同转染人胚胎肾上皮细胞系293T细胞,获得携带HOXA4基因的重组慢病毒Lentiviral-HOXA4;然后感染人脐带间充质干细胞,通过荧光显微镜及流式细胞术检测其感染效率.结果 成功构建携带HOXA4基因的慢病毒表达载体Lentiviral-HOXA4,并获得高纯度的慢病毒浓缩液.经检测病毒滴度达2.11×108 TU/ml.成功转染HOXA4基因的脐带间充质干细胞表达绿色荧光蛋白,当病毒感染复数（MOI）值为60时转染效率最高,达（95.4±4.3）%.结论 成功构建携带人HOXA4基因的慢病毒,并可以在体外有效转染人脐带间充质干细胞.     

人BRCA1 干涉慢病毒载体的构建与验证

目的:设计合成干涉BRCA1表达的小干扰RNA,并克隆入pLKO.1慢病毒表达载体,为研究基因BRCA1在乳腺癌细胞增殖中的作用提供基础。方法:根据人BRCA1的基因序列,设计合成三对BRCA1干涉片段(序列前后加入酶切位点EcoRI和AgeI),再利用酶切连接反应将其插入到慢病毒载体pLKO.1中,经过酶切鉴定及测序正确后,将重组质粒转染入MCF-7细胞,48h后提取蛋白质和RNA,通过蛋白印迹验证BRCA1的蛋白水平的表达情况,Realtime PCR验证BRCA1的RNA水平的表达变化。结果:重组质粒经酶切鉴定和测序比对完全正确,转染乳腺癌细胞48h后可见BRCA1表达的明显下调。结论:成功构建BRCA1干涉的慢病毒载体,并且转染MCF-7细胞证实其能够下调BRCA1的表达,为后续研究BRCA1在乳腺癌细胞的功能奠定了基础。     

HMG盒蛋白1抑制巨噬细胞移动抑制因子启动子的转录激活

HMG盒蛋白1（HMG box-containing protein 1, HBP1）是一种转录抑制因子. HBP1表达上调可抑制肿瘤细胞的增殖和转移,并且在肿瘤细胞中HBP1常常发生丢失或转位,这表明HBP1是一种抑癌基因. HBP1所调节的靶基因无疑将为HBP1的肿瘤抑制机制提供新的线索.本研究通过生物信息学分析发现,在促细胞增殖基因 巨噬细胞移动抑制因子（macrophage migration inhibitory factor, MIF）启动子区域-811 bp至-792 bp发现高亲和力的HBP1反应元件.缺失和突变分析表明,HBP1通过该元件抑制MIF启动子活性.此外,免疫共沉淀研究显示,HBP1在细胞内与该元件结合,并且抑制MIF的转录.功能分析进一步证实,在细胞培养液中加入重组MIF可部分消除HBP1对大肠癌细胞LOVO的抑制作用.这些结果提示,MIF是HBP1的一个靶基因.HBP1通过抑制促细胞增殖基因MIF的表达抑制肿瘤细胞生长.     

慢病毒介导的HTRA1 基因稳定过表达人脑血管平滑肌细胞株的建立

目的:构建并包装针对HTRA1基因以及其1091TC突变基因(HTRA1-Mut)的过表达慢病毒载体,以及建立稳定表达HTRA1及HTRA1-Mut基因的人脑血管平滑肌细胞(HBVSMC)株。方法:采用RT-PCR方法扩增HTRA1及HTRA1-Mut基因片段并将其连接于GV287载体质粒,采用慢病毒包装三质粒系统(GV287/p Helper 1.0/p Helper 2.0)转染293T细胞,收集富含慢病毒颗粒的细胞上清液并标定病毒滴度,慢病毒感染经培养和鉴定的HBVSMC细胞株。结果:成功构建含HTRA1及HTRA1-Mut基因的慢病毒重组载体,PCR鉴定阳性的克隆进行测序和BLAST比对分析显示与源基因序列一致,并能够有效的感染并在293T细胞中表达。表达载体包装后测定病毒滴度为:2E+8 TU/mL。过表达慢病毒感染后HBVSMC有荧光表达,并且荧光率达80%以上,细胞生长良好传后细胞几乎无死亡现象。结论:成功构建了过表达HTRA1及HTRA1-Mut基因的慢病毒表达载体,得到了较高滴度的病毒悬液,建成了稳定表达HTRA1及HTRA1-Mut基因的HBVSMC细胞株,为进一步探讨HTRA1基因及突变后细胞的功能变化提供了良好的研究工具。     

ZO-1基因的慢病毒载体构建

目的：相邻两心肌纤维的连接处称心肌闰盘,它在心肌的机电活动中扮演重要角色。目前有关闰盘相关基因Cx43的研究已被广泛关注,而在不同心肌病理状态下,其变化及功能都与另一闰盘相关基因ZO-1有极为密切的联系。目前有关ZO-1的研究比较少,此次欲将猪ZO-1基因克隆到慢病毒表达载体并进行鉴定,为进一步研究其功能奠定基础。方法：利用聚合酶链反应（PCR）扩增猪ZO-1基因,并克隆到慢病毒表达载体,通过转化、抽提质粒、双酶切和测序鉴定构建的Lenti-EFlct—EGFP-TRE—ZO-1重组载体。结果：猪ZO-1基因片段重组到慢病毒载体;PCR和双酶切鉴定,电泳结果显示均能得到与理论大小相符的片段;经测序证实成功构建Lenti-EF1α—EGFP—TRE-ZO-1慢病毒表达载体。结论：通过一系列实验证实Lend．EF1α—EGFP—TRE—ZO—1慢病毒表达载体构建成功,可利用其感染相关细胞或注入动物体内,为后续的体外及在体研究奠定基础,明确其在不同心肌病理状态下所发挥的独特作用。     

Adherens Junction Formation Inhibits Lentivirus Entry and Gene Transfer

Although cellular signaling pathways that affect lentivirus infection have been investigated, the role of cell-cell interactions in lentiviral gene delivery remains elusive. In the course of our studies we observed that lentiviral gene transfer was a strong function of the position of epithelial cells within colonies. While peripheral cells were transduced efficiently, cells in the center of colonies were resistant to gene transfer. In addition, gene delivery was enhanced significantly under culture conditions that disrupted adherens junctions (AJ) but decreased upon AJ formation. In agreement, gene knockdown and gain-of-function approaches showed that α-catenin, a key component of the AJ complex prevented lentivirus gene transfer. Using a doxycycline regulatable system we showed that expression of dominant negative E-cadherin enhanced gene transfer in a dose-dependent manner. In addition, dissolution of AJ by doxycycline increased entry of lentiviral particles into the cell cytoplasm in a dose-dependent manner. Taken together our results demonstrate that AJ formation renders cells non-permissive to lentiviral gene transfer and may facilitate development of simple means to enhance gene delivery or combat virus infection.     

In Vivo Assessment of Gene Delivery to Keratinocytes by Lentiviral Vectors

For skin gene therapy, introduction of a desired gene into keratinocyte progenitor or stem cells could overcome the problem of achieving persistent gene expression in a significant percentage of keratinocytes. Although keratinocyte stem cells have not yet been completely characterized and purified for gene targeting purposes, lentiviral vectors may be superior to retroviral vectors at gene introduction into these stem cells, which are believed to divide and cycle slowly. Our initial in vitro studies demonstrate that lentiviral vectors are able to efficiently transduce nondividing keratinocytes, unlike retroviral vectors, and do not require the lentiviral accessory genes for keratinocyte transduction. When lentiviral vectors expressing green fluorescent protein (GFP) were directly injected into the dermis of human skin grafted onto immunocompromised mice, transduction of dividing basal and nondividing suprabasal keratinocytes could be demonstrated, which was not the case when control retroviral vectors were used. However, flow cytometry analysis demonstrated low transduction efficiency, and histological analysis at later time points provided no evidence for progenitor cell targeting. In an alternative in vivo method, human keratinocytes were transduced in tissue culture (ex vivo) with either lentiviral or retroviral vectors and grafted as skin equivalents onto immunocompromised mice. GFP expression was analyzed in these human skin grafts after several cycles of epidermal turnover, and both the lentiviral and retroviral vector-transduced grafts had similar percentages of GFP-expressing keratinocytes. This ex vivo grafting study provides a good in vivo assessment of gene introduction into progenitor cells and suggests that lentiviral vectors are not necessarily superior to retroviral vectors at introducing genes into keratinocyte progenitor cells during in vitro culture.     

NGF基因重组慢病毒载体的构建及其在人脐带血间充质干细胞的表达

目的:构建神经生长因子(NGF)的慢病毒表达载体,并观察其转染人脐带间充质干细胞后的表达情况。方法:采用实时定量PCR(RT-PCR)方法获取NGF基因编码片段,并将构建的慢病毒载体质粒与包装质粒和包膜质粒共转染293T细胞,包装生产慢病毒。应用相同滴度的慢病毒转导等量间充质干细胞(MSCs),观察转染后细胞的生长形态及生长曲线,再采用RT-PCR、Western Blot方法检测NGF m RNA、蛋白质的表达水平。结果:经PCR、酶切和测序结果证明成功构建NGF基因重组慢病毒载体。同时NGF基因重组慢病毒载体能够成功转染人脐带间充质干细胞,转染率达95.35%,转染后干细胞在NGF m RNA及蛋白质的表达方面较对照组明显升高,同时经倒置显微镜观察及生长曲线实验证实转染后干细胞的生长与对照组相比无明显差异。结论:重组NGF的慢病毒表达载体能够高效的转染人脐带间充质干细胞,基因转染后干细胞的增殖分化能力与未转染细胞差异无统计学意义,可作为一种高效的干细胞转染方法。