利用合成的基因回路实现细胞水平上尿酸稳态控制的实验研究

目的:利用合成生物学方法构建尿酸介导的基因回路,在细胞水平上研究回路对尿酸稳态的调控作用。方法:以耐辐射异常球菌R1基因组中转录抑制物基因hucR及其结合位点基因hucO为基础,化学合成具有转录抑制功能的基因mUTs及其结合位点的8串联结构hucO8,构建基因回路;转染HeLa细胞,通过检测分泌型碱性磷酸酶(SEAP)的表达量来验证回路的作用原理和对尿酸的感应作用;在此基础上,用优化的黄曲霉菌尿酸氧化酶(Uox)基因smUox替换SEAP基因,转染HeLa细胞,通过检测转染前后培养基中尿酸浓度的变化,验证回路对尿酸的调节作用。结果:分别构建了优化的转录抑制物表达载体pcDNA3.1/V5-mUTs、报告基因表达载体pSEAP-hucO8、优化的黄曲霉菌Uox表达载体phucO8-smUox、pBudCE4.1-smUox,双向共表达载体pBudCE4.1-SEAP-mUTs、pBudCE4.1-mUTs-smUox;单独转染pBudCE4.1-SEAP-mUTs或共转染pSEAP-hucO8和pcDNA3.1/V5-mUTs,通过检测培养基中SEAP的表达量,证明双载体及单载体回路对尿酸的感应作用;用smUox替换SAEP基因后,通过检测转染48 h后培养基中尿酸含量的变化,证明双载体及单载体基因回路均具有一定的尿酸调节能力。结论:在细胞水平上,构建的双载体基因回路(phucO8-smUox、pcDNA3.1/V5-mUTs)和单载体基因回路(pBudCE4.1-mUTs-smUox)均可实现对尿酸的感应及调控作用,在一定范围内通过增加mUTs与hucO8的摩尔比,可以改变回路对尿酸的调控范围及调节程度。     

稳定表达人SidT2基因细胞系的建立及其dsRNA转运功能的研究

目的:构建稳定表达人SidT2基因的BHK及MDCK细胞系,探讨SidT2基因过表达与细胞转运双链RNA(dsRNA)能力的关系。方法:根据人SidT2基因序列设计引物,克隆其编码区序列,经双酶切后与pEGFP-N3载体连接,构建其真核表达载体,分别瞬时转染BHK及MDCK细胞,并使用G418筛选稳定表达细胞系;在此基础上,体外转录合成绿色荧光蛋白(GFP)dsRNA,以GFP基因为报告基因,进一步分析过表达人SidT2基因对BHK及MDCK细胞转运dsRNA能力的影响。结果:经基因克隆、酶切、连接后,构建了人SidT2基因真核表达载体pEGFP-SidT2;经瞬时转染及G418筛选,获得稳定过表达人SidT2基因的BHK及MDCK细胞系,实时荧光定量RT-PCR分析表明,其SidT2基因转录水平分别提高71、64.5倍;稳定表达SidT2基因后,在培养液中添加GFP dsRNA,GFP荧光强度较对照细胞分别降低88.1%、73.7%,表明稳定表达SidT2基因的BHK、MDCK细胞转运dsRNA的能力显著增强。结论:构建了稳定表达人SidT2基因的BHK及MDCK细胞系,SidT2基因过表达可显著提高外源性dsRNA的转运能力。     

利用CRISPR/Cas9技术构建稳定表达人白蛋白基因的中国仓鼠卵巢细胞系

通过目的基因的随机整合方式,构建得到的CHO表达细胞系,常会因为目的基因插入到染色体内不稳定区域,而在长期传代过程中出现表达不稳定的现象,这主要是由于位点效应所导致的。为了解决这个问题,现利用CRISPR/Cas9技术介导的同源重组,将目的基因直接整合于CHO细胞染色体上的稳定表达区域,以克服位点效应带来的CHO表达细胞系的长期表达不稳定。利用该技术总共获得了2株外源基因(人白蛋白基因)定点整合细胞系; Western blot结果显示,细胞上清液的产物具有人白蛋白抗原性;细胞在贴壁状态下,两株细胞系在第3、12、23、35、50代,细胞每日表达的HSA质量接近,且均维持在0. 5pg cell/d;选取一株表达细胞系,经悬浮驯化后,在批次条件培养下,第1、25、50代的悬浮细胞,在摇瓶内的表达浓度均稳定在13～14mg/L。显示了将外源基因定点整合于CHO细胞基因组内的可行性;且外源基因整合在稳定表达区域后,重组细胞系具有对外源基因长期表达的稳定性。     

α-HNP-1转基因细胞系的建立

目的构建稳定表达人α-HNP-1的转基因细胞系,为稳定生产α-HNP-1并将其应用于医药开发提供生产细胞源。方法真核表达载体pcDNA3.1(-)/HNP-1经酶切和测序鉴定后,用脂质体转染法转染昆明白小鼠胚胎干细胞来源的上皮细胞,通过不同浓度的G418加压筛选,建立稳定转染的胚胎干细胞来源的上皮细胞系,用RT-PCR及抑菌试验检测α-HNP-1的表达。结果建立了稳定转染的ES来源的上皮细胞系,成功地表达目的基因,其培养上清液及细胞冻融液具有抑菌作用,结论真核表达载体稳定转染胚胎干细胞来源的上皮细胞系,为进一步研究α-HNP-1的功能奠定了基础。     

CHO细胞基因组中稳定hot spot位点研究进展

近些年来,治疗性重组蛋白类药物是生物制药领域研究的热点。工业化生产中常用于重组蛋白表达的细胞系是中国仓鼠卵巢(Chinese hamster ovary,CHO)细胞。传统CHO细胞系的表达大多数基于随机整合的方式,这可能会使目标基因整合到异染色质区域或者不稳定的染色质区域,导致CHO细胞表达不稳定,需要多轮筛选才能获得理想的表达细胞系。最新研究表明,外源基因在CHO细胞预测/特定的基因组位点中进行特异性整合,可以使重组CHO细胞的表达保持长期一致性和稳定性。CHO细胞基因组中高效稳定的转录整合位点被称为热点(hot spot)。阐述CHO细胞基因组稳定的hot spot位点近几年的研究进展,其中包括热门的hot spot位点,以及如何研究新的hot spot位点的方法。总结如何将外源基因高效定位于预测的CHO细胞hot spot位点,实现高水平稳定的表达重组蛋白,为发现新的有效的hot spot位点,构建稳定表达CHO细胞系提供参考。     

猪内源性反转录病毒囊膜基因env真核表达质粒的构建及鉴定

目的:构建猪内源性反转录病毒(PERV)囊膜基因env的真核表达质粒pHCMV-env并加以鉴定,为研究PERV的细胞嗜性和宿主范围奠定基础。方法:用RT-PCR方法扩增五指山猪来源PERV的env基因,将其插入pGEM-T easy载体中,构建重组质粒pGEM-T-env,酶切鉴定正确后,将pGEM-T-env与pHCMV-VSV-G表达质粒同时经EcoRⅠ酶切消化后连接,构建重组表达质粒pHCMV-env,并进行酶切、测序鉴定;将鉴定正确的质粒pHCMV-env转染HEK293T细胞,采用PCR、RT-PCR检测转染后env基因的整合和转录情况。结果:扩增得到五指山猪来源PERV的env基因,并构建了pHCMV-env真核表达质粒,转染HEK293T细胞系后,该细胞系中有目的基因的整合和转录。结论:构建了真核表达质粒pHCMV-env,并且在HEK293T细胞中能够整合并转录,为研究PERV的细胞嗜性和宿主范围奠定了基础。     

B19病毒XA株VP1独特区蛋白对Hela细胞凋亡的影响

目的:构建B19病毒XA株VPlu基因的真核表达载体和稳定转染细胞系,探讨B19病毒XA株VPl独特区蛋白对Hela细胞凋亡的影响。方法:采用本课题组前期构建的真核表达载体plRES2-EGFP-Vplu及plRES2-EGFP对照质粒,将其稳定转染至Hela细胞,通过流式细胞术检测EGFP阳性细胞的比例以确定稳定转染的细胞系是否成功构建;提取稳定转染的Hela细胞的总蛋白,通过Western blot检测细胞内凋亡相关基因Caspase3的表达;转染plRES2-EGFP-Vplu及plRES2-EGFP的Hela细胞经过Annexin V和PI的染色后,通过流式细胞术检测其凋亡率。结果:本实验成功构建了plRES2-EGFP-VPlu稳定转染的Hela细胞系,plRES2-EGFP-Vplu稳定转染的Hela细胞中Caspase3的表达较转染对照质粒的Hela细胞明显增加,细胞凋亡率亦显著升高,差异均具有统计学意义(P0.05)。结论:B19病毒XA株VP1独特区蛋白能够显著促进Hela细胞的凋亡。     

人硫氧还蛋白基因重组慢病毒载体转染人脐带间充质干细胞的实验研究

目的:构建携带人硫氧还蛋白(Trx-1)基因的人脐带间充质干细胞(hucMSCs),并对其生物学特性进行初步检测,为后续的细胞与基因治疗奠定实验基础。方法:以空载体转染的hucMSCs和未转染的hucMSCs作为对照,用重组慢病毒以最佳MOI值感染huc MSCs,应用Western印迹检测细胞中Trx-1蛋白的表达情况,流式细胞术检测细胞的细胞周期、免疫表型,CCK-8测定细胞的生长曲线。结果:通过EGFP表达的阳性细胞数筛选其最佳MOI值为10;Western印迹检测显示各组细胞均能不同程度地表达Trx-1蛋白,并且实验组Trx-1表达明显增加;免疫表型及细胞周期检测发现转染后实验组细胞基本特性无明显变化,而生长曲线则提示转染后实验组细胞生长受到抑制。结论:构建了携带人Trx-1基因的huc MSCs并能稳定高表达Trx-1,且其细胞学特性无明显改变,为进一步的细胞与基因治疗提供了一种新的手段。     

稳定表达人Eps8基因的胶质瘤U251细胞系的建立

应用亚克隆方法构建pEGFP-C3／Eps8真核表达载体,经测序鉴定后,用脂质体进行胶质瘤U251细胞的转染,应用G418筛选出稳定表达pEGFP-C3／Eps8和pEGFP—C3的细胞系,最后通过Western blot和荧光定位证明印娼在U251细胞中过量表达。本实验成功建立了稳定转染Eps8的U251细胞系,为进一步研究Eps8基因在胶质瘤中的功能奠定了良好的实验基础。     

稳定表达乙型肝炎病毒G145R变异表面抗原细胞系的建立

构建可以在真核细胞表达G145R HBsAg的重组质粒PCI-HBs145。用此质粒转染Hela细胞,经克隆化培养 以及G418筛选,建立稳定表达G145R HBsAg的细胞系。ELISA检测表明表达G145R HBsAg与野生型HBsAg 在免疫反应性上有较大的差异。生物学性状研究结果表明稳定表达G145R HBsAg的2A8细胞纯度好,遗传性状 稳定。     

稳定表达乙型肝炎病毒G145R变异表面抗原细胞系的建立

构建可以在真核细胞表达G145R HBsAg的重组质粒PCI-HBs145.用此质粒转染Hela细胞,经克隆化培养以及G418筛选,建立稳定表达G145R HBsAg的细胞系.ELISA检测表明表达G145R HBsAg与野生型HBsAg在免疫反应性上有较大的差异.生物学性状研究结果表明稳定表达G145R HBsAg的2A8细胞纯度好,遗传性状稳定.     

Rhox5基因真核表达质粒的构建及其在NIH3T3细胞中的稳定表达

目的:构建同源异性框基因Rhox5的真核表达质粒,转染NIH3T3细胞,建立稳定过表达Rhox5的细胞系。方法:PCR方法扩增Rhox5的全长cDNA序列,PCR产物双酶切后和人工合成的HA抗原表位标签共同克隆至pcDNA3.1(-)哺乳动物细胞表达载体中,构建pcDNA-Rhox5-HA融合表达质粒。脂质体法将经过测序成功的pcDNA-Rhox5-HA融合质粒和pcDNA3.1空载体分别转染NIH3T3细胞,潮霉素B筛选后建立阴性对照pcDNA3.1 in NIH3T3和稳定过表达Rhox5的Rhox5-HA in NIH3T3细胞系。RT-PCR和western blotting方法检测Rhox5-HA在稳定转染细胞系中的表达情况。结果:成功构建了pcDNA-Rhox5-Myc重组质粒,获得稳定过表达Rhox5的NIH3T3细胞系。RT-PCR和Western blotting结果表明,构建的稳定细胞系中成功表达Rhox5-HA融合蛋白。结论:Rhox5基因真核表达质粒的构建及其在NIH3T3细胞中的稳定表达为进一步体外研究Rhox5蛋白单独的功能及其与其他分子间功能性相互作用奠定了实验基础。     

Mpl与绿色荧光蛋白融合基因的真核载体构建及表达

目的:探索Mpl与绿色荧光蛋白GFP基因共同转粢哺乳动物细胞NIH3T3的方法.方法:采用PCR方法将GFP基因与Mpl基因构建融合荧光蛋白的真核表达载体,用脂质体介导转染NIH3T3细胞和筛选稳定细胞系,使用荧光显微镜方法和Westernblotting检测转染效果.结果:利用PCR方法有效扩增了Mpl基因,构建了融合荧光蛋白的真核表达载体,序列分析表明所构建的含Mpl基因的质粒与设计相同,使用荧光显微镜方法和Western blotting检测Mpl融合绿色荧光蛋白表达载体成功转染NIH3T3细胞.结论:成功构建了Mpl荧光表达载体,融合基因可以在NIH3T3细胞中稳定表达,为进一步研究Mpl的生物学活性及其与hNUDC蛋白相互作用提供了重要的理论依据.     

构建骨骼肌特异表达人FS基因载体及其稳定转染绵羊胎儿成纤维细胞

旨在构建骨骼肌特异表达人卵泡抑制素( follistatin,Fs)基因载体并得到其稳定转染的蒙古绵羊胎儿成纤维细胞系,为后期通过体细胞核移植方法制作转FS基因克隆绵羊奠定基础.首先通过RT-PCR方法克隆得到人FS基因cDNA序列,然后与猪骨骼肌特异表达启动子α-actin以及红色荧光蛋白表达元件连接,构建成FS基因骨骼肌特异表达载体pCFCDS.脂质体介导外源表达载体转染绵羊胎儿成纤维细胞,经G418筛选后得到稳定转染的绵羊转基因细胞克隆.PCR鉴定外源基因在细胞基因组中的整合,分析转基因细胞系的核型和生长状况.结果显示,成功构建得到绵羊骨骼肌特异表达人FS基因的真核表达载体,并得到其稳定转染的转基因绵羊胎儿成纤维细胞系,为后期通过体细胞核移植方法制作转FS基因克隆绵羊奠定基础.     

时钟基因Bmal1促进血管平滑肌细胞增殖

摘要 目的：观察时钟基因Bmal1的过表达对血管平滑肌细胞增殖的影响,进一步探讨生物节律对于血管发育的具体影响。方法：采用包装GV341-Bmal1载体的慢病毒转染的方法构建大鼠胸主动脉平滑肌细胞（A7R5）稳定转染Bmal1的细胞系,实时定量PCR和细胞爬片Bmal1的免疫荧光染色的方法判断所构建细胞系是否稳定过表达Bmal1,细胞爬片Ki67的免疫荧光染色的方法观察时钟基因Bmal1的过表达对血管平滑肌细胞增殖的影响。结果：实时定量PCR结果显示稳定转染Bmal1组细胞Bmal1的表达是对照组的11.2倍（P<0.01）;细胞爬片的免疫荧光染色结果显示稳定转染Bmal1组细胞BMAL1的表达明显升高（P<0.05）,且稳定转染Bmal1组Ki67阳性细胞比例明显升高（P<0.05）。结论：通过慢病毒转染的方法成功构建了血管平滑肌细胞稳定转染Bmal1的细胞系,细胞片Ki67的免疫荧光染色结果显示Bmal1的过表达促进了血管平滑肌细胞的增殖。     

Ag85A真核表达重组体的构建及稳定转染细胞系的建立

构建结核杆菌抗原85A（AgS5A）的真核表达重组体,转染L929细胞,建立稳定转染细胞系。从质粒V1 Jns．tPA—Ag85A中经PCR扩增出Ag85A基因,利用DNA重组技术将其插入到真核表达载体peDNA3．1／myc—HisA中,经酶切和测序鉴定后,脂质体转染法转染L929细胞,通过G418选择培养,建立稳定转染细胞系,Western Blot检测Ag85A的表达。成功构建pcDNA3．1／mye—HisA—Ag85A真核表达载体并稳定转染L929细胞,成功表达了目的基因。为进一步研究Ag85ADNA疫苗对结核杆菌的免疫防护作用奠定了基础。     

Pmscv-Ubc9逆转录病毒表达载体的构建及产毒细胞系的建立

目的：构建含Ubc9的逆转录病毒表达载体,筛选建立携带该基因的高滴度产毒细胞系,深入研究SUMO化修饰的作用。方法：聚合酶链反应（PCR）扩增获取目的基因Ubc9,定向插入逆转录病毒表达载体pMSCVneo,形成重组质粒pMSCV-Ubc9;脂质体法将pMSCV-Ubc9转染逆转录病毒包装细胞PT67;G418筛选产毒细胞克隆,扩大培养产毒细胞克隆,收获病毒感染NIH3T3细胞。结果：限制性酶切和测序鉴定证实Ubc9正确插入逆转录病毒表达载体。G418筛选获得稳定产毒的抗性细胞克隆,收获病毒能有效感染NIH3T3细胞。结论：携带Ubc9基因的重组逆转录病毒表达载体pMSCV-Ubc9构建成功,转染PT67细胞后包装出重组逆转录病毒,进而筛选获得了能转录表达Ubc9的产毒细胞系PT67-Ubc9。     

Pmscv-Ubc9 逆转录病毒表达载体的构建及产毒细胞系的建立

目的:构建含Ubc9的逆转录病毒表达载体,筛选建立携带该基因的高滴度产毒细胞系,深入研究SUMO化修饰的作用。方法:聚合酶链反应(PCR)扩增获取目的基因Ubc9,定向插入逆转录病毒表达载体pMSCVneo,形成重组质粒pMSCV-Ubc9;脂质体法将pMSCV-Ubc9转染逆转录病毒包装细胞PT67;G418筛选产毒细胞克隆,扩大培养产毒细胞克隆,收获病毒感染NIH3T3细胞。结果:限制性酶切和测序鉴定证实Ubc9正确插入逆转录病毒表达载体。G418筛选获得稳定产毒的抗性细胞克隆,收获病毒能有效感染NIH3T3细胞。结论:携带Ubc9基因的重组逆转录病毒表达载体pMSCV-Ubc9构建成功,转染PT67细胞后包装出重组逆转录病毒,进而筛选获得了能转录表达Ubc9的产毒细胞系PT67-Ubc9。     

K-Ras~(G12D)基因突变体慢病毒载体的构建及其鉴定

目的:构建K-RasG12D基因突变体慢病毒载体。方法:从病人组织中提取RNA通过RT-PCR反转录获得cDNA作为K-RasG12D基因模板,通过PCR法扩增出K-RasG12D基因突变体片段。将酶切的片段克隆入真核表达载体pCDH-CMV-MCS-EF1-RFP中,构建K-RasG12D基因突变体逆转录病毒真核表达载体。将连接产物转化至感受态大肠埃希菌DH5α,挑取转化平板上的细菌克隆,在抗生素培养液中培养过夜后进行PCR鉴定。经测序正确后转染293T细胞系,利用重组质粒PCR及串联基因表达的检测等方法对目的基因的转录与表达进行分析与鉴定。结果:所构建的K-RasG12D突变体基因逆转录病毒真核表达载体经PCR鉴定和测序鉴定正确,转染293T细胞后可以观察到可检测到高强度表达的RFP荧光信号。结论:成功构建了重组真核表达载体,为下一步建立稳定转染细胞系及进一步研究K-Ras突变在癌症发病中的作用奠定了基础。