靶向HIV-1 vif的高效人工miRNA的构建及慢病毒介导的体外抗病毒研究

RNAi在HIV-1的治疗研究中得到了广泛的应用,构建高效并且安全的RNAi抗病毒元件是开展相关研究的基础。vif37是以前的研究中筛选获得的靶向HIV-1 vif的高抑制效率兼具保守性的RNAi靶点。miRNA在抑制效率和启动子的选择上比常用的shRNA具有优势。本研究探索以人工miRNA结构引发vif37靶点对应的RNAi。本研究以天然的miR-155前体为骨架,采用步移的方式设计了3个靶向vif37的人工miRNA,以RNA聚合酶Ⅱ类启动子指导表达。miRNA表达质粒和HIV-1的感染性克隆pNL4-3共转染的结果显示,3个人工miR-NA中只有miR-vif37H具有抑制效果,效率与shRNA-vif37相当。与携带靶序列的荧光素酶报告质粒共转染实验证明miR-vif37H具有良好的抑制特异性。用表达miR-vif37H的重组慢病毒转导HIV-1的敏感细胞MT-4,克隆化后获得稳定表达miR-vif37H的细胞株MT-4-miR37H,该细胞可以有效抑制HIV-1的体外复制。实时RT-PCR检测结果显示,与shRNA-vif37相比,miR-vif37H的表达水平明显下降,安全性更好。进一步的实时RT-PCR检测结果还显示,miR-vif37H在细胞内的稳定表达不会影响内源代表性miRNA(miR-181和miR-16)的加工以及干扰素应答相关基因Stat1的mRNA水平。miR-vif37H是一个特异的高效RNAi元件,为vif37靶点的进一步应用研究奠定了基础。     

靶向HIV-1pol的高效人工miRNA的构建与体外抗病毒能力评价

RNAi技术在抗HIV-1治疗研究中已显示出巨大潜力,获得可高效特异抑制HIV-1的RNAi元件是进行相关研究的重要基础。miRNA在抑制和表达方式上相比siRNA具有更多的优势。本研究即探讨构建可高效特异靶向HIV-1的人工miRNA元件。选择以保守性较好的HIV-1pol基因为靶区筛选高效保守的RNAi序列,设计了16个可靶向pol区高保守区段的RNAi靶点,构建表达载体与HIV-1感染性克隆进行共转染抑制实验,筛选显示pol1026序列兼具高保守性及高抑制效率特点。以天然miR-30a为基础骨架构建了靶向pol1026靶点的人工miRNA元件,通过与HIV-1感染性克隆质粒的共转染抑制实验验证获得了可有效抑制HIV-1表达的人工miRNA元件(miR-1026E)。通过与携带靶序列的报告质粒的共转染实验证明miR-1026E具有良好的靶点特异性。本研究进一步构建了携带miR-1026E表达元件的重组慢病毒,转导MT-4细胞并对转导后细胞进行克隆化筛选,获得稳定整合miR-1026E表达元件的MT-4-miR1026E细胞克隆,该细胞在体外攻毒实验中可高效抑制HIV-1的复制,具有显著的抑制HIV-1的能力。同时应用实时RT-PCR方法检测显示,miR-1026E在细胞中不会影响内源性代表miRNA(miR-181与miR-16)的表达水平和干扰素效应相关基因stat1的表达水平,具有良好的特异性。所获得的可特异高效抑制HIV-1复制的人工miRNA元件可为抗HIV-1研究提供重要参考。     

小鼠XBP1基因RNA干扰慢病毒载体的构建及筛选

目的:构建小鼠XBP1基因RNA干扰(RNA interference,RNAi)慢病毒载体,筛选具有较好干扰效率的小鼠XBP1 siRNA靶序列.方法:针对小鼠XBP1基因特异性序列,设计4个RNAi靶序列及1个阴性对照序列,合成含有正义和反义Oligo DNA的互补DNA序列,退火形成双链DNA,并克隆到经Age Ⅰ和EcoR Ⅰ酶切后的pGCL-GFP载体连接产生短发卡RNA(shRNA)慢病毒载体,PCR筛选阳性克隆,DNA测序鉴定.由病毒包装系统进行包装,经滴度测定后感染NIH3T3细胞,应用Real-time PCR鉴定干扰效率.结果:PCR鉴定与DNA测序证实合成的寡核苷酸链插入正确,293T细胞测定病毒滴度为1×108TU/ml.Real-timePCR证实XBP1-siRNA-3靶点的干扰效率最高,其干扰效率达到95%以上.结论:成功构建并筛选了小鼠XBP1基因RNAi慢病毒载体,为研究XBP1在巨噬细胞免疫功能调控中的作用奠定了基础.     

慢病毒载体介导的RNA干扰

RNA干扰(RNAinterference)是指由双链RNA分子抑制同源基因的表达。慢病毒载体(lentivirusvector)则是高效的基因转导工具,能将外源序列稳定导入分裂相和非分裂相细胞。将慢病毒载体和RNA干扰结合,能在哺乳动物各类细胞中,特异性抑制同源基因的表达;也是基因功能研究和基因治疗的有力手段。     

HIV-1缺损慢病毒载体的高滴度制备及其介导的高效基因转移

近来,慢病毒载体引起了极大关注,己成为转基因操作中重要的工具。用编码病毒组份的三质粒系统共转染293T包装细胞系,建立了大量制备HIV-1缺损慢病毒载体的方法,病毒载体的度可达到1.1×107IU/mL,离心浓缩可将载体滴度提高100倍以上。HIV-1缺损慢病毒载体可以高效转导人淋巴瘤等多种来源的细胞,RT-PCR检测显示外源基因GFP稳定表达达18个月以上,长期传代观测未检出p24抗原蛋白或可复制病毒。     

慢病毒siRNA靶向干扰YAP基因胃癌细胞株的建立

目的:构建并鉴定YAP基因短发夹干扰RNA(shRNA)慢病毒载体,建立稳定干扰YAP基因表达的胃癌细胞株SGC7901。方法:荧光定量PCR检测YAP基因在多种胃癌细胞株中的表达情况。构建重组靶向YAP基因的shRNA慢病毒表达质粒PGC-shRNA-YAP,用脂质体转染的方法将载体导入胃癌细胞。经杀稻瘟菌素筛选后,建立稳定表达siRNA的细胞株。荧光定量PCR检测干扰效率。结果:在胃癌细胞株SGC7901中,YAP基因显示高表达。测序验证PGC-shRNA-YAP重组质粒构建成功。将重组质粒稳定转染入胃癌细胞株SGC7901后能明显抑制YAPmRNA表达水平。结论:成功构建了PGC-shRNA-YAP慢病毒重组质粒,建立了靶向稳定干扰YAP基因表达的siRNA胃癌细胞株SGC7901。     

慢病毒siRNA靶向干扰YAP基因胃癌细胞株的建立

目的：构建并鉴定YAP基因短发夹干扰RNA（shRNA）慢病毒载体,建立稳定干扰YAP基因表达的胃癌细胞株SGC7901。方法：荧光定量PCR检测YAP基因在多种胃癌细胞株中的表达情况。构建重组靶向YAP基因的shRNA慢病毒表达质粒PGC-shRNA-YAP,用脂质体转染的方法将载体导入胃癌细胞。经杀稻瘟菌素筛选后,建立稳定表达siRNA的细胞株。荧光定量PCR检测干扰效率。结果：在胃癌细胞株SGC7901中,YAP基因显示高表达。测序验证PGC-shRNA-YAP重组质粒构建成功。将重组质粒稳定转染入胃癌细胞株SGC7901后能明显抑制YAPmRNA表达水平。结论：成功构建了PGC-shRNA-YAP慢病毒重组质粒,建立了靶向稳定干扰YAP基因表达的siRNA胃癌细胞株SGC7901。     

靶向ADAM17基因RNA干扰慢病毒载体的构建及慢病毒包装

目的构建靶向ADAM17基因RNA干扰（RNAi）慢病毒载体及包装慢病毒。方法根据人ADAM17mRNA序列设计4个靶序列,合成4对寡核苷酸序列,同时合成1对阴性对照寡核苷酸序列;将以上5对寡核苷酸序列退火后连入pLVTHM质粒,经酶切和测序鉴定。将重组慢病毒质粒转染至A549细胞,以Real-time PCR检测A549细胞中ADAM17 mRNA表达。将干扰效果最佳的质粒载体和包装质粒共转染至293T细胞,包装产生病毒颗粒。以流式细胞术检测重组慢病毒的滴度。结果酶切和测序证实干扰靶序列已被准确克隆到pLVTHM质粒载体。pLVTHM-ADAM17-siRNA1-4均可显著抑制A549细胞ADAM17 mRNA的表达,其中pLVTHM-ADAM17-siRNA4的抑制效果最佳。LV-ADAM17-siRNA4重组慢病毒的滴度为2.16×108TU/ml。结论成功构建了靶向人ADAM17基因RNAi慢病毒载体及包装了重组慢病毒。     

siRNA抑制HIV-1基因表达的研究

RNA干扰(RNAinterfering,RNAi)现象是动植物体内的一种序列特异性的、转录后基因沉默的过程.在哺乳动物细胞中,19～25个核苷酸长短的双链siRNA(smallinterferingRNA)可有效地抑制基因表达.利用pBS/H1SP载体,它表达的双链RNA的转录产物可以用来抑制特异性HIV-1基因的表达.在siRNA实验中,为了比较由H1启动子转录的siRNA在细胞内的作用,使用以绿色荧光蛋白(EGFP)为报告基因的载体——pEGFP-C1质粒,在荧光显微镜下,很容易地看到EGFP在细胞中表达.将HIV-1siRNA表达载体与表达相应EGFP-HIV融合基因的质粒,共转染人胚肾293细胞,结果表明,和对照质控载体相比,转染了pHIV-siRNA质粒的细胞中EGFP-HIV的表达得到显著抑制.通过该途径,筛选出能抑制HIV-1基因表达的有效siRNA.此外,还在同一载体上表达两种或三种siRNA,分别针对不同的HIV基因,获得了良好的抑制效果.     

慢病毒介导的siRNA联合紫杉醇抑制胃癌细胞增殖的研究

目的:探讨慢病毒介导的靶向血管内皮生长因子(VEGF)的RNAi对人胃癌细胞SGC7901增殖、细胞凋亡及紫杉醇药物敏感性的影响.方法:慢病毒VEGF-RNAi-LV感染SGC7901细胞后,MTT法检测RNAi及RNAi联合紫杉醇对细胞增殖的影响,流式细胞术检测细胞周期的变化,Hoechst33258染色观察细胞的凋亡.结果:MTT结果显示:与未感染病毒的SGC7901细胞及感染阴性病毒对照NC-LV的胃癌细胞比较,VEGF-RNAi-LV感染后的胃癌细胞生长缓慢,对紫杉醇的敏感性增加;流式细胞周期分析结果表明VEGF-RNAi-LV转粢后的细胞GO/GI期比例升高,S期和G2/M期比例降低;Hoechst33258染色结果证实VEGF-RNAi-LV组细胞核出现典型的凋亡形态学改变.结论:慢病毒介导的RNAi可明显抑制人胃癌细胞增殖,促进细胞凋亡,提高胃癌细胞对紫杉醇的敏感性.     

HIV-1整合酶链转移反应抑制剂的荧光筛选方法

整合酶被认为是抗HIV-1药物研究的理想靶点之一。为了建立便捷高效的整合酶链转移反应抑制剂筛选方法,首先将HIV-1整合酶原核表达载体pNL-IN转化入大肠杆菌感受态细胞BL21(DE3)进行原核表达,并用镍琼脂糖凝胶进行亲和纯化,获得了纯度和活性均较高的整合酶重组蛋白;然后设计了生物素标记的供体DNA和FITC标记的靶DNA,用链霉亲和素磁珠捕获反应体系中的DNA产物;最后用荧光分析仪检测DNA产物的荧光信号,并计算待测样品的抑制率。用已知整合酶抑制剂S-1360和MK-0518对筛选方法进行了验证,测定结果与已有实验数据相当,表明本筛选方法能够有效应用于HIV-1整合酶链转移反应抑制剂的筛选。与现有的整合酶链转移反应抑制剂筛选方法相比,本筛选方法步骤更为简化、耗时更短、成本更低。     

Targeting the HIV-1 RNA leader sequence with synthetic oligonucleotides and siRNA: Chemistry and cell delivery

New candidates for development as potential drugs or virucides against HIV-1 infection and AIDS continue to be needed. The HIV-1 RNA leader sequence has many essential functional sites for virus replication and regulation that includes several highly conserved sequences. The review describes the historical context of targeting the HIV-1 RNA leader sequence with antisense phosphorothioate oligonucleotides, such as GEM 91, and goes on to describe modern approaches to targeting this region with steric blocking oligonucleotide analogues having newer and more advantageous chemistries, as well as recent studies on siRNA, towards the attainment of antiviral activity. Recent attempts to obtain improved cell delivery are highlighted, including exciting new developments in the use of peptide conjugates of peptide nucleic acid (PNA) as potential virucides.     

HIV-1包膜基因变异的体外研究

采用亚型测定、核苷酸和氨基酸序列测定和同源性分析等方法,观察了HIV-1 ⅢB毒株在实验室长期传代过程中包膜基因变异的情况.研究的毒株包括:经过实验室8年多连续使用而获得的毒株、在MT4细胞长期连续传代而获得的每间隔10代的毒株样品及多次更换宿主细胞传代而获得的毒株.主要结果有:(1)各种毒株包膜基因变异均不显著,核苷酸序列同源性均大于92%,变异距离均小于7.5%,且随着传代数增加核苷酸趋于稳定,代间同源性由92%上升至99%,而变异距离由7.5%下降为0.6%.(2)在传代过程中HIV-1亚型保持稳定,各种毒株均为HIV-1 B3亚型.结果显示HIV在体外长期传代培养的过程中变异不大,遗传性状稳定,可能是体外生长的环境十分稳定,缺乏机体免疫学压力.结果也提示体外长期传代HIV毒株仍然适用于各种HIV的应用研究,用长期传代的方法发展HIV-减毒活疫苗的可能性不大.     

HIV-1蛋白酶的表达、纯化及其抑制剂体外筛选方法的建立

从HIV-1 ⅢB病毒RNA经RT-PCR得到HIV-1蛋白酶编码序列,克隆到pet28a质粒中构建HIV-1蛋白酶表达载体.阳性克隆转染E.coli BL21 DE3,经IPTG诱导,蛋白酶以包涵体的形式表达,表达量占菌体总蛋白量的40%.包涵体经Triton X-100洗涤后溶解于8M尿素,溶解后的蛋白溶液经sephacyl s-200 H.R分子筛柱纯化后纯度达到90%以上,收集蛋白酶峰稀释复性并通过超滤进行浓缩.经检测,纯化的蛋白酶具有较高的活性.用荧光标记的蛋白酶底物检测不同浓度indinavir对蛋白酶活性的影响,表明该方法可以用于蛋白酶抑制剂的筛选.     

Novel Antiviral Agents Targeting HIV Entry and Transmission

Studies of the mechanism of HIV entry and transmission have identified multiple new targets for drug development. A range of inhibitors have demonstrated potent antiretroviral activity by interfering with CD4-gp120 interaction,coreceptor binding or viral-cell fusion in preclinical and clinical studies. One of these agents,fusion inhibitor enfuvirtide,is already in clinical use. Here we review the progress in the development of specific entry inhibitors as novel therapeutics. The potential of entry inhibitors as topical microbicides to block HIV transmission is also discussed.     

HIV-1整合酶核心区可溶性表达及抑制剂筛选

为了实现HIV-1整合酶蛋白核心区 (central core domain of integrase, IN-CCD) 的可溶性表达,并建立以IN-CCD为靶点的抑制剂体外筛选方法,从包含F185K突变HIV-1 IN基因的质粒中经PCR扩增得到含有F185K突变的IN-CCD基因,克隆到pET28b载体上构建重组质粒pIN-CCD,转化pIN-CCD至E. coli BL21 (DE3)中经IPTG诱导、表达,Ni-亲和层析纯化,获得IN-CCD蛋白。修饰DNA底物,以链亲和素包被的磁珠为载体捕获DNA产物,结合酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测IN-CCD的去整合活性,并筛选以IN-CCD为靶点的抑制剂。结果表明重组蛋白IN-CCD实现了高效可溶性表达,纯化后蛋白纯度达95%。建立的ELISA可以检测IN-CCD的去整合活性,且方法特异性和灵敏度好,可以实现高通量抑制剂筛选。从100个样品中筛选得到5个具有初步抑制IN-CCD去整合活性的样品。