哺乳动物乳蛋白基因的表达与调控

本文在介绍了乳蛋白基因组结构及进化关系的基础上,就其乳蛋白基因表达的影响因素：顺式调控成分,反式作用因子及激素对表达的诱导进行了讨论,最后就该系统作为生物反应器的开发前景作了展望。     

重组DNA产物在哺乳动物细胞中的表达

重组DNA技术通过克隆的(即设计的)基因在适当宿主细胞中的表达,为大量生产从前难得的或全新的蛋白质的生产提供了可能性。最近已经明确,细菌表达系统常不适合复杂的真核蛋白,但引入哺乳动物细胞的基因的高水平表达,意味着动物细胞的大量发酵能为有价值的蛋白质的生产提供另一种重要的途径。     

转基因构件在哺乳动物外源基因整合、表达与调控中的作用

哺乳动物的转基因研究自八十年代初发展起来后已迅速、广泛应用于研究真核生物基因表达调控机制、建立人类疾病动物模型、动物育种、基因产品的制备等方面,已成为分子生物学技术中不可缺少的内容。随着转基因技术的发展,外源基因整合的随机性和表达的不可调节性正逐步得以克服。从随机整合到定位整合,从基因加入到基因剔除和基因精确修饰,从表达的不可调节到可控表达,转基因研究的应用前景正朝着无限可能的方向发展。但目前的技术还面临着某些不足,如效率较低、刺激诱导引起的多向效应、特异性不高、有较强的背景活性。本文将从外源基因的角度探讨不同构件对基因整合、表达和调控的影响,以期为外源基因的构建提供有益的尝试。     

adw与adr亚型乙型肝炎表面抗原基因在哺乳动物细胞中的表达

以pSV2-dhfr DNA为载体,在其单一酶切点Bg1Ⅱ处分别插入adw或adr亚型的HBVDNA Bg1 ⅡA片段(包括完整的pre-s及s基因),构成PSDHB_(r-1)和PSDHBw重组质粒。将其分别与pX1 DNA用磷酸钙沉淀法共转化LTK-细胞,在HAT培基选择压力下,挑选LTK~ 细胞,这些细胞均能有效表达HBsAg。再改用MTX选择培基,并逐渐增加其药量,从MTX抗性细胞中获得稳定表达HBsAg的Mwc-1和Mrm细胞系。     

细菌基因在哺乳动物细胞中的表达

纯系繁殖的编码黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶的大肠杆菌(E.coli)基因,同一系列的由SV40DNA衍生的不同载体构成重组体DNA。用这样的重组体DNA转染培养的猴肾细胞,结果产生的转化体能合成大量的易于测定的大肠杆菌黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶。而且,把这种细菌基因引进到嘌呤核苷酸合成特性缺陷的人莱许-奈恩(Lesch-Nyhan)细胞,这些细胞的此种生理缺陷便得到了纠正。     

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。     

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。     

杆状病毒介导外源基因在哺乳动物细胞中表达的研究进展

杆状病毒(Baculovirus)是一种以昆虫为唯一宿主的病毒, 可用做生物杀虫剂或作为表达载体在昆虫细胞中大量表达外源蛋白, 制备疫苗。研究发现, 在哺乳动物细胞中携带哺乳动物启动子的重组杆状病毒能启动下游外源基因的表达但病毒不能在哺乳动物细胞中增值, 对细胞毒性小, 转导成功的细胞可以稳定传代并有效表达外源基因, 哺乳动物细胞比昆虫细胞对蛋白质具有更好的翻译后修饰, 表达出的蛋白结构更接近天然蛋白。因此, 杆状病毒可作为一种新型的哺乳动物细胞基因转移载体, 用于表达外源基因及作为一种基因治疗载体, 具有巨大潜力, 日益受到人们的关注。本文对杆状病毒作为一种表达载体在哺乳动物细胞中表达的研究进展进行了综述。     

印记基因的印记机制及其表达调控

越来越多的研究资料表明 ,来自双亲的等位基因在功能上存在着差异 ,当同一个基因由不同性别的双亲传给子代时可引起不同的表型。这一点在马、驴正反交中表现得最为明显。其正反交后代在个体上所表现的显著差异是经典遗传理论所不能解释的。这种同源染色体基因表达活性不同的现象即为基因组“印记”(ｇｅｎｏｍｉｃｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ) [1,2 ] 。在哺乳动物中所发现的印记基因大都具1 .1　印记的形成　　印记形成于成熟配子 ,并持续到出生后。核移植实验表明 ,至少在卵母细胞内 ,基因印记的获得与否与ＤＮＡ甲基化变化是高度一致的 ,而富含…     

用于重组蛋白生产的哺乳动物细胞表达新技术

近年来,用于重组蛋白生产的哺乳动物细胞表达领域涌现出一系列革命性的新技术。优化的工程细胞为表达重组蛋白提供了优良的宿主;基于荧光的筛选方法可以快捷地得到高表达细胞株;高通量的培养工艺能够预测适合外源蛋白表达的细胞培养条件;可抛弃式生物反应器为大规模细胞培养提供了更多的选择;大规模瞬时表达技术节省了重组蛋白的生产时间。这些新技术提高了重组蛋白的研发和生产效率,加快了蛋白药物的工业化进程。     

哺乳动物滋养层细胞在胚胎植入中的作用

胚胎植入是哺乳动物生殖的关键环节,是一个非常复杂的过程.在胚胎植入过程中,多种着床相关因子、激素在母体-胚胎之间进行多重作用,引发复杂的生理作用,从而完成胚胎着床.在母体-胚胎界面上,胎源性滋养层细胞与母体子宫内膜细胞在信号联系（妊娠识别）和组织紧密连接（胚胎植入）过程中起着决定性作用,尤其是胚源性滋养层细胞,在胚胎植入过程中起主导作用.本文通过对滋养层细胞在胚胎植入中的作用的阐述,为进一步阐明胚胎植入的分子机制提供思路.     

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。     

对哺乳动物细胞中重组DNA产物安全性的探讨

人们期待着在不久的将来,用重组哺乳动物细胞的表达系统来提供药用产品,某些产品现已在临床试验。 尽管哺乳动物细胞培养昂贵是其缺陷。但已证明它在表达重组DNA的药用产品方面极为有用,在微生物表达系统,这些产品的质量常有问题。除了在开始需进行基因操作外,重组细胞的培养过程在概念上与传统的产品所用的生产方法是一样的。现有的科学工具已能确证从哺乳动物细胞连续培养的株系中分离的重组产物,在用于人类医疗方面是安全的。     

tPA突变体在哺乳动物细胞中的表达

利用携带有二氢叶酸还原酶(dhfr)基因的pCI载体,实现tPA突变体(FrGGI)在CHO-dhfr^-细胞中的高效表达,获得高表达细胞株。采用分子克隆常规技术,将去除3’端非蛋白编码区的tPA突变体cDNA与pCI载体连接,构建真核表达载体pCI—tPA;采用阳离子脂质体转染法转染CHO-dhfr^-胞。经酶切及测序鉴定,证明所构建的质粒正确,转染CHO—dhfr细胞后,经过MTX加压筛选,得到了10株表达水平较高的细胞株,其活性可达每106细胞4000U／24h。以上结果为进行tPA突变体工程细胞株的筛选奠定了基础。     

SV40载体在COS7细胞中的复制及外源基因的表达

为评价SV4 0载体 COS7稳定表达系统的可能应用价值 ,将含人组织型纤溶酶原激活剂 (t PA)编码区的SV4 0载体pctPA转染COS7细胞 ,并以G4 18选择培养 2 8d ,得到稳定的抗性细胞库 .Southern印迹和溶圈法分别分析该细胞库在随后的细胞传代中细胞内附加体拷贝数及t PA表达水平的变化 .在经选择培养 2 8d的COS7细胞库中 ,质粒pctPA以染色体外附加体的形式存在 (30 0拷贝 细胞 ) ,t PA的表达水平为 1 1μg d(10 6细胞 ) .在随后 3个月的动态观察中 ,随着细胞传代 ,该COS7细胞库tPA的表达水平虽逐渐递减 ,但在第 1个月内可保持在 1μg d(10 6细胞 )以上 .基于SV4 0载体 COS7稳定表达系统无需筛选克隆 ,在稳定的抗性细胞库形成后的 1个月内可能保持目的基因的高水平表达 ,因而较适合于需同时制备多种重组蛋白的实验 .     

杆状病毒介导对哺乳动物细胞的基因转移

将具有细胞毒效应的目的基因———Barnase基因置于CMV极早期启动子下游 ,利用Bac to Bac系统将上述表达盒插入AcNPV的ocu位相 ,构建重组病毒vAcCMVBar.感染HeLa等几种细胞后出现细胞毒性效应 ,其中一种人腹部肿瘤细胞的效应最为明显 ,剂量依赖分析是表达的Barnase所致 .因此认为 ,AcNPV是一种能感染具有一定的组织特异性的哺乳动物细胞的转基因载体 ,而Barnase基因表达产物造成细胞效应所需的量低于常规报告基因所需的评价水平     

三个编码富含甘氨酸异构体的基因在棉花不同组织的差异表达

从棉花cDNA文库中分离了3个编码富含甘氨酸蛋白（glycine-rich proteins, GRPs）的基因,分别命名为GhGRP1、GhGRP2、GhGRP3.推断的编码蛋白质的氨基酸序列都富含甘氨酸,甘氨酸含量超过40%.而且GhGRP1和GhGRP2蛋白质序列同源性高达99%,仅在C末端有1个氨基酸残基（Arg/Pro）的差别.这3个蛋白在富含甘氨酸区相互显示较高的同源性,GhGRP1与GhGRP2达到100%,而GhGRP2与GhGRP3达到45.1%,但它们与基因数据库中其它蛋白质的同源性很低.根据结构域的组织特点,将GhGRP1和GhGRP2归为C端富含半胱氨酸结构域(C-cysteine-rich )类GRP,将GhGRP3归为N端有信号肽的GRP. GhGRP1和GhGRP2都含有12个GGX （此处X代表P/W/F）重复,GhGRP3含有22个GGX(此处X代表A/F/V/L/T/P)重复.此外,它们还含有不同数量GX, GGGX等的重复.实时RT-PCR分析表明,GhGRP1在花药中优势表达.GhGRP2在10 dpa(day post anthesis)胚珠中表达最强,10 dpa纤维和下胚轴次之,而在花药、根和花瓣中表达量相对较低.GhGRP3在花药,根和下胚轴中表达量较高,而在子叶,花瓣、纤维和胚珠中表达较低.上述结果表明, GhPRP基因家族的不同成员可能分别在棉花不同组织细胞的发育过程中发挥作用.