人热休克因子1突变体的应用研究进展

热休克因子1是调节应激反应的主要转录因子,它在应激条件下可被活化。通过基因突变得到正显性和负显性热休克因子1,它们不需要外界条件刺激就分别具有启动热休克蛋白的表达或竞争抑制内源热休克因子1活性的能力。目前,已有多个热休克因子1的突变体应用于疾病研究。介绍了热休克因子1的结构和活化途径,以及热休克因子1突变体在肿瘤、神经系统及心血管系统等方面的应用进展。     

人热休克因子1突变体的应用研究进展

热休克因子1是调节应激反应的主要转录因子,它在应激条件下可被活化。通过基因突变得到正显性和负显性热休克因子1,它们不需要外界条件刺激就分别具有启动热休克蛋白的表达或竞争抑制内源热休克因子1活性的能力。目前,已有多个热休克因子1的突变体应用于疾病研究。介绍了热休克因子1的结构和活化途径,以及热休克因子1突变体在肿瘤、神经系统及心血管系统等方面的应用进展。     

热休克蛋白27和热休克因子1在子痫前期胎盘表达及意义

目的:研究热休克蛋白27(heat shock protein 27,HSP27)与热休克因子l(heat shock factor 1,HSFl)在子痫前期孕妇胎盘中的表达情况.方法:选择2011年6月-2012年6月在南京医科大学第一附属医院产科住院分娩的子痫前期患者21例(子痫前期组),以同期分娩的正常孕妇21例(正常妊娠组)作为对照组,采用实时定量聚合酶链反应(RT-PCR)、免疫组化(Immunohistochemistry)、蛋白印迹法(Western Blotting)检测两组孕妇胎盘HSP27mRNA和蛋白的表达以及HSF1蛋白表达水平,分析其是否存在组间差异.结果:子痫前期组胎盘中HSP27mRNA表达(3.28±0.34)高于正常妊娠组(1.87±0.22)和蛋白的表达明显增高,HSF1蛋白表达增高,差异具有统计学意义;HSF1与HSP27呈正相关关系(r=0.73,P＜0.05).结论:胎盘中HSF1是HSP27表达的主要调控因子.     

热休克因子1对内毒素所致G-CSF基因表达的影响

为探讨热休克因子1(heatshockfactor 1,HSF1)活化和过表达对内毒素(endotoxin ,ET)所致粒细胞集落刺激因子(granulocyte colonystimulatingfactor,G CSF)基因表达的影响,采用大肠杆菌内毒素即脂多糖(lipopolysaccharide ,LPS)处理RAW2 6 4 7巨噬细胞,并通过热休克预处理诱导HSF1活化,采用Western印迹检测HSP70的表达观察HSF1的活化情况,RT PCR检测热休克反应(heatshockresponse ,HSR)对G CSFmRNA表达的影响;构建HSF1的pcDNA3 1真核表达质粒,采用脂质体转染法建立HSF1过表达RAW 2 6 4 7巨噬细胞株,用免疫细胞化学和Western印迹观察HSF1的表达,RT- PCR及Northern印迹进一步研究HSF1对G CSF基因表达的可能影响.发现LPS诱导巨噬细胞中G- CSFmRNA表达增多,并随时间的延长,表达量逐渐增加;与单纯内毒素处理组相比,热休克预处理后,LPS诱导的巨噬细胞G- CSFmRNA的表达明显被抑制;建立的稳定表达HSF1的RAW 2 6 4 7细胞株中有HSF1蛋白的核移位;HSF1过表达可明显抑制LPS诱导的RAW2 6 4 7巨噬细胞G -CSFmRNA的表达.上述结果表明热休克预处理能抑制LPS诱导的巨噬细胞G- CSFmRNA的表达;HSF1过表达可抑制内毒素诱导的巨噬细胞G CSFmRNA的表达.     

Smad3基因剔除小鼠的繁殖与基因型鉴定

目的为进一步深入研究Smad3基因在脊椎动物发育中的重要作用,对Smad3基因剔除小鼠进行保种和繁育研究.方法采用基因剔除杂合子小鼠进行保种,通过PCR和Southern杂交对杂合子小鼠交配所产生的后代进行基因型鉴定,纯合子小鼠和野生型小鼠用于表型分析,杂合子小鼠用于留种和繁殖生产.结果采用PCR方法对278只子代小鼠进行了基因型鉴定,83只为野生型,133只为杂合子,62只为纯合子.结论Smad3基因剔除突变能稳定遗传.采用杂合子小鼠保种,子代小鼠三种基因型比例符合孟德尔遗传定律.     

正显性热休克因子1突变体抑制6-OHDA诱导细胞死亡的研究

热休克因子1是真核细胞应激反应时热休克蛋白表达的主要转录调控因子。它在非应激条件下被抑制性复合体抑制以非活化形式存在,只有在受到应激时才会暂时活化。通过基因突变得到的正显性突变体在不需要外界环境刺激的条件下就能激活细胞内源性热休克蛋白的表达。环境神经毒素是引起帕金森病的一个重要因素,它们能够氧化损伤多巴胺能神经元,最终引起细胞死亡。Western blot和双荧光素酶检测证明,在SH-SY5Y细胞中转染正显性热休克因子1突变体能够明显上调HSP70的表达。并且通过检测细胞培养基中的乳酸脱氢酶的含量证明正显性热休克因子1突变体能够显著抑制神经毒素6-羟基多巴胺诱导的细胞死亡。这些结果表明,正显性热休克因子1突变体在帕金森病的防治方面可能具有潜在的应用前景。     

热休克转录因子1对高迁移率族蛋白B1的转录调控作用及机制

目的：探讨烧伤血清诱导下热休克转录因子1（HSF1）对高迁移率族蛋白B1（HMGB1）的转录调控作用及其机制.方法：构建热休克转录因子1真核表达载体pcDNA3.1-HSF1,HMGB1野生型启动子荧光素酶报告基因pGL3-HMGB1-Y,HMGB1突变型启动子荧光素酶报告基因pGL3-HMGB1-T.pcDNA3.1-HSF1转染巨噬细胞RAW264.7,烧伤血清诱导后,半定量RT-PCR检测HMGB1 mRNA的表达.pcDNA3.1-HSF1,HMGB1启动子荧光素酶报告基因共转染RAW264.7,烧伤血清诱导后,检测并比较pGL3-HMGB1-Y和 pGL3-HMGB1-T的相对萤光素酶活性.结果：烧伤血清诱导下,HSF1可以下调RAW264.7 HMGB1mRNA的表达.pGL3-HMGB1-T的相对荧光素酶值较pGL3-HMGB1-Y明显下降,P＜0.01,差异有显著统计学意义.结论：烧伤血清诱导下,HSF1可能通过与HMGB1启动子区HSE的结合下调小鼠巨噬细胞RAW264.7 HMGB1mRNA的表达.     

BALB/c-HSF1基因剔除小鼠的引种保种与繁殖特性的观察

对引入的BALB／c-HSF1基因剔除小鼠近一年的繁殖,生长发育情况进行了系统观察。并就三种繁殖方式的繁殖鼠交配率,受胎率,分娩率,胎间隔及隔及哺乳期仔鼠成活率进行了比较,结果表明,与野生型（HSF1^ / ）动物比较,HSF1的缺乏对动物的繁殖有一定的影响,胎间隔与动物的胎次无明显的相关性,而生长曲线与BALB／c的生长曲线类似,这种现象可能与HSF1基因剔除小鼠有BALB／c-HSF1的血缘关系。     

利用基因诱捕技术进行小鼠基因剔除的初步研究

对利用基因诱捕技术进行小鼠基因剔除做了初步的探索,为进一步应用该技术进行小鼠基因功能研究奠定了基础.利用基因诱捕载体转染小鼠ES细胞,获得了36株neo基因单拷贝整合的诱捕ES细胞,其中14株细胞表达有活性的β半乳糖苷酶.将3株诱捕ES细胞分别经显微注射引入到受体囊胚中,再植入假孕母鼠的子宫中使其发育成小鼠.两株细胞得到了程度不同的嵌合体小鼠,其中一株诱捕ES细胞整合至生殖系.利用质粒拯救实验获得了诱捕载体整合位点附近的基因组序列,通过序列比对发现被诱捕的基因可能是一个新基因.X-gal染色结果显示,该基因的表达局限于小鼠腹部及肢芽的部位.     

PCR方法在HSF1基因敲除小鼠基因型分析中的应用

目的　为HSF1基因敲除鼠探索快速、简单的基因型PCR检测方法。方法　设计两对引物扩增野生型HSF1基因和HSF1缺陷突变基因的DNA片段 ,用PCR仪梯度方案测试最佳退火温度 ,并将所得基因型结果与经典的Southernblot方法比较。结果　野生型仅在 5 6 2bp处有一条条带 ,突变纯合子仅在 377bp处有一条条带 ,杂合子则在377bp和 5 6 2bp处出现两条条带。用PCR方法获得的HSF1基因分析结果与经典的Southernblot方法获得的结果完全一致。结论　用PCR方法分析HSF1基因敲除鼠的基因型具有快速、简单、廉价和适用的特点     

黏蛋白1基因敲除小鼠模型的构建

黏蛋白1(MUC1)属黏蛋白家族成员,分布于上皮细胞膜表面,由于在免疫炎症反应以及肿瘤发生中的重要作用而日益受到重视.为了进一步深入研究MUC1的生物学功能,构建了Muc1基因敲除小鼠模型.首先,根据小鼠Muc1基因组序列设计基因剔除策略,将2个loxP位点分别插在外显子2和3两侧,构建基因剔除载体Muc1-ABRLFn-pBR322.以电穿孔方法将载体导入胚胎干细胞(ES细胞),用G418和更昔洛韦进行正负筛选获得4个同源重组的ES细胞克隆.挑选其中一个阳性ES克隆行囊胚显微注射,获得16只嵌合率大于50%的雄鼠;其次,利用嵌合雄鼠与C57BL/6J野生型雌鼠交配后获得11只floxP杂合子小鼠(10雄1雌),通过杂合子小鼠回交,并进一步与EⅡa-Cre小鼠交配,最终成功得到Muc1全身敲除小鼠,其中纯合子小鼠未出现胚胎致死现象.初步表型观察未发现Muc1基因敲除相关器官组织结构的异常改变.本研究为MUC1的生物学功能的挖掘,尤其是MUC1在肿瘤发生转移中的作用机制的揭示提供了实验平台.     

禾谷镰刀菌中FgPDE1基因的敲除及其功能的研究

目的:旨在敲除禾谷镰刀菌Fusarium graminearum Fg PDE1基因,确定其缺失突变体表型,从而分析该基因的生物学功能。方法:应用Split-marker技术构建含有潮霉素基因敲除盒,通过PEG介导原生质体转化,PCR筛查抗潮霉素转化子以获得缺失突变体ΔFg PDE1,根据突变体表型变化及致病性的检测对Fg PDE1基因的功能进行分析。结果:采用Split-marker技术,成功构建了Fg PDE1基因敲除盒;PEG介导转化禾谷镰刀菌原生质体后成功获得转化子。经PCR筛查,得到3个PCR确认的敲除突变体;表型观察发现,ΔFg PDE1菌落的外型及菌落生长速度与野生型没有明显差异。孢子侵染西红柿果实实验证明:以西红柿为侵染宿主,相对于野生型,突变体致病性没有明显减弱;但突变体分生孢子产量显著下降。结论:Fg PDE1基因可能与禾谷镰刀菌分生孢子的形成有关。     

Gambogic acid and gambogenic acid induce a thiol-dependent heat shock response and disrupt the interaction between HSP90 and HSF1 or HSF2

Cancer cells rely on heat shock proteins (HSPs) for growth and survival. Especially HSP90 has multiple client proteins and plays a critical role in malignant transformation, and therefore different types of HSP90 inhibitors are being developed. The bioactive natural compound gambogic acid (GB) is a prenylated xanthone with antitumor activity, and it has been proposed to function as an HSP90 inhibitor. However, there are contradicting reports whether GB induces a heat shock response (HSR), which is cytoprotective for cancer cells and therefore a potentially problematic feature for an anticancer drug. In this study, we show that GB and a structurally related compound, called gambogenic acid (GBA), induce a robust HSR, in a thiol-dependent manner. Using heat shock factor 1 (HSF1) or HSF2 knockout cells, we show that the GB or GBA-induced HSR is HSF1-dependent. Intriguingly, using closed form ATP-bound HSP90 mutants that can be co-precipitated with HSF1, a known facilitator of cancer, we show that also endogenous HSF2 co-precipitates with HSP90. GB and GBA treatment disrupt the interaction between HSP90 and HSF1 and HSP90 and HSF2. Our study implies that these compounds should be used cautiously if developed for cancer therapies, since GB and its derivative GBA are strong inducers of the HSR, in multiple cell types, by involving the dissociation of a HSP90-HSF1/HSF2 complex.     

FMR1基因敲除对C57BL/6小鼠部分生物学特性的影响

为探讨脆性X智力障碍1(FMR1)基因敲除对C57BL/6小鼠(Mus musculus domesticus)部分生物学特性的影响,使用全自动动物血细胞分析仪和全自动生化仪分别检测8~10周龄的FMR1基因敲除小鼠(C57BL/6 FMR1 KO)及同源背景C57BL/6小鼠的血液生理生化指标、电解质等,并进行统计学分析。C57BL/6 FMR1 KO小鼠与野生型C57BL/6小鼠比较,血液生理指标中雌性及雄性组间的中性粒细胞计数(MEUT#)、中性粒细胞百分比(MEUT)和淋巴细胞百分比(LY)存在显著性差异(P0.05);雄性组间的红细胞总数(RBC)、血红蛋白(HGB)、红细胞压积(HCT)和平均血红蛋白浓度(MCHC)存在显著性差异(P0.05);雌性组间的白细胞(WBC)、淋巴细胞计数(LY#)存在显著性差异(P0.05);而非性别因素影响两类小鼠组间的红细胞总数(RBC)、红细胞压积(HCT)、中性粒细胞计数(MEUT#)、中性粒细胞百分比(MEUT)和淋巴细胞百分比(LY)存在显著性差异(P0.05);血清生化指标中雄性组间的谷草转氨酶/谷丙转氨酶(AS/AL)存在显著性差异(P0.05);雌性组间的肌酐CR、肌酸磷酸激酶CK和钙离子浓度Ca2+存在显著性差异(P0.05);而非性别因素影响两类小鼠组间的谷草转氨酶/谷丙转氨酶(AS/AL)、肌酐CR和肌酸磷酸激酶CK存在显著性差异(P0.05);其他各项指标差异不显著(P0.05)。研究表明,FMR1基因敲除可影响小鼠的部分生理生化指标水平,这为今后研究和应用C57BL/6 FMR1 KO小鼠模型提供了实验依据。     

Predicting the Proportion of Essential Genes in Mouse Duplicates Based on Biased Mouse Knockout Genes

In the yeast or nematode, the proportion of essential genes in duplicates is lower than in singletons (single-copy genes), due to the functional redundancy. One may expect that it should be the same in the mouse genome. However, based on the publicly available mouse knockout data, it was observed that the proportion of essential genes in duplicates is similar to that in singletons. The most straightforward interpretation, as claimed in a recent study, is that duplicate genes may have a negligible role in the mouse genetic robustness. Here we show that in the current mouse knockout dataset, recently duplicated genes have been highly underrepresented, leading to an overestimation of the proportion of essential genes in duplicates. After estimating the duplication time of mouse duplication events, we have developed a simple bias-correcting procedure and shown that the bias-corrected proportion of essential genes in mouse duplicates is significantly lower than that in singletons.     

醛脱氢酶基因敲除的K.pneumoniae重组菌的构建

在利用KlebsiellapneumoniaeM5aL厌氧发酵甘油生产1,3丙二醇的过程中,一部分甘油通过氧化代谢途径经醛脱氢酶(ALDH)催化合成大量副产物乙醇,降低了1,3丙二醇的产量和得率。首次以醛脱氢酶ALDH为改造目标,利用同源重组技术获得了ALDH基因敲除的K.pneumoniae重组菌。首先,采用PCR的方法分别从K.pneumoniaeM5aL基因组DNA及质粒pBR322上扩增得到ALDH基因和四环素抗性基因(Tcr);然后将ALDH基因定向插入到质粒pUC18的多克隆位点得到中间载体pUC18ALDH,该载体与Tcr基因分别用AvaI和BsaAI双酶切后进行连接,得到ALDH基因敲除的重组载体pUCAT;经DNA测序及限制性酶切电泳分析,构建的载体由5′ALDHTcr3′ALDHpUC18组成,与设计结果相符;最后,利用该载体通过同源重组技术得到两株K.pneumoniae重组菌06231hb及06231hc,经菌落PCR及酶活鉴定,两株菌的ALDH基因均已缺失。与出发菌株K.pneumonaieM5aL相比,重组菌的乙醇合成浓度降低了43%～53%,1,3丙二醇合成浓度提高了27%～42%。