杆状病毒用于哺乳动物细胞快速高效表达外源基因的研究

现已发现杆状病毒可进入某些培养的哺乳动物细胞,这提示可将杆状病毒作为一种对哺乳动物细胞的新型基因转移载体。对杆状病毒转移载体的改造及对哺乳动物细胞的基因转移方式进行了进一步的研究。以绿色荧光蛋白基因为报告基因,利用Bac-to-Bac系统构建了分别含有正向和反向CMV启动子表达盒的两种重组杆状病毒。可观察到CMV启动子在Sf9细胞中可启动报告基因的表达,但表达效率较低。用重组杆状病毒感染后Sf9细胞的培养上清直接与HepG2细胞作用,以流式细胞术检测基因转移效率及荧光表达强度,发现这两种病毒在相同的感染复数下对HepG2细胞具有相似的基因转移及表达效率。同时,利用流式细胞术进一步研究了直接使用重组杆状病毒感染4d后Sf9细胞的培养上清对哺乳动物细胞进行基因转移的方法。通过对HepG2细胞的实验结果显示,将带毒Sf9细胞培养上清(1.2×10⁷PFU/mL)用哺乳动物细胞培养基1倍稀释后,37℃下孵育靶细胞12h(moi=50),可达到较高的基因转移及表达效率,同时不会对细胞造成明显损伤。将重组杆状病毒与脂质体和逆转录病毒这两种系统对HepG2及CV1细胞的基因转移效率进行了比较,结果发现在同样未经浓缩等特殊处理的条件下重组杆状病毒对这两种细胞的基因转移效率是最高的。因此可以认为,经过适当改造后的Bac-to-Bac重组杆状病毒系统可作为一种对哺乳动物细胞简便高效的基因转移表达载体。     

gfp基因标记的重组杆状病毒对棉铃虫幼虫的侵染历程

 用携带杆状病毒极晚期多角体蛋白基因启动子驱动gfp表达的重组病毒rHa FGP感染棉铃虫三龄幼虫 .在感染后不同时间取样 ,分离不同组织 ,制片 ,置于倒置荧光显微镜下观察基因的表达 .结果发现 ,随着感染时间的推移 ,荧光产生的部位出现更替 ,随后荧光强度也发生相应的变化 .从荧光出现的先后初步推断出杆状病毒对昆虫幼虫的侵染路线 :中肠上皮→血淋巴→气管系统→脂肪体 真皮 .在幼虫感染后 12h荧光即出现于中肠细胞中 ,表明此时已有极晚期蛋白表达 .说明利用杆状病毒极晚期基因启动子驱动苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因 (cry)表达 ,从而提高杆状病毒的杀虫毒力是可行的     

杆状病毒转导不同哺乳动物骨髓来源间充质干细胞

杆状病毒作为一种新型基因载体,若能有效转导不同哺乳动物骨髓来源间充质干细胞(bone marrow-derived mesenchymal stem cells, BMSCs),将会成为干细胞基因修饰研究领域中更理想的一种基因载体.本文探讨了重组杆状病毒(BacV-CMV-EGFP)对不同哺乳动物BMSCs的转导效率.体外原代培养小鼠、大鼠、猪、恒河猴及人的BMSCs.用培养3代以上的哺乳动物BMSCs进行病毒转导实验,转导2d后用倒置荧光显微镜观察绿色荧光蛋白在不同哺乳动物BMSCs中的表达,并用流式细胞仪检测重组杆状病毒对不同哺乳动物BMSCs的转导效率.结果显示:原代培养的小鼠、大鼠、猪、恒河猴及人的BMSCs于体外传代3次以上后,细胞呈现较均一的梭形,漩涡状生长;倒置荧光显微镜观察显示,与小鼠、大鼠、猪的BMSCs相比,恒河猴及人有更多BMSCs表达绿色荧光蛋白,且荧光强度较强;杆状病毒对小鼠、大鼠、猪、恒河猴及人的BMSCs的转导效率分别为(21.21±3.02)%、(22.51±4.48)%、(39.13±5.79)%、(71.16±5.36)%及(70.67±3.74)%.上述结果表明,重组杆状病毒对不同哺乳动物BMSCs的转导效率不同,对恒河猴及人的BMSCs转导效率较高,说明重组杆状病毒可作为人或灵长类动物BMSCs基因修饰研究领域中更理想的基因载体.     

电穿孔转染重组杆状病毒到昆虫细胞的研究

目前转染细胞时常用阳离子脂质体如Cellfectin,这种方法成本高,效果不稳定,而用电穿孔转染外源基因到昆虫细胞的文献报道极为少见.构建重组杆状病毒基因组GFP/BAC,用电穿孔法和脂质体法转染到昆虫细胞Sf9中,比较两种方法的转染效率.研究发现,两者转染效率分别为86.14%和86.53%.两种转染方法的子代重组杆状病毒能够继续转染Sf9细胞,荧光强度无明显差异.电穿孔转染效率与脂质体转染接近,但电穿孔法操作简便,周期较短,成本很低.     

HeLa细胞表达分泌重组eGFP—DPF-1在卵母细胞上的定位

将兔输卵管蛋白(DPF-1)基因连结于增强型绿色荧光蛋白(eGFP)基因5′端,构建了真核表达重组质粒(pEGFP-N1／DPF-1),转染HeLa细胞,获得稳定表达分泌融合蛋白eGFP—DPF-1的HeLa细胞株。该融合蛋白呈现的分子量达120KD,提示经翻译后修饰。取兔卵母细胞-卵丘细胞复合物(COC)、去除卵丘细胞后的卵母细胞或输卵管内的卵母细胞,与该株细胞共培养或培养于该株细胞条件培液中,观察兔输卵管蛋白在兔卵母细胞上的分布。结果显示DPF-1大量结合于卵母细胞透明带,先结合于透明带内层,然后维持在内层多外层少的分布状态上;在卵母细胞质膜表面则呈点状均匀分布。DPF-1在卵母细胞上的分布不受其周围颗粒细胞的阻碍,且颗粒细胞上未见有DPF-1结合的痕迹。本实验首次证实体外真核细胞表达分泌的输卵管蛋白能与卵母细胞结合,并借助绿色荧光蛋白作为示踪信号体外直接观察到该表达产物在卵母细胞上的动态分布,为进一步深入分析输卵管蛋白的功能提供了线索,也为研究输卵管内其他蛋白在配子／早胚上定位提供了可行的办法。     

杆状病毒对不同哺乳动物细胞基因转移及表达效率的研究

研究已证实杆状病毒可进入某些哺乳动物细胞,这提示了可将重组杆状病毒作为一种对哺乳动物细胞的新型基因转移载体。利用已构建的重组杆状病毒BacV-CMV-EGFPA,以含病毒的Sf9细胞培养上清同时孵育多种哺乳动物细胞,利用流式细胞术检测报告基因在不同细胞株中的转移效率及表达效率。共使用了20种哺乳动物细胞株,其中有12种人类组织细胞,7种小鼠组织细胞,1种猴组织细胞。实验结果显示携带CMV启动子的重组杆状病毒可有效进入多数哺乳动物细胞,其中对人、猴来源细胞的基因转移效率显著高于对鼠源细胞,对贴壁细胞的基因转移效率显著高于对悬浮细胞。同时,通过脂质体LipofectAMINE将携带有CMV启动子和EGFP基因的哺乳动物细胞表达质粒pCDNA3-1-EGFP分别转染部分特别是被认为杆状病毒进入能力较低的细胞株,结果显示CMV启动子在这些细胞中均可有效引导EGFP基因的表达,因此认为携带了CMV启动子的重组杆状病毒对不同哺乳动物细胞基因转移效率能基本反映出杆状病毒对不同种哺乳动物细胞的进入能力。通过综合比较携带CMV启动子的杆状病毒对不同种属及组织来源细胞的基因转移及表达效率,可看出杆状病毒对灵长类动物贴壁细胞的基因转移及表达效果是较好的,而对小鼠来源的细胞及悬浮培养细胞却并不十分理想,这表明将重组杆状病毒作为一种对哺乳动物细胞的基因转移工具,仍有其局限性,不一定对所有的细胞都合适,在应用时应予以充分考虑。     

IL—2重组杆状病毒载体的构建及表达

将人白细胞介素２（ＩＬ－２）ｃＤＮＡ插入苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒（ＡｃＮ－ＰＶ）的转移载体ｐＶＬ１３９２中。经限制性酶切和ＤＮＡ杂交筛选、鉴定出重组转移载体ｐＶＬ１３９２－ＩＬ２。重组载体通过在昆虫细胞内共转染将ＩＬ－２ｃＤＮＡ转移到野生型ＡｃＮＰＶＤＮＡ中。经３２Ｐ标记探针鉴定出重组病毒Ａｃ１３９２－ＩＬ２。用重组病毒感染昆虫细胞,结果表达产物有明显刺激ＣＴＬＬ细胞生长,［３Ｈ］－ＴｄＲ掺入法检测ＩＬ－２活性为１５００ＩＵ／ｍ１。     

重组杆状病毒转导恒河猴骨髓间充质干细胞

[目的]研究重组杆状病毒(Bac-CMV-EGFP)能否能有效转导恒河猴骨髓间充质干细胞(rhesus Bone marrow-derived Mesenchymal Stem Cells,rBMSCs),及杆状病毒转导后对细胞活力,增殖及分化能力的影响.[方法]体外原代培养rBMSCs,不同剂量的杆状病毒转导3代以后的细胞,并用流式细胞仪分别检测其转导效率.在较高的杆状病毒转导效率下,检测rBMSCs细胞活力,增殖及分化能力,并与正常对照组细胞进行比较.[结果]杆状病毒在感染指数(Multiplicity Of Infection,MOI)为300v.g/cell,孵育温度为25度,孵育时间为4h的转导条件下,对rBMSCs转导效率可达80%左右.进一步检测后发现,高效转导杆状病毒后的rBMSCs的细胞活力,增殖及分化能力与未转导病毒细胞组无明显变化.[结论]重组杆状病毒可安全有效地基因修饰rBMSCs,且不影响其生物特性,为今后的体内基因治疗灵长类动物模型试验奠定了基础.     

应用离心方法提高杆状病毒对哺乳动物细胞转导实验效率

重组杆状病毒作为一种对哺乳动物细胞的新型基因转移载体已获得了日益广泛的应用。为进一步提高转导实验的效率,本研究利用已构建的带有CMV启动子-增强型绿色荧光蛋白(eGFP)表达盒的重组杆状病毒BacV-CMV-EGFPA,在CV-1细胞中探索了应用离心方法提高转导实验效率的可行性。结果显示离心方法可显著提高单位时间内重组杆状病毒对哺乳动物细胞的转导效率,同时不会对靶细胞造成损伤。通过对离心时间、离心后孵育时间、病毒上清的稀释缓冲液的进一步摸索优化,结果显示病毒上清以PBS为稀释缓冲环境室温600g水平离心1h即可获得高水平的转导效率,优于在PBS环境中27℃孵育8h的效果。该方法可在获得高转导效率的同时显著缩短实验时间,具有快捷、高效、低损伤的特点,可作为一种常规操作方法用于日常实验。本研究进一步应用该方法对多种不同来源和类型的哺乳动物细胞株进行基因转导,结果显示该方法可适用于多数不同种属和组织来源的哺乳动物细胞,其中对贴壁细胞的效果最为显著。     

EGFP基因在粉纹夜蛾细胞中的高效表达

绿色荧光蛋白（ｇｒｅｅｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎ,ＧＦＰ）基因是从一种水母体内分离的新型报告基因（ｒｅｐｏｒｔｇｅｎｅ）（Ｃｈａｌｆｉｅ等,１９９４）,其编码的、由２３８个氨基酸组成的ＧＦＰ是一种对光稳定的可溶性蛋白,在长波紫外光或蓝光激发下就能发出绿色荧光,而不需添加任何酶或底物,因而检测十分方便快速,无背景干扰。同时ＧＦＰ也是目前唯一能在异源细胞内表达后自发产生荧光的蛋白质。ＥＧＦＰ基因是由野生型ＧＦＰ基因经人工改造后更适合于在真核细胞中表达的突变体,基因编码区长７１７ｂｐ,编码…     

杆状病毒转移载体的构建及绿色荧光蛋白在斜纹夜蛾幼虫中的表达

为构建斜纹夜蛾核型多角体病毒 （SpltMNPV）的重组病毒,以该病毒日本C3株基因组DNA为PCR扩增模板,根据GenBank SpltMNPV中国G2株基因序列,设计了两对引物分别扩增多角体蛋白基因的5′端侧翼序列（含启动子）和3′端侧翼序列（含终止子）,将这两个片段依次克隆于pUC18质粒载体后,再将绿色荧光蛋白(GFP)基因亚克隆到上述载体的多角体蛋白基因启动子和终止子之间,获得转移载体pSplt-gfp。将pSplt-gfp与野生型SpltMNPV 基因组DNA共转染Spli细胞,通过同源重组和有限稀释法筛选,获得了以gfp基因替代多角体蛋白基因的重组病毒SpltMNPV-gfp。SpltMNPV-gfp感染Spli细胞和斜纹夜蛾幼虫,分别在感染24h和48h后可发现绿色荧光蛋白的表达。该重组病毒的获得,为建立斜纹夜蛾核型多角体病毒表达体系奠定了基础。     

BIV—1—gp120在重组杆状病毒系统中的表达

将中国株ＨＩＶ－１Ｂ亚型ｇｐ１２０全基因序列克隆到杆状病毒转座载体ｐＦａｓｔＢａｃＩ中多角体启动子下游,构建成重组转座载体ｐＦａｓｔＢａｃＩ－ｇｐ１２０,利用细菌／杆状病毒（Ｂａｃ ｔｏ Ｂａｃ）表达系统筛选重组杆状病毒,在昆虫细胞Ｓｆ９中高效表达了ＨＩＶ－１的外膜糖蛋白ｇｐ１２０,ＳＤＳ－ＰＡＧＥ和Ｗｅｓｔｅｒｎ ｂｌｏｔ分析结果一致,证明表达了２种糖基化程度不同的ｇｐ１２０。     

重组人PLCζ蛋白在昆虫细胞/杆状病毒表达系统内的表达、纯化及活性测定

PLCζ是PLC家族的一种新型同工酶,在哺乳动物卵母细胞激活中起着极其重要的作用。近年来,体外大量表达和纯化有活性的PLCζ蛋白用于结构生物学研究一直未能获得成功。本研究首次在杆状病毒表达系统中表达和纯化重组人PLCζ蛋白,首先将人PLCζ基因克隆至pFastBac-HTA质粒构建重组载体,转化DH10Bac发生位点特异性转座,经抗性和蓝白斑筛选,获得重组穿梭质粒Bacmid-PLCζ;在脂质体介导下将穿梭质粒转染Sf9昆虫细胞产生重组病毒,扩增病毒感染Sf9昆虫细胞进行蛋白表达;利用Ni~(2+)亲和柱及分子筛来纯化蛋白,并通过考马斯亮蓝染色、Western blotting及飞行时间质谱对蛋白进行鉴定,并进行酶活性测定。结果显示重组蛋白在Sf9昆虫细胞感染杆状病毒后72 h达到峰值并以分泌形式表达在细胞培养基中,Ni~(2+)亲和柱及分子筛纯化后的重组蛋白经Western blotting及电离飞行时间质谱鉴定为PLCζ蛋白,酶活性可达326.8 U/mL。该实验结果为重组人PLCζ蛋白大规模生产和生物医学应用研究提供了可参考利用的技术。     

杆状病毒-昆虫细胞表达系统在复合体重组表达应用中的研究进展

真核细胞大部分生命活动是通过复合体催化的。因此,系统了解这些复合体的生物学功能,将在健康和疾病方面具有重要意义。由于内源性复合体存在低丰度和异质性特点,因而直接提取复合体存在一定的困难。杆状病毒-昆虫细胞表达系统可成功表达复合体,为研究复合体的结构和功能提供新的手段。综述近年来利用杆状病毒-昆虫细胞表达系统进行蛋白质复合体结构和功能研究的进展。     

核衣壳蛋白VP39融合TAT转导肽对杆状病毒转导哺乳动物细胞的影响

为了提高昆虫杆状病毒在哺乳动物细胞中转导基因的效率,构建了重组杆状病毒AcRed-tat和AcRed。两者都能在哺乳动物细胞内表达红色荧光蛋白作为报告基因。同时,AcRed-tat带有HIV-1Tat转导肽、病毒主要衣壳蛋白基因vp39及增强型绿色荧光蛋白(egfp)三者的融合基因,并由杆状病毒多角体启动子表达,能够在昆虫细胞中表达该Tat融合蛋白,并掺入子代病毒粒子。而AcRed作为相应的对照病毒,带有多角体启动子表达vp39和egfp的融合基因。2株病毒分别转导哺乳动物细胞后,利用流式细胞仪检测报告基因的表达水平,发现在CHO和Vero细胞中AcRed-Tat介导的报告基因表达水平明显高于AcRed,而在HEK293细胞中2株病毒介导的报告基因表达水平差异不显著。结果表明Tat转导肽可以提高杆状病毒对一部分哺乳动物细胞的转导效率,为改进杆状病毒-哺乳动物细胞转导载体提供了新的思路。     

构建基于杆状病毒的BV-T7杂合表达体系及利用其在哺乳动物和禽类细胞中表达eGFP基因

【目的】研究重组杆状病毒BV-T7杂合表达体系能否有效转导禽类细胞并在禽类细胞中表达外源基因(eGFP),从而构建能在禽类细胞中高效稳定表达外源基因的重组杆状病毒表达系统。【方法】本研究利用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统,结合T7表达系统,通过对eGFP表达水平的调控来把握噬菌体T7 RNA聚合酶(T7 RNAP)的功能。利用两支重组杆状病毒,pFastBac-CMV-T7 RNAP重组杆状病毒为哺乳动物细胞启动子CMV调控的噬菌体T7 RNA聚合酶的cDNA;pFB-T7pro-IRES-GFP-T7ter重组杆状病毒为T7启动子控制的eGFP报告基因。将两支重组杆状病毒共同侵染哺乳动物OL(oligodendrocyte)细胞、鸡胚成纤维细胞和鸡胚骨骼肌细胞。【结果】两支重组杆状病毒利用T7启动子和T7 RNAP,在OL细胞、鸡胚成纤维细胞和鸡胚骨骼肌细胞中成功表达eGFP报告基因,而且未引起细胞病变,但在鸡胚原代细胞中eGFP的表达相对弱于在OL细胞中的表达。在OL细胞中重组杆状病毒对细胞的转导效率为59.5%,在鸡胚成纤维细胞和鸡胚骨骼肌细胞中转导效率分别为23.2%和33.1%。【结论】本研究构建的基于杆状病毒、T7RNA聚合酶、T7启动子(BV-T7)杂合表达体系能够在哺乳类细胞及禽类细胞中表达T7 RNAP,并利用T7RNAP继续高效而稳定地表达外源基因。这为难于体外操作的RNA病毒提供了有效的研究方法,并对新型基因工程疫苗的研制提供了一个高效而稳定的表达载体系统。     

CVB对OL细胞和OL/BDV细胞I型IFN信号转导途径的影响

探讨柯萨奇病毒(coxsackievirus, CVB)对人类少突胶质细胞(oligodendrocyte, OL)和博尔纳病病毒(Borna disease virus, BDV)持续感染的OL细胞(OL/BDV)中I型干扰素(interferon, IFN)、microRNA-155(miR-155)表达以及干扰素调节因子(interferon regulatory factor, IRF)7细胞定位的影响。CVB感染OL细胞和OL/BDV细胞0、2、4、6、12和24 h,qPCR检测I型IFN mRNA和miR-155表达水平。OL细胞和OL/BDV细胞分别转染IRF7-EGFP质粒,CVB感染4 h,观察IRF7细胞定位情况。CVB感染OL细胞2、4、12和24 h,IFN-αmRNA和miR-155表达水平显著增加,IFN-βmRNA表达水平在4、12和24 h显著增加;CVB感染OL/BDV细胞IFN-α和IFN-βmRNA表达水平除0 h均显著增加,但miR-155表达仅在12和24 h显著增加。CVB感染OL细胞和OL/BDV细胞4 h,IRF7绿色荧光蛋白由细胞浆转移至细胞核内。综上所述,CVB可诱导OL细胞和OL/BDV细胞I型IFN、miR-155的表达,促进IRF7入核,从而激活I型IFN信号转导途径。     

重组杆状病毒表达尼帕病毒融合蛋白和受体结合蛋白的研究

构建了表达尼帕病毒(Nipah virus,NiV)囊膜功能糖蛋白F和G的重组杆状病毒rBac-NF、rBac-NG。Western-blot证实大小分别为61kD和66kD的重组融合蛋白(rNF)和受体结合蛋白(rNG)分别在rBac-NF、rBac-NG感染的昆虫细胞中获得表达,并且rNF前体F0可在昆虫细胞内进一步有效裂解为F1(~49kD)和F2;采用兔抗NiV病毒高免血清间接免疫荧光检测重组杆状病毒表达F和G蛋白显示出良好的特异免疫反应原性。以rBac-NF、rBac-NG感染的昆虫细胞裂解液稀释后直接包被ELISA板,间接ELISA检测兔抗灭活NiV全病毒高免血清中的F和G蛋白特异性抗体,同样具有良好的敏感性和特异性;以rBac-NF和rBac-NG感染昆虫细胞培养物直接免疫BALB/c小鼠,可诱导显著的NiVF和G蛋白特异体液免疫反应,产生的特异抗体可有效中和NiV囊膜蛋白F和G介导的伪型VSV重组病毒侵入NiV易感宿主细胞的感染性。结果表明,杆状病毒表达重组F和G蛋白抗原具有替代NiV全病毒,作为安全、经济、敏感和特异的诊断抗原的潜力,并为重组病毒亚单位疫苗防制尼帕病毒性脑炎的探索研究奠定了基础。     

杆状病毒介导的哺乳动物细胞基因转移及其影响因素

杆状病毒作为优良的哺乳动物细胞基因转移载体已在基因治疗、疫苗开发、药物筛选以及基因调控研究等方面发挥巨大作用。但杆状病毒对哺乳动物细胞的嗜性不够广泛、转导效率和转基因表达水平偏低,以及表达持续时间短暂等问题制约其进一步发展,因此如何突破这个制约的瓶颈成为学者们新的关注焦点。针对以上问题,围绕杆状病毒介导哺乳动物细胞基因转移的各种影响因素进行综述。