HPD基因启动子报告基因载体构建与转录活性分析

目的:HPD是一种酪氨酸分解代谢途径中的关键酶,特异表达于肝脏。目前对HPD的研究主要集中在HPD与酪氨酸血症等疾病的关系上,而对其转录调控的报道较少,并且对HPD在肝脏中特异性表达的转录调控机制尚不清楚,也未见报道。通过构建HPD基因启动子荧光素酶报告基因载体,检测其在肝源细胞中的特异转录活性,进而揭示其肝脏特异性表达的调控机制。方法:运用UCSC在线数据库分析人HPD基因组结构,并获得其5'端上游启动子区域-2000~+39bp的DNA序列。以人的肝癌细胞Hep G2基因组DNA为模板,利用PCR扩增该序列,并克隆到p GL3-Basic荧光素酶报告基因载体上。通过设计不同引物,进一步构建系列缺失体,共获得7个不同长度的荧光素酶报告基因载体。将构建的载体分别转染Hep G2、L02及HEK293细胞,通过双荧光素酶活性分析实验检测不同缺失体的转录活性。结果:报告基因实验结果显示-600~-400区域在肝源细胞系Hep G2和L02细胞中具有较强转录活性,而在HEK293细胞中活性较低,-400~+39区段则在两种细胞中均有转录活性。生物信息学分析结果显示-600~-400区域内存在较多肝脏特异性转录因子结合位点。结论:成功构建了HPD基因启动子荧光素酶报告基因载体,发现-600~-400存在调控HPD肝脏特异表达的关键元件,为进一步深入揭示HPD肝脏特异性表达的转录调控机制奠定了理论基础。     

猪ESRRB启动子克隆及其调控活性检测

Esrrb(Estrogen related receptorβ)属于雌激素受体家族,是一类在胚胎早期外胚层细胞中表达并对干细胞多能性维持起重要作用的基因。为了探索猪ESRRB的表达和转录调控机制,克隆了3.3 kb ESRRB启动子片段,构建了相应的报告载体。并将报告载体分别转染293T人胚肾细胞、Hela人宫颈癌细胞和小鼠C2C12成肌细胞。通过TFSEARCH和JASPER方法对ESRRB启动子潜在的转录调控位点进行分析,发现该启动子上有SMAD、STAT3、MYC、KLF4等多能转录因子的结合位点。将相应的转录因子与ESRRB启动子共转染,并检测报告基因荧光素酶的活性。结果显示猪ESRRB启动子具有明显的组织特异性调控,同时SMAD对ESRRB启动子活性有较明显的调控作用。进一步对3.3 kb片段进行了一系列的缺失,发现猪ESRRB核心区域位于5′上游的-25 bp和-269 bp之间。研究结果表明猪ESRRB启动子上潜在的转录因子结合位点及启动子核心区域是参与调控ESRRB表达的重要序列。     

人类RELM-beta基因启动子的结构与功能分析

为克隆人类抵抗素样分子β（resistin-like molecule beta, RELMβ）基因的上游启动子序列,并观察其不同截短片段的启动子活性,以人类基因组DNA为模板,通过PCR扩增方法获得-871～+50 bp、-729～+50 bp、-471～+50 bp、-438～+50 bp、-371～+50 bp大小的RELMβ启动子片段,将其定向克隆入pGL3-Basic载体,构建荧光素酶报告基因载体,并制备转录因子CDX-2结合位点的突变或缺失体.在阳离子脂质体的介导下,报告基因载体分别瞬时转染人胚肾293细胞、结肠癌HCT116和SW480细胞、宫颈癌HeLa细胞.结果发现,各RELMβ启动子片段在293、HCT116、SW480细胞中均有活性,但在HeLa细胞中活性缺失;-471～-438 bp区存在RELMβ启动子的核心调控元件.针对该区域CDX-2转录因子结合位点进行突变,能导致RELMβ启动子活性显著降低;凝胶电泳迁移率实验表明,该区段能结合CDX-2.结果提示,成功克隆了具有活性的RELMβ启动子序列,CDX-2为其重要的转录因子,为研究RELMβ基因的转录调控机制奠定了实验基础.     

大鼠NKx6.1启动子克隆及特异性表达分析

旨在构建大鼠NKx6.1启动子的报告载体,验证转录因子T3R对NKx6.1启动子的调控活性。用PCR扩增大鼠脑组织NKx6.1的5'上游启动子片段2.4 kb,应用生物信息学方法预测该片段上潜在的转录因子T3R结合位点,根据不同的结合位点作系列截短,获得3段长度不等的启动子缺失片段,分别克隆到荧光素酶报告基因表达质粒(p GL3-Basic)上,构建相应的报告载体。将报告载体和T3R共转染大鼠星形胶质细胞(rat astrocytes,RA),并检测报告基因荧光素酶的活性。结果显示,成功构建大鼠NKx6.1启动子报告载体,双荧光素酶报告基因活性检测表明T3R对NKx6.1启动子有明显调控作用,其中-1 887 bp-1 507 bp活性最高,即存在关键顺式调控元件。克隆并筛选出启动子核心区域,揭示了甲状腺激素对大鼠NKx6.1的表达调控机制。     

人Cuedc2启动子区的克隆与鉴定

目的:克隆并鉴定和分析人Cuedc2启动子,为进一步研究其转录调控机制和功能提供实验基础。方法:对Cuedc2基因翻译起始位点上游约2000bp的序列进行在线生物信息学分析,使用PCR技术扩增该序列并测序,将扩增获得的该片段定向克隆入PGL-3basic载体中,构建荧光素酶报告基因质粒Cuedc2-luc。荧光素酶分析检测启动子的活性。结果:本实验成功构建了含有Cuedc2基因启动子序列的荧光报告系统,经体外验证该报告基因重组载体具有转录活性。结论:本实验所构建的Cuedc2基因启动子报告基因载体,为进一步研究Cuedc2基因的转录调控及其功能奠定了基础。     

人CLDN10a启动子的克隆及活性分析

CLDN基因家族编码构成细胞间紧密连接的主要跨膜蛋白Claudins,在维持细胞极性、信号转导和恶性肿瘤复发转移中发挥重要作用。CLDN10基因属于CLDN家族,有包括CLDN10a在内的多个转录本。本研究利用多种生物信息学方法分析CLDN10a的5′侧翼序列的特征和转录因子结合位点,采用基因合成、PCR扩增和分子克隆构建5′缺失的不同长度的CLDN10a启动子荧光素酶报告基因载体,瞬时转染HEK-293T细胞,通过双荧光素酶报告基因系统检测不同长度片段的启动子活性。生物信息学分析结果显示,CLDN10a的上游转录调控区序列(-2 000～+460 bp)含有TATA box、GC box和CAAT box,存在1个CpG岛,有4个启动子位置,有1个RNA聚合酶Ⅱ核心启动子;MatInspector和Jaspar分析发现,有75种可能的转录因子结合位点(评分≥0.99)。PCR和测序结果显示,成功构建了6个不同长度的CLDN10a启动子的双荧光素酶报告基因质粒。荧光素酶活性检测表明,-1 890～-1 100 bp、-1 000～-890 bp、-890～-150 bp和-150～+4...     

棉铃虫细胞色素P450基因CYP9A17v2核心启动子区缺失分析

CYP9A17v2的过量表达与棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性相关。为了研究CYP9A17v2表达调控机制, 对CYP9A17v2核心启动子区域的功能进行了分析;构建了含荧光素酶报告基因和CYP9A17v2启动子不同长度缺失片段(-1 095~+43)的重组质粒, 转染Sf9细胞瞬时表达后用双荧光素酶报告基因检测系统检测启动子活性。功能分析结果表明: 所有的7个缺失片段均具有启动子活性, -197~+43启动子区域的转录活性最高。在CYP9A17v2基因5′-调控区-197~-113区域内可能存在转录增强因子的结合位点, 而在-1 095~-197区域内可能存在转录抑制因子的结合位点。本研究为探索棉铃虫CYP9A17v2过量表达的转录调控机理奠定了重要基础。     

人转化生长因子-β2启动子区低氧反应元件突变体报告基因的构建

目的:构建人转化生长因子-β2(Transforming growth factor-β2,TGF-β2)启动子区低氧反应元件(hypoxia responsive element,HRE)突变体报告基因.方法:利用重叠延伸PCR技术,以人TGF-β2启动子区报告基因(TGF-β2-pGL3-Basic)为模板,对TGF-β2启动子区(-270bp～ 280bp)-114 bp、-73bp、-49bp、-4bp和-73/-49bp位点的低氧反应核心序列5'-RCGTG-3'分别进行定点突变,然后将此突变片段插入荧光素酶报告载体pGL3-Basic进行基因测序.结果:各突变载体的测序结果与预期完全一致.结论:人TGF-β2启动子区HRE突变体报告基因构建成功,为今后进一步研究TGF-β2的低氧调控奠定了基础.     

呼吸道黏蛋白5AC基因转录表达的顺式调控元件分析

目的：探讨呼吸道黏蛋白（mucin,MUC）5AC基因5'上游序列顺式调控元件在中性粒细胞弹力酶(neutrophil elastase , NE)诱导MUC5AC基因转录表达的调控机制。方法：应用DNA重组技术,构建含萤光素酶报告基因和MUC5AC启动子不同长度片段的嵌合质粒。采用定点突变技术,在嵌合质粒的基础上构建MUC5AC启动子区特殊蛋白（specificity protein）-1和核因子(nuclear factor, NF)-κB结合位点单独突变体,并测定NE刺激的转染细胞荧光素酶相对活性。结果：成功构建了4种含有不同长度MUC5AC基因启动子序列的荧光索酶报告基因质粒。含有启动子序列-1330bp、-689bp、-324bp的嵌合质粒荧光素酶相对光强度较对照组均显著增加,而含有启动子序列-64bp的嵌合质粒荧光素酶相对光强度与对照组相比差异无统计学意义。NE可诱导含有MUC5AC启动子区NF-кB结合位点单独突变体（pGL3E-MUC5AC-NF-кB-MU）荧光素酶相对光强度增加,而NE不能诱导Sp-l结合位点单独突变体（pGL3E-MUC5AC-SP-1-MU）荧光素酶表达增加。结论：MUC5AC 5'上游序列中-324～-64位点存在参与NE诱导MUC5AC基因表达的重要调控元件,位于此区域的顺式作用元件Sp-1位点在NE诱导MUC5AC基因表达机制中起重要作用,该位点可能作为靶向性基因治疗的关键调控元件。     

含VEGF启动子的报告基因的构建及雌激素受体对其活性的影响

目的：构建含血管内皮生长因子（VEGF）基因启动子的荧光素酶报告基因载体,并检测其在雌激素受体作用下的转录活性。方法：以乳腺癌细胞系MCF-7基因组为模板,扩增VEGF启动子片段,克隆到荧光素酶报告基因载体pGL3-basic中。用脂质体介导的基因瞬时转染法,将重组正确的报告基因载体转染293T细胞,检测重组质粒中荧光素酶报告基因的表达。结果：酶切鉴定和DNA序列分析表明构建了正确的pGL3-basic—VEGF报告基因载体;转录活性实验表明构建的报告基因载体具有启动子活性,雌激素受体α（ERα）能以剂量依赖的方式升高VEGF启动子调控下的报告基因的转录。结论：克隆了VEGF启动子,为ERα共调节子的功能研究奠定了基础。     

儿童孤独症相关基因NRXN1β启动子功能分析

Neurexins是神经特异性突触蛋白,Neurexin1β结构的异常与孤独症密切相关。为分析孤独症相关基因NRXN1β最小启动子和调节基因转录的功能元件,本文构建了含NRXN1β基因上游调控区不同区域的荧光素酶报告基因质粒,转染HEK293细胞后,利用检测双荧光素酶报告基因的转录活性以确定NRXN1β基因最小启动子区,进而筛选出相应的显著增强或抑制报告基因活性的功能区;同时,为鉴定顺式作用元件,利用基因定点突变技术对基因功能区内和临近DNA序列进行连续的碱基突变;最后,采用转录因子预测工具对启动子功能区内的转录调控元件进行分析。结果首次发现NRXN1β最小启动子区位于?88~+156 bp,?88~?73 bp和+156~+149 bp可增强启动子活性,+229~+419 bp可抑制启动子活性,且?84~?63 bp为能够显著性增强启动子活性的顺式作用元件,该区域可能存在DBP(Albumin D-site-binding protein,DBP)和ABF1(Autonomously replicating sequence-binding factor 1,ABF1)两个转录因子结合位点。     

人apoA-Ⅰ基因启动子转录上调剂筛选系统的建立与应用

PCR扩增含有apoA-Ⅰ基因的转录调控序列的启动子片断（376 bp）,克隆入含有荧光素酶报告基因和新霉素抗性基因的pGL3B-neo载体中,构成受apoA-Ⅰ启动子调控的重组报告基因质粒pGL3B-neo：：apo,稳定转染人肝癌细胞株HepG2。通过细胞有限稀释法筛选稳定表达荧光素酶活性的细胞株SAPOA-Ⅰ。经apoA-Ⅰ转录调控因子PPARα激动剂的鉴定和细胞接种密度、溶剂使用浓度等条件的优化,成功建立了靶向apoA-Ⅰ基因启动子转录活性的报告基因筛选体系。应用该体系对400多种降脂中药提取物进行筛选,泽泻、罗布麻叶、山楂等提取物显示出较好的上调活性,与文献报道采用动物模型研究的结果一致。     

AMPK激活通过负性调控C/EBPβ抑制小鼠心脏成纤维细胞TGFβ1表达

腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)激活具有抗纤维化的作用,但其具体机制仍不十分清楚。本研究拟在心脏成纤维细胞中,明确AMPK激活对血管紧张素Ⅱ(angiotensin Ⅱ,AngⅡ)引起的转化生长因子β1(transforming growth factor-β1,TGFβ1)表达的作用及其具体机制。分离培养成年小鼠心脏成纤维细胞,酶联免疫吸附实验检测TGFβ1蛋白表达,免疫印迹实验检测AMPK活性和CCAAT/增强子结合蛋白β(CCAAT/enhancer-binding proteinβ,C/EBPβ)表达,双荧光素酶报告基因实验检测TGFβ1转录活性。结果显示,给予AMPK激活剂AICAR预处理可以抑制AngⅡ引起的TGFβ1产生增加,这一抑制作用可被AMPK抑制剂Compound C逆转。生物信息学分析显示在小鼠Tgfb1启动子区存在C/EBPβ转录因子可能的结合位点。双荧光素酶报告基因实验表明,对于转染Tgfb1启动子区序列质粒的小鼠胚胎成纤维细胞,AngⅡ可以增加TGFβ1转录活性;但是对于转染缺失C/EBPβ结合位点的Tgfb1启动子区序列质粒的细胞,AngⅡ则不能增加其转录活性,提示C/EBPβ介导了AngⅡ引起的TGFβ1转录表达。进一步免疫印迹实验显示,AICAR可以抑制AngⅡ引起的C/EBPβ增加。上述结果表明,AMPK激活可以抑制AngⅡ引起的TGFβ1表达增加,其作用机制是通过抑制转录因子C/EBPβ表达,进而抑制TGFβ1表达。该研究结果提示了AMPK抗纤维化作用的一个新机制。     

人LOXL2启动子的鉴定与初步分析

LOXL2（lysyl oxidase like 2）是赖氨酰氧化酶（LOX）家族的一个重要成员,不仅可促进细胞外基质中胶原蛋白和弹性蛋白的交联,而且在转录调控、细胞信号转导以及细胞粘附等生物学过程中也有重要作用。多篇研究表明,LOXL2在多种肿瘤中高表达,且与多种肿瘤细胞的增殖迁移等生物学行为密切相关。LOXL2的表达调控机制目前仍不清楚。为了进一步研究LOXL2的转录调控机制,本研究克隆鉴定了LOXL2的启动子。首先通过数据库对LOXL2基因结构及潜在启动子区域进行了分析,进而以人的基因组DNA为模板,通过PCR定向克隆策略,构建了5个长度不同并覆盖LOXL2基因转录起始位点附近约1.7 kb的LOXL2基因启动子荧光素酶报告基因重组体。启动子活性分析结果表明,与对照组相比,5个重组体均具有启动子活性(P<0.05),提示LOXL2基因核心启动子定位于转录起始位点附近约185 bp的区域内。转录因子结合位点分析结果表明,LOXL2基因启动子缺乏典型的TATA盒,但含有GC盒以及Sp1、NFkB等潜在的转录因子结合位点。外源转染Sp1表达质粒能显著增强LOXL2基因启动子的活性（P<0.05）,提示Sp1能直接激活LOXL2的转录。     

合浦珠母贝SOX9对Prismalin-14基因的调控研究

目的:研究合浦珠母贝转录因子SOX9对Prismalin-14的转录调控机制。方法:应用在线预测软件PROMO分析Prismalin-14的启动子序列,以预测Prismalin-14启动子上可能的转录因子与其结合位点;运用细胞共转染实验和双荧光素酶报告系统以检测SOX9对Prismalin-14启动子的激活作用;构建Prismalin-14启动子截短体的荧光素酶报告载体,并和SOX9的真核载体共转到HEK-293T细胞中,再进行双荧光素酶报告系统检测Prismalin-14启动子的活性;构建SOX9截短体的真核表达载体,并与Prismalin-14启动子的荧光素酶报告载体共转到HEK-293T细胞中,再进行双荧光素酶报告分析Prismalin-14启动子的活性。结果:SOX9能激活Prismalin-14的启动子的活性,并具有剂量效应;对Prismalin-14启动子进行截短后,不包含结合位点的Prismalin-14启动子的活性是野生型Prismalin-14启动子活性的49%,推测Prismalin-14启动子上的-415bp到-405bp区域是SOX9激活作用的关键区域;对SOX9的SRY-related HMG结构域进行截短后,其对Prismalin-14启动子的激活作用显著减少,因此SOX9结构的完整对Prismalin-14启动子活性的激活作用是必须的。结论:Prismalin-14的转录可能受SOX9调控,为进一步研究合浦珠母贝的转录调控机制提供基础,将有助于从分子水平上理解贝壳形成的上游调控机理。     

IL-13促进肝星状细胞增殖和胶原蛋白表达

肝星状细胞(hepatic stellate cell,HSC)是肝纤维化发展过程中过量细胞外基质的主要来源。该研究首先利用MTT法检测IL-13实验剂量和时间条件下肝星状细胞增殖情况;然后运用RT-PCR技术检测IL-13对人肝星状细胞LX-2细胞系IL-13Rα1、IL-4Rα、TGF-β和Ⅰ型胶原蛋白转录水平的影响;最后通过羟脯氨酸法定量分析各组细胞培养上清液中的胶原蛋白含量。结果发现:IL-13能促进肝星状细胞的增殖;在不改变IL-13Rα1和IL-4Rα转录水平的同时,对TGF-β和Ⅰ型胶原蛋白mRNA的表达以及细胞总胶原蛋白含量的上调作用均呈现出较为明显的剂量和时间依赖性。     

人ACER2基因启动子的鉴定与初步分析

碱性神经酰胺酶2(alkaline ceramidase 2,ACER2)是一个参与脂质类信号分子神经酰胺代谢的酶分子,在细胞增殖、衰老和凋亡等过程中起重要作用。为了进一步研究ACER2基因的转录调控机制,该研究克隆鉴定了ACER2基因的启动子。首先,应用5'RACE(rapid amplification of cDNA ends,cDNA末端快速扩增)技术鉴定了ACER2基因的转录起始位点。然后,通过PCR定向克隆和定点突变策略,构建了三个长度不同的覆盖ACER2基因5'端侧翼区起始密码子ATG上游约1.3Kb区域的一系列ACER2基因启动子荧光素酶报告基因重组体。启动子活性分析表明ACER2基因启动子定位于转录起始位点附近约670 bp的区域内。转录因子结合位点分析结果表明,ZCER2基因启动子含有Sp1、GATA-1和AP-1等潜在的转录因子结合位点,提示Sp1和GATA-1等转录因子可能参与ACER2基因的转录调控。     

从转录水平研究SATB1表达调控的分子机制

目的:研究SATB1 5'转录调控区及3'UTR的调控作用,以阐明SATB1在各肿瘤细胞系中的表达和调控机制.方法:采用半定量RT-PCR分析人乳腺癌细胞系BT549和MCF7、人肺癌细胞系NCI-H-446、QG56和SPC-A1中SATB1的转录水平.并利用Western Blot方法检测各肿瘤细胞系中蛋白表达水平.分别构建SATB1两个转录本5'上游序列驱动的报告基因载体.将栽体瞬时转染QG56及SPC-A1.构建含SATB1基因3'非翻译区(3'UTR)的报告载体,瞬时转染NCI-H446、QG56及SIC-A1.运用双通道荧光素酶报告系统检测荧光素酶活性.结果:在BT549、NCI-H-446、QG56和SPC-A1中检测到SATB1的转录本2,仅在BT549及QG56有转录本1表达;但在NCI-H-446、QG56及SIC-A1中,未检测到蛋白水平的表达.在QG56中,转录本1上游-638～+404序列段荧光素酶活性最高,而在SPC-A1中转录本2上游-1218～+48序列段的荧光素酶活性最高.运用生物信息学分析-638～+404和-1218～+48两个序列段的转录因子结合位点.在NCI-H-446中,含有SATB1 3'非翻译区(3'UTR)报告载体的荧光素酶活性显著低于PGL3 control的活性(P＜0.05).结论:在肺癌细胞中,SATB1的表达与细胞转移能力的高低无关.RT-PCR、荧光素酶活性及生物信息学分析结果的一致表明SATB1的两个转录本分别受其5'上游序列调控.在NCI-H-446中,SATB1的表达受其3'UTR的调控.     

斑马鱼tnfb启动子的克隆和报告基因载体的活性分析

本研究通过采用生物信息学软件预测细胞因子tnfb基因5'上游2 000 bp左右的序列,并预测其相关的转录因子,克隆启动子,构建双荧光素酶报告基因表达载体,经双酶切和测序鉴定,最后通过双荧光素酶报告基因系统检测重组载体的活性。研究发现tnfb的转录因子结合位点为:Oct-1、TBP、GATA-1、RSRFC4、GLO、C/EBPα、NF-资B、ER、Pit-1a、Oct-2、Oct-2.1、RAP1。tnfb的启动子区没有发现Cp G岛,其5'侧翼序列含有与转录密切相关的TATA Box和CAAT Box转录元件。将tnfb的启动子片段插入p GL3-enhancer构建p GL3-tnfb-promoter-enhancer质粒后,质粒经酶切测序显示酶切片段大小一致,序列正确;转染了p GL3-tnfbpromoter的Raw264.7细胞的相对荧光素酶活性高于对照组细胞,双荧光素酶报告基因检测系统证实构建的p GL3-tnfb-promoter-enhancer具有启动子活性。为研究tnfb参与的免疫相关的信号通路之间的调控提供了有力的研究工具。