限定因子诱导胎猪成纤维细胞重编程为多能性细胞

尝试运用限定因子融合蛋白建立猪的诱导多能性干细胞．试验采用Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc四种限定因子经慢病毒表达载体系统介导感染猪胎儿成纤维细胞,对表达外源限定因子的猪胎儿成纤维细胞进行培养传代,逐步分离培养出集落边缘界限清晰的细胞克隆,细胞集落生长状态稳定、核型正常、碱性磷酸酶检测为阳性,免疫细胞化学检测显示,Oct4、Nanog、SSEA-1蛋白表达为阳性,体内能够分化形成含有三个胚层的畸胎瘤．结果证实分离培养的细胞克隆为猪诱导多能性干细胞,为进一步完善诱导方案和深入研究应用猪诱导多能性干细胞奠定了基础．     

过表达Nanog基因的小鼠骨髓间质干细胞对NF-κB表达的影响

核因子κB(nuclear factor kappa B,NF-κB) 的激活被认为与中枢神经系统变性疾病的进展有关。新近报告Nanog能抑制NF-κB的表达,为验证这一发现,通过限制性内切酶酶切和基因重组的方法,构建携带Nanog基因的重组慢病毒表达载体质粒pNL-Nanog-IRES2-EGFP,经PCR检测以及测序鉴定后,在脂质体介导下与包装质粒HELPER、包膜质粒VSVG共转染293T细胞包装生产慢病毒。所获慢病毒感染小鼠骨髓间充质干细胞 (mMSCs) 后,Western blotting法检测在mMSCs中Nanog 基因的表达,PCR、Western blotting和免疫细胞化学法检测NF-κB基因的表达。结果显示所克隆的Nanog基因测序结果与GenBank报道序列完全一致。构建的慢病毒载体质粒PNL-Nanog-IRES2-EGFP经Sal I和BamH I双酶切后电泳鉴定正确。所获慢病毒感染mMSCs后荧光激发mMSCs可见绿色荧光,Western blotting检测显示Nanog-mMSCs 组表达Nanog,其他两组基本不表达。RT-PCR和Western blotting检测显示Nanog-mMSCs组的NF-κB表达较空载体-mMSCs组及mMSCs组低,有显著性差异。构建携带Nanog基因慢病毒载体并在小鼠骨髓间质干细胞中成功表达,Nanog基因的表达可抑制NF-κB表达,这结果为神经变性疾病的治疗提供了新思路。     

Oct4介导小鼠原代肝细胞直接重编程为Pdx-1阳性细胞

目的：Oct4介导小鼠原代肝细胞直接重编程为Pdx-1阳性细胞的研究。方法：利用小鼠慢病毒载体pWPT-Oct4联合包装质粒包装病毒,含有PEG6000的病毒浓缩液对病毒原液进行浓缩;慢病毒浓缩液感染利用两步胶原酶灌流法分离培养的小鼠肝细胞;RT-PCR检测肝脏、胰腺谱系及多能性转录因子表达。结果：含有Oct4慢病毒感染小鼠原代肝细胞后,Oct4出现表达,肝细胞相关转录因子（Alb、Afp）表达逐渐下降,内胚层早期标志物Foxa2的表达随时间的增加而减弱,Sox17在感染后12d、18d出现表达,并表达胰腺发育过程中的关键性基因-胰十二指肠同源异盒蛋白-1（pancreatic duodenal homeobox-1,Pdx-1）;不表达Nanog及Sox2等多能性基因。结论：在Oct4介导下成功去分化小鼠原代肝细胞,出现Pdx-1阳性细胞。     

分离和克隆小鼠ES细胞集落的主要影响因素

目的　研究不同培养条件分离和克隆小鼠ES细胞集落的效率。方法　以PMEF饲养层、NIH3T3细胞饲养层或培养液中加入LIF为培养条件 ,分离和克隆昆明小鼠ES细胞集落 ,比较其效率。结果　饲养层的培养条件明显优于培养液中加入LIF的培养条件 ;有饲养层的培养条件下 ,桑椹胚的ES细胞集落出现率显著低于囊胚 ;两种饲养层培养囊胚 ,其ES细胞集落的出现率差异无显著性。结论　以PMEF或NIH3T3细胞作饲养层 ,培养昆明小鼠的囊胚 ,适时离散ICM ,是比较理想的分离ES细胞集落的方法。     

慢病毒直接诱导形成猪iPS细胞无需限定因子

为了证实慢病毒对细胞具有遗传修饰和重编程作用,在本实验中使用慢病毒感染猪胎儿成纤维细胞.结果显示:慢病毒介导的EGFP在猪胎儿成纤维细胞中稳定和高效表达,使用添加LIF和bFGF的细胞培养液,部分猪的胎儿成纤维细胞逐渐改变原有的纤维状形态,形成圆形的细胞,细胞逐步增殖形成细胞集落,细胞集落边界清晰,在饲养层上细胞集落生长迅速,具有稳定的生长性能和正常核型,细胞碱性磷酸酶染色为阳性,表达干细胞特有的标记Oct4、Nanog和SSEA1,在体外能够形成拟胚体,在体内分化形成包含三个生殖层的畸胎瘤.作为核移植的供体细胞,克隆胚的卵裂率为53.33%、桑椹胚率为9.03%、囊胚率为2.07%、孵化囊胚的总细胞数为26.5,在桑椹胚率和囊胚率方面显著低于猪普通胎儿成纤维细胞核移植克隆胚的发育能力(P<0.05).结果证实慢病毒能够直接使猪的胎儿成纤维细胞转变成iPS细胞,因此慢病毒将成为一种理想的材料和工具用于细胞的遗传修饰和细胞重构等方面的研究.     

兔Oct4启动子驱动RFP基因表达载体的构建及验证

转录因子OCT4在维持和调控胚胎干细胞的多能性中发挥着重要的作用。Oct4基因启动子驱动标志蛋白的表达对研究胚胎干细胞多能性和建立iPs细胞有重要意义。由于GFP在慢病毒转染过程中常用作转染标记,计划构建兔Oct4基因启动子（rOct4）驱动红色荧光蛋白表达的载体,这将有利于兔ES细胞和iPS细胞制备的研究。通过PCR方法扩增rOct4,构建了rOct4驱动RFP基因的表达载体rOct4-RFP。经转染小鼠ES细胞验证正确后,将rOct4-RFP质粒转染兔成纤维细胞系获得rOct4-RFP成纤维细胞系。经过酶切和测序验证,证明rOct4-RFP构建成功,而且能够在小鼠Es细胞系E14中表达细胞红色荧光蛋白,并受细胞分化状态的调控。通过脂质体介导的基因转移、抗性筛选和PCR鉴定建立了rOct4-RFP转基因成纤维细胞系。     

人诱导多能干细胞与人胚胎干细胞分化过程中Oct4/Nanog 基因 表达的比较

目的:比较通过慢病毒方法获得的人诱导多能性干细胞(iPSCs)与人胚胎干细胞(hESCs)分化过程中全能性基因Oct4、Nanog的表达变化。方法:收集分化不同时间点的拟胚体(EBs),检测三胚层分化基因以及全能性基因Oct4/Nanog的表达,并通过畸胎瘤组织切片的荧光染色分析Oct4的表达。结果:iPSCs获得的EB中内外三胚层分化基因表达的出现明显晚于hESCs来源的EB。不同于hESCs,iPSCs悬浮培养获得的EBs在体外培养18天未见内源性Oct4、Nanog基因表达的下调。未分化的iPSCs注射严重联合免疫缺陷(SCID)小鼠培养10周后获得的畸胎瘤中仍存在Oct4阳性的细胞,但iPS-#2中明显少于iPS-#5。结论:通过慢病毒方法获得的iPSCs虽然具有向三胚层分化的能力,但在分化过程中仍维持较高水平的全能性基因Oct4、Nanog的表达。     

人诱导多能干细胞与人胚胎干细胞分化过程中Oct4/Nanog基因表达的比较

目的：比较通过慢病毒方法获得的人诱导多能性干细胞（iPSCs）与人胚胎干细胞（hESCs）分化过程中全能性基因Oct4、Nanog的表达变化。方法：收集分化不同时间点的拟胚体（EBs）,检测三胚层分化基因以及全能性基因Oct4/Nanog的表达,并通过畸胎瘤组织切片的荧光染色分析Oct4的表达。结果：iPSCs获得的EB中内外三胚层分化基因表达的出现明显晚于hESCs来源的EB。不同于hESCs,iPSCs悬浮培养获得的EBs在体外培养18天未见内源性Oct4、Nanog基因表达的下调。未分化的iPSCs注射严重联合免疫缺陷（SCID）小鼠培养10周后获得的畸胎瘤中仍存在Oct4阳性的细胞,但iPS-#2中明显少于iPS-#5。结论：通过慢病毒方法获得的iPSCs虽然具有向三胚层分化的能力,但在分化过程中仍维持较高水平的全能性基因Oct4、Nanog的表达。     

利用Gateway技术构建慢病毒载体及其在鸡囊胚细胞中的表达

目的:建立慢病毒载体介导的外源基因在动物中表达的模式。方法:通过PCR扩增出带EGFP基因和特异性结合位点的DNA序列,并应用Gateway技术构建了带EGFP基因的pLenti6/v5-DEST慢病毒载体。利用磷酸钙介导慢病毒4质粒系统在包装细胞中转染,收集并浓缩产生的病毒颗粒,通过感染293FT细胞测定慢病毒滴度。结果:通过PCR扩增后测序分析,表明慢病毒载体构建正确。病毒滴度测定结果为2×107TU/mL。并用慢病毒对鸡囊胚细胞进行感染,获得了较强的表达效果。结论:慢病毒载体系统所产生的病毒颗粒对动物细胞具有较强的感染能力,为慢病毒载体在转基因家禽研究中的应用奠定了基础。     

LIF基因转染的ES细胞生长与分化特性的研究

我们将人D型LIF cDNA以正反两种方向分别克隆到载体pKCR 3,并引入neo~r基因,构建成pSVLD( )和pSVLD(-)质粒,按磷酸钙沉淀法分别转染ES-5胚胎干细胞,经G418和不同浓度LIF条件培液共同筛选、Nor-thern和Southern分析以及ES-5细胞集落分化抑制能力测定,建立了过度表达分泌LIF的ESL( )细胞株和表达外源反义LIF RNA的ESL(-)细胞株。我们发现,ESL( )A2细胞能够在无外源LIF常规培液下至少传13代以上,仍能正常生长和传代,并保持与ES-5细胞同样的体外生长的特征性形态,以及具有干细胞特点和发育多潜能性,表明过度表达LIF确实能使ES细胞完全脱离对外源LIF条件培液的依赖性;而表达反义LIP RNA的ESL(-)细胞对培液中LIF浓度的依赖性明显升高,也更易分化,说明ES细胞内源LIF基因的表达水平虽低,但对于抑制ES细胞的分化仍可能是必需的。形态学观察发现,体外悬滴培养中经10~(-6)mol/L RA诱导后,过度表达LIF并未产生抑制ESL( )A2细胞分化的现象,和亲本ES-5细胞比较,也未发现其明显改变了10~(-6)mol/L RA对ESL( )A2细胞诱导分化的方向;而相同条件下,表达外源反义LIF RNA,则使ESL(-)B5细胞更易于向形态明确的细胞包括成纤维样和梭样细胞分化。上述细胞株的建立,提供了一个研究在不添加LIF的常规培液中生长的ES细胞或表达外源反义LIF RNA的ES细胞的生长分化的模型。     

介导大鼠结缔组织生长因子基因沉默的慢病毒载体转移质粒的构建及鉴定

目的：构建介导大鼠结缔组织生长因子（CTGF）基因沉默的慢病毒载体转移质粒pGCL-CTGF,为进一步包装慢病毒载体奠定基础。方法：以大鼠CTGF基因为靶基因,根据RNA干扰（RNAi）序列设计原则,设计4对有小发夹结构的RNAi靶点序列,退火形成双链DNA,双酶切后定向克隆到慢病毒载体转移质粒pGCL-GFP中,构建4个含靶基因片段的重组慢病毒载体转移质粒pGCL-CTGF,并对质粒进行PCR及测序鉴定。结果：CTGF的短发夹RNA（shRNA）片段被成功克隆到慢病毒载体转移质粒pGCL-GFP中,4个插入序列与设计的靶基因片段完全一致。结论：构建了能够表达4个含CTGF靶基因片段的慢病毒载体转移质粒,为进一步包装介导CTGF基因沉默的慢病毒载体奠定了基础。     

小鼠Nanog基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

按照nanog基因编码序列设计合成引物,利用RT-PCB从小鼠的囊胚期胚胎中扩增得到该 基因,并将该基因克隆到pET-28b(+)载体上,获得pET-28b(+)-nanog原核表达重组质粒,限制 性酶分析和DNA序列测定均证实该克隆插入片段为nanog基因编码序列。重组质粒转化大肠杆 菌BL21(DE3),经IPTG诱导表达,在大肠杆菌表达系统中获得了高效表达,western杂交证实该 蛋白具有6-His抗原活性,从而证实目的蛋白为Nanog蛋白。     

Pluripotency of a polyploid H1 (ES) cell system without leukaemia inhibitory factor

Objectives: Tetraploid cells are strictly biologically inhibited from composition of embryos; by the same token, only diploid cells compose embryos. However, the distinction between diploid and tetraploid cells in development has not been well explained. To examine pluripotency of polyploid ES cells, a polyploid embryonic stem (ES)‐cell system was prepared. Materials and methods: Diploid, tetraploid, pentaploid, hexaploid, octaploid and decaploid H1 (ES) cells (2H1, 4H1, 5H1, 6H1, 8H1 and 10H1 cells, respectively) were cultured for about 460 days in L15F10 medium without leukaemia inhibitory factor (LIF). The cells cultured under LIF‐free conditions were denoted as 2H1(?), 4H1(?), 5H1(?), 6H1(?), 8H1(?) and 10H1(?) cells, respectively. Pluripotency and gene expression were examined. Results: Ploidy alteration of H1(?) cells was similar to that of H1 cells. The polyploid H1(?) cells showed positive activity of alkaline phosphatase, suggesting that they maintained pluripotency in vitro without LIF. The polyploid H1(?) cells formed teratocarcinomas in mouse abdomen, suggesting they could differentiate in mouse abdomen in vivo. 2H1, 4H1 and polyploid H1(?) cells expressed nanog, oct3/4 and sox2 genes, suggesting that they fulfilled the criteria of ES cells. Nanog gene was significantly over‐expressed in 4H1 and polyploid H1(?) cells, suggesting that overexpression of nanog gene was a characteristic of polyploid H1 cells. Conclusion: Polyploid H1 (ES) cells retained pluripotency in vitro, without LIF with nanog over‐expression.     

增强型青色荧光蛋白慢病毒表达载体的构建

目的：通过多点突变构建增强型青色荧光蛋白（ECFP）慢病毒表达载体。方法与结果：根据增强型绿色荧光蛋白（EGFP）和ECFP基因序列的差异设计3对引物,以pLentiLox3.7-EGFP为模板进行分段PCR扩增,再以分段PCR扩增产物为模板扩增出突变的ECFP基因片段,将其与载体连接,得到ECFP慢病毒表达载体pLentiLox3.7-ECFP,测序结果证实经过多点突变扩增的ECFP片段基因序列完全正确;磷酸钙介导pLentiLox3.7-ECFP在293T细胞中表达,48h后在荧光显微镜下观察到青色荧光蛋白。结论：通过多点突变的方法得到了ECFP慢病毒表达载体。     

人BRCA1 干涉慢病毒载体的构建与验证

目的:设计合成干涉BRCA1表达的小干扰RNA,并克隆入pLKO.1慢病毒表达载体,为研究基因BRCA1在乳腺癌细胞增殖中的作用提供基础。方法:根据人BRCA1的基因序列,设计合成三对BRCA1干涉片段(序列前后加入酶切位点EcoRI和AgeI),再利用酶切连接反应将其插入到慢病毒载体pLKO.1中,经过酶切鉴定及测序正确后,将重组质粒转染入MCF-7细胞,48h后提取蛋白质和RNA,通过蛋白印迹验证BRCA1的蛋白水平的表达情况,Realtime PCR验证BRCA1的RNA水平的表达变化。结果:重组质粒经酶切鉴定和测序比对完全正确,转染乳腺癌细胞48h后可见BRCA1表达的明显下调。结论:成功构建BRCA1干涉的慢病毒载体,并且转染MCF-7细胞证实其能够下调BRCA1的表达,为后续研究BRCA1在乳腺癌细胞的功能奠定了基础。     

OC-IΔD86 (Oryzacystatin-IΔD86)基因的原核表达及活性分析

根据OC-IΔD86基因序列, 设计合成了7条寡核苷酸片段, 通过重叠延伸PCR技术合成了OC-IΔD86基因, 利用设计好的BamH I/ Xho I酶切位点将OC-IΔD86基因克隆到原核表达载体pet21b中, 在1 mmol/L的IPTG 诱导后5 h, OC-IDD86融合基因在大肠杆菌中得到表达, 表达产物处于可溶状态, 其表达量占总蛋白的11.4%, 可溶性蛋白的16.4%; 利用Ni-NTA系统纯化该蛋白并经PEG20000浓缩后, 活性分析表明该蛋白酶抑制剂在体外表现出对木瓜蛋白酶明显的抑制作用。这为转OC-IΔD86基因的抗根结线虫植物基因工程抗体制备, 以及进一步体内的抗根结线虫研究奠定了基础。     

AKT2 基因短发夹结构RNA 慢病毒载体的构建及鉴定

目的:构建丝/苏氨酸蛋白激酶2(AKT2)基因RNA干扰(RNAi)慢病毒载体。方法:利用公用网站按照RNAi序列设计原则,设计RNAi靶点序列并合成靶序列的Oligo DNA,退火形成双链DNA,与经MluI和ClaI进行酶切后的PLVTHM载体连接产生shRNA慢病毒载体。应用shRNA慢病毒载体转染293T细胞及U87细胞,测定病毒滴度,流式细胞仪测定U87细胞的转染效率,PCR及Western blot鉴定AKT2基因在U87细胞中的下调作用。结果:成功构建了shRNA-AKT2慢病毒载体,经测序与设计合成的靶向链完全一致。荧光显微镜下观察293T细胞感染效率大于90%,病毒滴度为3.59×107TU/ml;流式细胞仪测定对AKT2细胞的转染效率为86.93%。PCR测定shRNA载体感染U87细胞后AKT2的干扰效率为68%。Western Blot结果显示该慢病毒载体对AKT2的表达有较为显著的敲减作用。结论:成功构建了人胶质瘤细胞株AKT2基因RNAi慢病毒载体,为后续的体内外功能学试验创造了条件。