neuronatin shRNA真核表达载体的构建及其生物学功能

目的:获得能持续干扰neuronatin（nnat）基因表达的细胞,观察nnat基因沉默对神经细胞发育与分化的影响,为研究基因功能奠定基础。方法:构建含nnat基因短发夹RNA(shRNA)表达质粒,将质粒转染大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞PC12,RT-PCR方法筛选出最有效干扰质粒,稳定转染PC12细胞后观察细胞表型变化,免疫荧光检测nnat蛋白表达,NGF诱导观察nnat表达下调对细胞分化的影响。结果:成功构建并筛选出有效的靶向nnat基因的shRNA真核表达载体;载体稳定转染PC12细胞之后能特异性沉默nnat基因的表达,PC12细胞长出突起,向神经元方向分化,加入诱导因子NGF后能促进突起生长。结论:nnat可能是作为神经分化抑制因子在神经发育与成熟过程中发挥作用。     

乏氧诱导因子-1α基因沉默对肺癌细胞乏氧应答相关基因表达的影响

乏氧诱导因子-1α (HIF-1α)是肿瘤细胞适应乏氧微环境的关键调控因子,具有作为治疗靶基因的潜力,以克服乏氧诱导的治疗抗拒等效应.下调其表达可能影响肿瘤细胞内一系列乏氧应答相关基因的表达.本研究采用已构建的HIF-1α RNAi慢病毒载体转导肺腺癌A549细胞,经杀稻瘟素（blasticidin）筛选建立HIF-1α基因稳定沉默的A549细胞株.应用cDNA微阵列技术检测并比较HIF-1α基因沉默A549细胞株和其亲本细胞株在常氧和乏氧状态下的基因表达谱改变. 应用定量RT PCR方法验证部分cDNA芯片差异表达基因的表达改变.HIF-1α基因稳定沉默细胞株A549/HIF-1α,在常氧和乏氧条件下HIF-1αmRNA水平分别较A549细胞下降89.2％和88.1％,HIF-1α蛋白水平分别下降97.2％和88.4％. 在乏氧条件下,cDNA微阵列检测的1 280个基因中,52个基因表达上调,15个基因表达下调. HIF-1α基因沉默显著影响其中27个基因的乏氧诱导效应.定量RT-PCR验证其中ENO2、BCL-2、CXCR4和MMP11的表达水平,与cDNA芯片结果相符合.结果提示,HIF-1α基因沉默能够在一定程度上阻断肺癌细胞的乏氧应答,在克服乏氧导致的肺癌治疗抗拒方面具有潜力.     

嗜酸乳杆菌NCFM粘附宿主后对其粘附相关基因表达的影响

摘要：【目的】益生菌粘附于肠道上皮细胞上是它的一种益生作用。本研究通过体内外实验,分析嗜酸乳杆菌NCFM对粘附相关基因的影响。【方法】利用GO (Gene Ontolog) 分类筛选Human Genome U133 Plus 2.0 Array基因表达谱芯片中的粘附相关基因,通过体外Caco-2细胞培养模型和体内小鼠粘附模型,采用Real-time PCR方法对粘附相关基因进行验证分析。【结果】经NCFM作用后,12个粘附相关基因呈上调表达。利用Real-time PCR验证,12个基因在体内和体外经嗜酸乳杆菌NCFM作用后亦均同样为上调表达,其中CCL2基因上调表达最为明显。【结论】经体内外研究表明,嗜酸乳杆菌NCFM粘附肠上皮细胞后能够引起宿主粘附相关基因出现特定表达变化,为今后深入揭示其粘附作用提供必要基础。     

整合素β1表达上调对肺癌细胞迁移和粘附能力的影响

目的:构建整合素β1的全基因表达载体,并探讨上调整合素β1蛋白表达对肺癌细胞生物学行为的影响.方法:根据GenBank数据库提供的整合素β1基因核苷酸序列,构建整合素β1的全基因表达载体,同时将空载体pCDNA3.1作为阴性对照.将载体转入感受态大肠杆菌,挑选阳性克隆,抽取重组栽体.2种重组栽体转染非小细胞肺癌细胞株PC-9细胞,用G418筛选后挑选单克隆并扩增获得稳定株.荧光显微镜、Real-time RT-PCR、Western blot检测整合素β1的基因及蛋白水平的表达情况.细胞划痕试验和粘附试验比较整合素β1对细胞迁移、粘附能力的影响.结果:G418筛选出稳定转染整合素β1全基因表达栽体和空载体的细胞,分别命名为PC-9/D6和PC-9/PCD.荧光显微镜见满视野带绿色荧光的细胞,PC-9/D6细胞整合素β1的mRNA、蛋白表达明显高于对照的PC-9/PCD细胞及母细胞PC-9.划痕试验和粘附试验表明整合素β1过表达的细胞株的迁移和粘附能力明显提高.结论:成功转染并筛选出整合素β1过表达细胞株,整合素β1过表达的细胞株的迁移和粘附能力明显升高.     

转录因子XBP1S基因表达谱差异分析

目的 应用基因表达谱芯片技术了解XBP1S在肝细胞中可能上调或下调的基因,了解其可能的调节功能线索.方法 构建pcDNA3.1（-）-XBP1S真核表达载体,转染HepG2细胞,同时以空载体pcDNA3.1（-）处理相同细胞系作为对照.48 h后制备细胞裂解液,提取mRNA,应用基因表达谱芯片技术对差异表达mRNA进行检测和分析.结果 构建的表达载体经过限制性内切酶分析和DNA序列测定,证实准确无误,提取高质量的总mRNA并进行逆转录成为cDNA,进行基因表达谱芯片技术分析.经过差异基因表达谱的筛选,发现HepG2细胞转染XBP1S以后,有38个基因表达水平显著上调,30个基因表达水平显著下调.结论 成功构建XBP1S的真核表达载体pcDNA3.1（-）-XBP1S,运用基因表达谱芯片技术成功筛选了XBP1S转染细胞后的差异表达基因,这些差异表达基因包括细胞周期、蛋白质的翻译合成及运输、能量代谢、体内免疫调节、细胞凋亡及细胞内的信号转导等方面起重要作用及肿瘤发生相关的基因,为进一步阐明XBP1S可能存在的调控机制及XBP1S蛋白可能的生物学功能提供理论依据.     

氦氧饱和高气压暴露对铜绿假单胞菌PAO1基因表达的诱导调节

研究氦氧饱和高气压暴露对铜绿假单胞菌基因表达谱的系统影响,对急性毒力基因表达的调节。用全基因组DNA芯片分析技术比较菌株暴露前后基因表达谱差异;RT-PCR方法验证部分差异表达基因;用分光光度法在细胞水平验证弹性蛋白酶含量;小鼠染毒法观察暴露组细菌毒力在整体动物水平的变化。基因表达谱分析结果表明,铜绿假单胞菌暴露12 h差异表达基因达243个、72 h差异表达基因为1 168个。72 h差异表达基因中与细菌应激响应、蛋白折叠、转录调节、菌毛和鞭毛合成、毒力因子调节与合成、细菌外膜蛋白和抗原合成的基因大量上调;部分基因的RT-PCR验证结果与芯片结果一致;细胞水平验证结果显示暴露72 h细菌毒力表型增强。因此,氦氧饱和高气压暴露对铜绿假单胞菌基因表达谱有明显影响,对急性侵袭性感染毒力因子基因表达水平有正向诱导调节作用。     

5-氟尿嘧啶敏感与非敏感的人胃癌BGC-823细胞基因表达谱差异分析

利用化疗药物5-氟尿嘧啶(5-Fu)对胃癌细胞株进行筛选和诱导,建立具有耐药性的胃癌细胞株.与亲代细胞株对比生长特性及基因表达谱,初步探讨胃癌细胞的耐药机制.采用四唑盐比色法(MTT)测定5-Fu对胃癌细胞株BGC-823的半数抑制浓度(IC50);根据IC50设计5-Fu剂量,用大剂量的5-Fu逐渐递增间歇给药的方法,反复筛选,获得5株胃癌耐药细胞株.比较耐药细胞株和亲本细胞株的形态和生长特性,继而再用人类肿瘤基因芯片(human cancer arrays)比较测试亲本与耐药细胞株的基因表达谱差异;对其中189个上调基因和133个下调基因采用Gene Ontology中的BP(Biological Process)分析这些基因相关的功能,并用MAS2.0分析这些基因可能涉及的信号通路.结果提示,胃癌细胞株耐药(5-Fu)相关基因可能与转录因子信号转导、TNF受体介导的细胞凋亡和抗凋亡、细胞周期调节、细胞粘附及MAP激酶类的功能相关.对细胞周期、信号转导相关的6个基因采用定量PCR验证,结果与基因表达芯片结果一致.上述结果有利于进一步发现胃癌细胞的耐药基因和相关信号通路,探索抗胃癌治疗的耐药机制.     

n5-氟尿嘧啶敏感与非敏感的人胃癌BGC-823细胞基因表达谱差异分析

利用化疗药物5-氟尿嘧啶(5-Fu)对胃癌细胞株进行筛选和诱导,建立具有耐药性的胃癌细胞株.与亲代细胞株对比生长特性及基因表达谱,初步探讨胃癌细胞的耐药机制.采用四唑盐比色法（MTT）测定5-Fu 对胃癌细胞株BGC-823的半数抑制浓度（IC50）;根据IC50设计5-Fu剂量,用大剂量的5-Fu逐渐递增间歇给药的方法,反复筛选,获得5株胃癌耐药细胞株.比较耐药细胞株和亲本细胞株的形态和生长特性,继而再用人类肿瘤基因芯片（human cancer arrays）比较测试亲本与耐药细胞株的基因表达谱差异;对其中189个上调基因和133个下调基因采用Gene Ontology中的BP（Biological Process）分析这些基因相关的功能,并用MAS2.0分析这些基因可能涉及的信号通路．结果提示,胃癌细胞株耐药（5-Fu）相关基因可能与转录因子信号转导、TNF受体介导的细胞凋亡和抗凋亡、细胞周期调节、细胞粘附及MAP激酶类的功能相关．对细胞周期、信号转导相关的6个基因采用定量PCR验证,结果与基因表达芯片结果一致．上述结果有利于进一步发现胃癌细胞的耐药基因和相关信号通路,探索抗胃癌治疗的耐药机制．     

多效生长因子（Pleiotrophin）基因沉默后的基因表达谱初步分析

多效生长因子（pleiotrophin,PTN指蛋白,Ptn指基因）是一种可同肝素结合的分泌性的生长/分化因子,具有刺激细胞粘附、迁移、存活、生长和分化等功能.我们前期研究发现,Ptn稳定沉默可以显著降低细胞的生长及成瘤能力.为进一步了解Ptn表达沉默后小鼠基因转录谱的变化,用小鼠表达谱芯片比较了对照及Ptn沉默细胞的基因表达差异.在检测的24 000个基因中,Ptn沉默后上调2倍以上的基因有240个,下调2倍以上的基因有129个.值得引起注意的是,在Ptn沉默的MEFs细胞中,同DDK综合症相关的基因家族,schlafen（Slfn）家族的Slfn 2、Slfn 3、Slfn 4以及基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase,MMP）家族的Mmp 3、Mmp 10、Mmp 13表达均显著上调;而可促进内皮细胞运动,参与血管发生的基因angiomotin(Amot)表达显著下调.通过研究,获得了一系列Ptn沉默后表达变化的基因信息.     

重组人内皮单核细胞活化多肽Ⅱ原对Saos-2细胞基因的表达调控

目的：将重组人内皮单核细胞活化多肽Ⅱ原（pro-EMAPⅡ）作用于Saos-2细胞,研究后者相关基因表达水平的变化。方法：在大肠杆菌中表达重组人pro-EMAPⅡ,并纯化获得目的蛋白;利用基因芯片技术研究重组人pro-EMAPⅡ对Saos-2细胞基因的表达调控。结果：获得重组人pro-EMAPⅡ;基因表达芯片分析表明,重组人pro-EMAPⅡ作用于Saos-2细胞后,后者有39个基因表达上调,29个基因表达下调,在这68个基因中有12个差异基因参与多个信号通路。结论：重组人pro-EMAPⅡ作用于Saos-2细胞,使其多个基因表达水平发生改变,有助于揭示pro-EMAPⅡ的调控机制及信号通路。     

滋养层细胞侵袭相关基因表达谱分析

分离收集正常妊娠第8～12周的细胞滋养层细胞和绒毛外滋养层细胞,提取细胞总RNA,制备cRNA探针并与AffymetrixU133plus2.0基因芯片进行杂交,获得正常细胞滋养层细胞和绒毛外滋养层细胞基因表达谱芯片。经计算机分析共筛选到1318个差异表达基因,其中上调基因813个,下调505个。所有差异表达基因按GeneOntoloty功能分类标准进行了功能检索。为胚胎发育早期绒毛外滋养层细胞侵袭的基因调控机制的研究提供了实验基础。     

Glutathione S-transferase Pi is a dopamine-inducible suppressor of dopamine-induced apoptosis in PC12 cells

The finding that the neurotransmitter dopamine induces apoptosis in neurons implies the existence of a cellular mechanism by which dopaminergic neurons protect themselves from dopamine-induced apoptosis. By profiling the expression of a number of genes in differentiating PC12 cells which exhibit elevated levels of dopamine biosynthesis, we found that expression of glutathione S-transferase class Pi (GSTp) mRNA was selectively up-regulated. Interestingly, dopamine added to the culture medium of PC12 cells also augmented their expression of GSTp mRNA. Suppression of GSTp expression by transfection of its antisense expression vector augmented dopamine-induced apoptosis of PC12 cells. Conversely, overexpression of GSTp made the resultant PC12 transfectants highly resistant to dopamine-induced apoptosis. Transfection of the antisense or sense GSTp expression vectors also resulted in corresponding augmentation or suppression of dopamine-induced activation of cell-associated Jun-N-terminal kinase (JNK), which has been suggested to mediate dopamine-induced apoptosis in neuronal cells. These results indicate that GSTp is a dopamine-inducible suppressor of dopamine-induced apoptosis in PC12 cells, and suggest that this activity is exerted through inhibition of JNK activity.     

Parkin Modulates Gene Expression in Control and Ceramide-Treated PC12 Cells

Mutations in the parkin gene cause autosomal-recessive early-onset parkinsonism as a result of the degeneration of mesencephalic dopaminergic neurons. In cell culture models, parkin expression has been shown to protect against cell death mediated by the sphingolipid ceramide. To determine whether the antiapoptotic effect of parkin involves changes in gene expression, we used Affymetrix oligonucleotide microarrays to analyse gene expression in stably transfected PC12 cells which conditionally overexpress parkin, that were treated or not with C2-ceramide. Overexpression of parkin and ceramide treatment both modulated gene expression. A number of the genes upregulated in the presence of ceramide, and modulated by parkin, were associated with apoptosis or cellular stress reactions. We validated the upregulation of four such genes (CHK, EIF4EBP1, GADD45A and PTPN-5) by real-time PCR after 3, 6, 9 and 12 h of ceramide treatment in cells that overexpressed parkin or not. All were upregulated 2 to 11-fold, 3 and 6 h after application of ceramide. Parkin overexpression reduced the upregulation of EIF4EBP1, GADD45A and PTPN-5, but only at 6 h. These results suggest that, in this assay, the cytoprotective effect of parkin might result not only from its E3-ligase activity, but also from direct or indirect modulation of gene expression in a time-dependent manner.