人端粒酶逆转录酶核酶抑制端粒酶活性

为有效切割端粒酶逆转录酶mRNA以降低端粒酶活性 ,从而使肿瘤细胞生长变慢 ,凋亡增加。设计并合成了针对端粒酶逆转录酶mRNA的锤头状核酶基因 ,构建了该核酶基因的体外转录和真核表达质粒。检测了该核酶对端粒酶逆转录酶mRNA的体外切割效力。并将该核酶基因转染至肿瘤细胞中 ,检测其对肿瘤细胞端粒酶活性和生物学性状的影响。结果表明 ,该核酶在体外和细胞内均能有效切割端粒酶逆转录酶mRNA ;在细胞内能明显抑制端粒酶活性 ,使细胞生长变慢 ,倍增时间延长。因而 ,该核酶可望成为有效的端粒酶抑制剂 ,在抑制肿瘤生长中发挥作用     

脱氧核酶抑制近日基因period 1表达的实验研究

研究脱氧核酶对近日钟基因period1(per1)表达的影响, 进而寻找治疗和近日节律有关疾病的基因疗法. 设计合成针对per 1的脱氧核酶DRz164, DRz256, 并构建pcDNA3-per1_164:256体外转录载体, 将转录产物和脱氧核酶混合, 在一定反应条件下进行体外切割反应, 地高辛酶联免疫及酶催化显色法检测脱氧核酶的体外切割效率. 将pcDNA3-per1和DRz164或DRz256在脂质体的介导下转染NIH3T3细胞, 通过逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)、流式细胞术(FCM)检测脱氧核酶对近日基因表达的影响. 于37℃孵育2 h后, DRz164对底物的剪切百分率为63%, DRz256为50.5%. RT-PCR半定量检测per1 mRNA表达水平明显下降, FCM结果显示细胞内Per1蛋白的合成受到抑制. 脱氧核酶DRz164, DRz256体外具有定点切割近日钟基因per1mRNA组分的活性, 使转染细胞per1 mRNA 和Per1蛋白表达下降.     

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.     

Ribozyme抑制端粒酶活性的肿瘤基因治疗

针对端粒酶RNA组分模板区设计合成锤头状端粒酶核酶(teloRZ),构建了teloRZ基因体外转录质粒P^SPT19-teloRZ和真核表达质粒P^{XJ-neo-teloRZ}.用T₇/SP₆体外转录系统检测了teloRZ对端粒酶RNA组分的体外切割效率,达60%左右.用脂质体介导法, 将P^{XJ-neo-teloRZ}导入HeLa细胞和裸鼠移植瘤,结果使HeLa细胞端粒酶活性降至对照细胞的11%～12.5%, 细胞生长速度明显变慢,传至19～20代时出现95%凋亡.裸鼠移植瘤注射P^{XJ-neo-teloRZ} 14 d后,端粒酶活性下降69%,抑瘤率达62%.实验表明,该核酶可望成为有效的端粒酶抑制剂,在肿瘤治疗中发挥作用.     

特异切割12-脂加氧酶mRNA的核酶体外活性及动力学研究

根据锤头状核酶(Ribozyme)的作用模式,设计、合成并克隆了特异性切割12-脂加氧酶(12-LO)mRNA的核酶基因。以合成的25个核苷酸长的12-脂加氧酶RNA片段为底物与转录的核酶RNA一起保温检测其体外切割活性。实验结果表明,在37℃保温时,核酶在体外对12脂加氧酶具有较高的特异切割活性,其Km值为1300 nmol/L,其kcat值为0.083/min,在50℃保温时,核酶具有很高的切割活性,其kcat值为0.31/min。     

Vasorin蛋白特异单链DNA适配体的筛选与鉴定

目的:筛选能特异识别vasorin(VASN)蛋白的单链DNA(ss DNA)适配体并对其进行鉴定。方法:利用SPRSELEX技术筛选VASN蛋白特异ss DNA适配体,通过基因克隆测序、MEME在线软件和RNA structure软件分析富集文库序列并挑选出候选适配体序列,利用EMSA、ELISA、流式细胞术对候选适配体进行特异性与亲和力鉴定。结果:经过5轮SELEX筛选,获得了与VASN蛋白特异结合的ss DNA适配体富集文库,合成候选适配体,经EMSA和ELISA检测分析,证实适配体V4-2能与VASN蛋白特异结合,而不与无关对照牛血清白蛋白结合,其平衡解离常数为281.3±103.7 nmol/L;流式细胞术证实V4-2能够特异识别高表达VASN蛋白的Hep G2细胞。结论:筛选获得特异识别VASN蛋白的ss DNA适配体V4-2。     

HepG2及其克隆形成细胞端粒酶活性的异质性研究

目的研究端粒酶在肝癌细胞株HepG2及其克隆形成细胞中的表达,探讨不同增殖能力的肝癌细胞中端粒酶活性的异质性,为肝癌的诊断以及治疗提供新的思路。方法利用软琼脂克隆形成实验富集分离人肝癌HepG2细胞的克隆形成细胞;常规培养HepG2及其克隆形成细胞,利用免疫细胞化学、Western blotting和RT-PCR检测hTERT蛋白和mRNA在HepG2细胞及其克隆形成细胞中表达的异质性。结果①HE染色显示,克隆形成细胞的胞核较HepG2细胞大,核仁明显;细胞伸出较多的细长突起,并连接形成网状。②免疫细胞化学染色显示,hTERT在HepG2细胞的表达以细胞质为主,克隆形成细胞则以细胞核为主。③Western blotting和RT-PCR结果显示,克隆形成细胞中hTERT蛋白质和mRNA的表达均高于HepG2细胞。结论①hTERT在HepG2细胞及其克隆形成细胞中的表达存在异质性,且在克隆形成细胞中表达较高。②hTERT在HepG2细胞及其克隆形成细胞中的表达模式提示克隆形成细胞具有肝癌干细胞的特征。     

研究报告: 电化学适配体传感器用于乳酸快速检测的研究

目的 构建用于检测L-乳酸的新型电化学适配体传感器。方法 基于金钯-掺氮多壁碳纳米管纳米复合材料（Au/Pd-N-MWCNTs）修饰的玻碳电极，通过三螺旋分子开关（triple-helix molecular switch，THMS）触发具有RNA剪切活性的Pb²⁺辅助的脱氧核酶（DNAzyme）对电极表面固定化信号探针的循环剪切效应，实现L-乳酸的超灵敏电化学检测。采用差分脉冲伏安法（DPV）记录电流信号变化。结果 信号探针浓度4 μmol/L、Pb²⁺浓度4 μmol/L、DNAzyme剪切孵育时间60 min为传感器最优测试条件。在最优实验条件下，该L-乳酸传感器线性范围为1~20 mmol/L，检出限为0.51 mmol/L。此外，该适配体传感器具有优异的稳定性（RSD=4.56%）、重现性（RSD=2.80%）和选择性。在人血清样本中检测L-乳酸时回收率为105.60%~110.80%，RSD为2.35%~4.56%，与传统方法具有较好的一致性。结论 该适配体传感器能实现L-乳酸的超灵敏检测，在生物医学诊断、食品工业和环境监测等领域具有广泛的应用前景。     

外源性端粒酶基因对人脐静脉内皮细胞的影响

为了观察外源性端粒酶逆转录酶基因(hTERT)在人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)的表达及对细胞功能和生长的影响。采用逆转录病毒载体转导的方法,将hTERT基因转入HUVEC,检测基因转导后内皮细胞端粒酶的活性和生物学特性。结果发现hTERT转导后细胞端粒酶表达阳性,未转导的亲代细胞为阴性;转导细胞的体外生存时间延长但未永生化,而内皮细胞黏附分子表达的功能未受影响。     

新型miRNA表达框架下调端粒酶活性并抑制视网膜母细胞瘤细胞生长

目的 本研究致力于设计一种新的miRNA表达框架（MEC）,其以hTERT和hTR的特异性序列为靶点。该框架能够有效改善传统RNAi方法中miRNA易降解和细胞毒性问题,为miRNA的合成提供一种简便的方法。方法 采用重叠PCR方法构建hTERT和hTR特异的miRNA表达框架。采用TRAP银染色和TRAP实时荧光定量PCR检测端粒酶活性。实时荧光定量PCR法测定端粒长度,MTT法测定细胞活力。annexin V/PI双染色法检测细胞凋亡,PI单染色法检测细胞周期,流式细胞仪检测细胞凋亡。结果 成功构建了靶向hTERT/ hTR特异性miRNA表达框架。不同MEC对端粒酶活性的抑制程度不同。端粒酶的沉默可引起视网膜母细胞瘤（RB）细胞G0/G1期生长阻滞,导致细胞凋亡。结论 miRNA介导的端粒酶沉默是一种有效抑制RB细胞生长的策略,开发一个强大的系统来充分探索miRNA的作用是必要的。本文构建的MEC显示了强大的RNAi效应,可成为筛选用于RB基因治疗的RNAi靶向序列的有效工具。     

The isothiocyanate erucin abrogates telomerase in hepatocellular carcinoma cells in vitro and in an orthotopic xenograft tumour model of HCC

In contrast to cancer cells, most normal human cells have no or low telomerase levels which makes it an attractive target for anti‐cancer drugs. The small molecule sulforaphane from broccoli is known for its cancer therapeutic potential in vitro and in vivo. In animals and humans it was found to be quickly metabolized into 4‐methylthiobutyl isothiocyanate (MTBITC, erucin) which we recently identified as strong selective apoptosis inducer in hepatocellular carcinoma (HCC) cells. Here, we investigated the relevance of telomerase abrogation for cytotoxic efficacy of MTBITC against HCC. The drug was effective against telomerase, independent from TP53 and MTBITC also blocked telomerase in chemoresistant subpopulations. By using an orthotopic human liver cancer xenograft model, we give first evidence that MTBITC at 50 mg/KG b.w./d significantly decreased telomerase activity in vivo without affecting enzyme activity of adjacent normal tissue. Upon drug exposure, telomerase decrease was consistent with a dose‐dependent switch to anti‐survival, cell arrest and apoptosis in our in vitro HCC models. Blocking telomerase by the specific inhibitor TMPyP4 further sensitized cancer cells to MTBITC‐mediated cytotoxicity. Overexpression of hTERT, but not enzyme activity deficient DNhTERT, protected against apoptosis; neither DNA damage nor cytostasis induction by MTBITC was prevented by hTERT overexpression. These findings imply that telomerase enzyme activity does not protect against MTBITC‐induced DNA damage but impacts signalling processes upstream of apoptosis execution level.     

Discovery of new chromen-4-one derivatives as telomerase inhibitors through regulating expression of dyskerin

A series of new trimethoxyphenyl-4H-chromen derivatives as telomerase inhibitors through regulation dyskerin were designed and synthesised. The anticancer activity assay in vitro showed that compound 5i 3-(4-(4-isonicotinoylpiperazin-1-yl)butoxy)-5,7-dimethoxy-2-(3,4,5-trimethoxyphenyl)-4H-chromen-4-one exhibited high activity against Hela, SMMC-7721, SGC-7901, U87 and HepG2 cell lines. Compound 5i also showed potent inhibitory activity against telomerase. The further results confirmed this title compound could significantly improve pathological changes induced rat hepatic tumor in vivo. Preliminary mechanisms showed that compound 5i inhibited telomerase activity through decrease expression of dyskerin.