基于CRISPR/Cas9技术AEG-1基因敲除神经细胞系的构建及AEG-1基因敲除介导的神经细胞周期阻滞和细胞凋亡抑制

星形胶质细胞上调基因-1(AEG-1)是近年来研究较多的癌基因,但在神经系统疾病方面研究尚少。AEG-1与神经退行性疾病有关,然而其具体作用机制尚不明确。本研究通过设计靶向AEG-1 sgRNA序列并合成相应寡核苷酸,将其克隆到GV392质粒中,构建sgRNA/Cas9二合一表达载体,并进行慢病毒包装纯化。用慢病毒感染小鼠海马神经元HT22细胞,进行药物筛选和sgRNA活性鉴定,建立稳定的AEG-1基因敲除的细胞系;并进一步观察神经元HT22细胞的增殖与凋亡能力。结果显示,成功构建了3种靶向AEG-1基因的sgRNA/Cas9二合一表达载体。所设计的sgRNA的插入序列和开放阅读框架完全正确,成功建立了AEG-1基因敲除的稳转神经细胞系。进一步研究表明,AEG-1敲除后的神经HT22细胞与正常神经HT22细胞相比,细胞突起数目减少, 细胞周期阻滞,细胞凋亡率减少。以上结果为后续进一步研究AEG-1与神经系统疾病关系奠定了基础。     

基于CRISPR/Cas9技术敲除SAMHD1肝癌细胞系的构建及对增殖的影响

运用CRISPR/Cas9基因编辑技术,建立SAMHD1基因敲除的Huh7细胞系,并检测敲除SAMHD1基因后对人肝癌细胞Huh7细胞增殖的影响.针对SAMHD1基因作用的功能区域,设计靶向SAMHD1的小向导sgRNA(Small Guide RNA).构建lentiCRISPRv2-SAMHDl-gRNA重组质粒转化后测序.筛选稳定敲除SAMHD1的稳定细胞系并测序鉴定.采用克隆形成实验分析基因SAMHD1敲除后肝癌细胞Huh7细胞的增殖能力.测序结果显示lentiCRISPRv2-SAMHDl-gRNA载体构建成功.Western blot结果和测序结果表明成功构建敲除SAMHD1的Huh7稳定细胞系.克隆形成实验结果表明,相对于Huh7-WT细胞,Huh7-KO SA-MHD1的细胞增殖能力增强(P＜0.01).成功构建基于CRISPR/Cas9技术敲除SAMHD1基因的Huh7细胞系,SAMHD1的表达缺失促进肝癌细胞的增殖.     

CRISPR/Cas9敲除pyk2基因对人脑胶质瘤细胞增殖、迁移及侵袭能力的影响

为了探讨富含脯氨酸的酪氨酸激酶(proline rich tyrosine kinase2,Pyk2)对人脑胶质瘤U251细胞增殖及侵袭能力的影响,设计了2对以pyk2为靶基因的sgRNA片段,以px335质粒为载体,构建CRISPR/Cas9重组质粒,转染至人脑胶质瘤U251细胞中,同时设置野生型U251细胞作为对照组。通过酶切鉴定及Western blot分析筛选阳性单克隆细胞,并测序揭示突变位点。筛选出的阳性单克隆细胞作为实验组,经RTCA法比较后,发现实验组细胞的增殖能力较对照组明显下降,且具有统计学意义(P0.05);Transwell小室法及划痕实验的结果均证实,较对照组,实验组细胞的体外侵袭及迁移能力受到明显的抑制,差异显著(P0.05)。作为验证侵袭能力的代表,基质金属蛋白酶9(matrix metalloprotein 9,MMP9)在Western blot实验中表达量较对照组也明显下降。通过上述方法成功得到目的基因敲除的稳定细胞株,并证实敲除pyk2基因能明显的抑制人脑胶质瘤细胞的增殖、迁移及侵袭能力。     

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。     

NPAS2基因敲除的HepG2细胞系构建及其对肝癌细胞凋亡的影响

目的:利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建生物节律基因NPAS2敲除的HepG2肝癌细胞系,并初步探讨NPAS2基因敲除对肝癌细胞凋亡的影响。方法:利用sgRNA在线设计工具,针对NPAS2设计两条sgRNA;利用PX459质粒构建分别含有两条sgRNA的敲除载体PX459-sgRNA1;PX459-sgRNA2;利用T7核酸内切酶I检测两条sgRNA活性;将活性较高的打靶载体瞬时转染HepG2细胞,经过药物筛选,克隆化培养及基因测序后得到NPAS2敲除的HepG2肝癌细胞系;利用Western blot检测NPAS2蛋白的表达和凋亡相关蛋白Caspase3的活化;利用流式细胞仪检测敲除细胞系的凋亡水平。结果:成功构建了针对NPAS2的打靶载体;并筛选得到了活性较高的打靶载体;经过药物筛选和克隆化培养得到的NPAS2敲除肝癌细胞系未检测到NPAS2蛋白的表达;进一步发现NPAS2敲除的肝癌细胞Caspase3明显活化,凋亡水平显著升高。结论:利用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功构建了NPAS2基因敲除的HepG2肝癌细胞系,并发现NPAS2敲除可以促进肝癌细胞凋亡,为进一步研究生物节律基因NPAS2及其它相关基因在肝癌发生发展中的作用机制提供了有力的工具。     

利用CRISPR/Cas9技术建立敲除JAK2基因K562细胞系

目的:利用CRISPR/Cas9技术对K562细胞系JAK2基因进行编辑,构建JAK2基因敲除的K562细胞系。方法:使用CRISPR在线设计工具,针对JAK2基因设计sgRNA,构建Cas9-sgRNA共表达质粒。使用第二代慢病毒包装系统包装慢病毒并感染K562细胞,提取细胞基因组DNA,Sanger测序和TA克隆检测基因编辑活性。无限稀释法将编辑阳性的细胞接种于96孔板并扩培得到单克隆细胞株,提取基因组DNA,Sanger测序和TA克隆分析敲除JAK2单克隆细胞的基因型。结果:成功构建靶向敲除JAK2基因的lentiCRISPRv2-sgRNA3-1质粒。优化方案得到低细胞毒性高转染效率的感染K562细胞慢病毒量。CRISPR/Cas9系统成功在JAK2基因sgRNA3-1识别位点发挥基因组编辑活性,获得纯合敲除JAK2基因细胞株K562-JAK2~(-/-)(两个等位分别发生移码突变,预期编码没有功能的JAK2蛋白)。结论:CRIAPR/Cas9系统通过慢病毒感染方式获得JAK2基因纯合敲除的K562细胞株,该细胞模型可用于研究在慢性髓系白血病中JAK2基因的作用,为构建K562敲除其他基因细胞系提供实验依据,为探究造血分化机制的研究奠定实验基础。     

基于CRISPR/Cas9基因编辑系统构建敲除TSPAN4基因的非小细胞肺癌细胞系

利用CRISPR/Cas9基因编辑系统敲除TSPAN4基因,构建TSPAN4基因稳定敲除的非小细胞肺癌A549细胞株,并检测其对A549细胞迁移、侵袭能力的影响,为后期探讨迁移体在非小细胞肺癌转移过程中的作用提供实验基础。以质粒pSpCas9(BB)-2A-Puro(px459)为载体,与设计好的引物连接后得到敲除载体px459-sgRNA-TSPAN4。以jetPRIME?为转染试剂,将构建好的质粒转染至A549细胞系,嘌呤霉素筛选单克隆细胞株并使用Western blot实验鉴定A549细胞系中TSPAN4基因的敲除效果,细胞划痕实验和Transwell实验检测敲除TSPAN4基因对A549细胞迁移、侵袭能力的影响。该研究成功构建了TSPAN4基因编辑质粒px459-sgRNA-TSPAN4。Western blot结果显示敲除TSPAN4基因能够显著降低A549细胞株中TSPAN4蛋白表达量;敲除TSPAN4基因对A549细胞迁移、侵袭能力的影响在统计学上无显著性差异,降低了N-cadherin的表达,对E-cadherin表达的影响不大。以上研究表明,使用CRISPR/Cas9...     

EphA2对神经胶质瘤细胞系U251的凋亡﹑增殖﹑迁移和侵袭的研究

为了研究EphA2对神经胶质瘤细胞系U251在增殖、凋亡、迁移和侵袭方面所起的作用,用RT-PCR方法检测正常脑组织标本与两种恶性胶质瘤细胞系中EphA2 mRNA表达水平,然后用化学合成的针对EphA2基因的小干扰RNA(siRNA)下调该基因的表达,以检测其在U251中的生物学功能．证实了EphA2基因在正常脑组织标本中的表达水平远低于两种恶性胶质瘤细胞系．把体外化学合成针对EphA2基因的小干扰RNA(siRNA- EphA2)转染入U251细胞后,Western blot, 实时定量 RT-PCR检测到U251细胞中EphA2蛋白及mRNA表达水平都明显降低,并且细胞增殖受到显著抑制,同时出现了明显的细胞凋亡．伤口愈合实验(检测细胞迁移能力),Transwell小室实验(检测细胞侵袭能力)均表明,下调EphA2的表达后,细胞的迁移和侵袭能力较阴性对照组显著减弱．上述结果表明,在神经胶质瘤U251细胞中,EphA2与其恶性增殖及高度侵染性相关,可作为分子治疗的有效靶点．     

利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建CDH1基因敲除的人乳腺癌MCF-7稳定细胞系

目的:利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建CDH1基因缺失的人乳腺癌MCF-7稳定细胞系。方法:根据CRISPR/Cas9靶点设计原则,设计能特异性针对CDH1基因的sgRNA,以lentiCRISPR v2质粒为骨架构建能表达此sgRNA和Cas9蛋白的重组质粒。测序鉴定后,将重组质粒与逆转录病毒包装质粒VSVG、PAX2在氯化钙介导下共同转入HEK293T细胞进行病毒包装,转染48 h后收集病毒上清,直接感染人乳腺癌MCF-7细胞。采用嘌呤霉素筛选CDH1缺失的乳腺癌MCF-7细胞,通过DNA测序、Western印迹及免疫荧光染色实验验证获得的MCF-7细胞。结果:构建了靶向CDH1的CRISPR/Cas9质粒;DNA测序和Western印迹实验结果表明获得了稳定敲除CDH1的人乳腺癌MCF-7细胞。免疫荧光染色结果显示,相比对照组,稳定敲除CDH1的MCF-7细胞中已无法明显观察到E-钙黏蛋白的表达分布。结论:通过CRISPR/Cas9基因编辑技术构建了CDH1基因缺失的MCF7细胞系,为进一步研究CDH1在肿瘤免疫治疗中的作用提供了基础。     

CRISPR/Cas9系统介导的miR-155基因敲除细胞的制备

为研究miR-155基因在猪肺泡巨噬细胞系(3D4/21)中的功能,采用CRISPR/Cas9系统构建miR-155敲除的猪肺泡巨噬细胞系。首先,采用sgRNA-cas9程序,设计4个靶向miR-155的特异性sgRNA引物序列。然后构建sgRNA表达载体,与pEGFP-C1-cas9载体共转染3D4/21细胞,进行流式分选并富集表达绿色荧光蛋白GFP的细胞。最后,采用T7E I酶酶切、Sanger测序、实时荧光定量PCR(qPCR)、western blot等方法检测敲除效率,发现miR-155基因可以被以上4个sgRNA编辑,其中sgRNA39的敲除效率最高,T7E I酶酶切检测流式分选后的敲除效率有42%;Sanger测序显示sgRNA39细胞系敲除31个碱基;RT-qPCR结果显示miR-155-5p/3p表达量均有下降;western blot结果表明miR-155靶基因SHIP1的蛋白表达量升高。成功构建miR-155敲除的3D4/21细胞为进一步探讨miR-155在巨噬细胞发挥的调控功能研究提供细胞模型。     

AEG-1对大肠癌进展的影响

目的研究AEG-1在大肠癌组织和细胞中的表达,探讨AEG-1通过调控上皮间质转化和耐药参与大肠癌的进展。方法采用qRT-PCR检测AEG-1在大肠癌组织和细胞中的表达,统计AEG-1对大肠癌患者生存率的影响,分析其在不同癌症分期患者中的表达差异,并分析AEG-1表达量与大肠癌诊断敏感性的关系。采用体外实验将si-NC、pc-DNA-NC、si-AEG-1、pc-DNA-AEG-1转染到大肠癌SW116和LOVO细胞中,然后通过qRT-PCR检测转染效率以及AEG-1在两细胞系中的表达情况。采用CCK-8和克隆形成实验检测AEG-1对大肠癌细胞增殖的影响;采用流式细胞术检测转染后上皮间质转化和耐药情况的变化;采用Western blotting检测转染后上皮间质转化和耐药相关蛋白N-cadherin、E-cadherin、MRP的变化情况。结果 77例大肠癌患者组织中AEG-1表达水平明显高于对照组。浸润T3+T4期的患者中AEG-1的表达水平高于浸润T1+T2期患者。Ⅲ+Ⅳ期患者中AEG-1的表达水平高于Ⅰ+Ⅱ期。AEG-1高表达组患者OS时间明显低于低表达组。AEG-1表达量与大肠癌诊断敏感性之间呈显著正相关。在LOVO细胞系中,降低AEG-1表达后其细胞活力、侵袭力明显降低,同时间质细胞标志蛋白N-cadherin、上皮细胞标志蛋白E-cadherin、多药耐药相关蛋白MRP表达量降低。在SW116细胞系中,过表达AEG-1后上皮间质转化、耐药相关蛋白表达量显著升高。结论 AEG-1在大肠癌组织和细胞中的表达量明显上升,AEG-1通过调控上皮间质转化和耐药参与大肠癌的发生发展,为大肠癌的治疗提供了新的理论依据和新的靶点。     

沉默ABCE1对神经胶质瘤细胞U251增殖、迁移和凋亡的影响

ABCE1是ATP结合盒蛋白亚家族成员之一,在病毒感染,细胞增殖,抗凋亡,翻译起始和核糖体生物发生等过程中有重要的作用。为了探讨ABCE1对神经胶质瘤细胞U251增殖、迁移和凋亡的作用,本研究通过实时荧光定量PCR和免疫印迹实验检测ABCE1在神经胶质瘤细胞和正常胶质细胞中的mRNA和蛋白质表达水平,结果发现ABCE1在神经胶质瘤细胞U251中的表达高于在正常胶质细胞中的表达。利用siRNA靶向沉默ABCE1后,神经胶质瘤细胞U251中ABCE1 mRNA和蛋白的表达水平均显著减少,细胞的凋亡率显著提高,细胞增殖和迁移明显受到抑制,而且细胞对化疗药物替莫唑胺的敏感性增强。此外,沉默ABCE1后,Bcl-2的mRNA和蛋白质表达水平显著下调,而Bax的mRNA和蛋白质表达水平显著上调。以上研究结果表明,ABCE1与神经胶质瘤细胞的增殖和迁移密切相关,通过siRNA靶向沉默ABCE1基因可显著降低U251细胞的增殖和迁移能力。     

抑制Beclin1促进H2O2诱导的神经胶质瘤U251细胞凋亡

氧化应激能够引起细胞自噬和凋亡同时发生,但其中细胞自噬的作用仍不十分明确,研究表明Beclin 1作为调节前自噬体形成的关键基因,参与了胶质瘤氧化应激的损伤过程.为了探讨自噬在H2O2引起的神经胶质瘤U251细胞损伤中的作用,本文应用真核细胞转染技术将Psilencer3.1-siRNA-Beclin 1重组质粒转入人...     

土贝母苷甲经miR-21/ PDCD4 途径诱导胶质瘤U251细胞凋亡

目的:研究土贝母苷甲(TBMS I)对胶质瘤U251细胞的抗肿瘤作用以及探究土贝母苷甲对miR-21及其靶基因PDCD4基因表达的影响。方法:U251细胞在体外进行培养,四甲基偶氮唑盐(MTT)法检测不同浓度的土贝母苷甲对细胞增殖的影响;Hoechst33258染色观察细胞核形态的变化;实时荧光定量PCR检测miR-21和PDCD4基因的表达情况;Western blot检测PDCD4蛋白的表达情况。结果:土贝母苷甲能够显著抑制U251细胞的增殖,其抑制作用呈剂量和时间依赖性。Hoechst33258染色观察到土贝母苷甲处理组细胞的细胞核形态表现出典型的凋亡特征。PCR结果显示:随着土贝母苷甲浓度增加,miR-21的表达逐渐降低(P0.05),PDCD4基因表达显著增加(P0.05)。Western blot结果提示:与阴性对照组相比,15、30μg/mL土贝母苷甲显著上调了PDCD4蛋白的表达(P0.05)。结论:土贝母苷甲能够显著抑制人胶质瘤U251细胞的增殖并诱导细胞发生凋亡,其机制可能与下调miR-21的表达和上调PDCD4的表达有关。     

miR-137 suppresses cell growth in ovarian cancer by targeting AEG-1

Astrocyte elevated gene-1 (AEG-1) is an oncogene overexpressed in multiple types of human cancers including ovarian cancer (OC). However, the underlying mechanism of AEG-1 up-regulation in OC is not well understood. In this study, we showed that miR-137 downregulated AEG-1 expression through interaction with its 3′ untranslated region (3′UTR) and that miR-137 expression was inversely correlated with AEG-1 levels in OC specimens. Similar to the downregulation of AEG-1, overexpression of miR-137 in OC cell lines decreased in vitro cell growth, clonogenicity, and also induced G1 arrest. Importantly, miR-137 overexpression suppressed in vivo tumor growth in nude mice models. Furthermore, we found that restoring the AEG-1 (without the 3′UTR) significantly rescued miR-137-induced cell growth inhibition and cell-cycle arrest. Taken together, these findings indicate that miR-137 functions as a tumor suppressor by inhibition of AEG-1. These molecules might be targets for prevention or treatment of OC.     

MiR-136 promotes apoptosis of glioma cells by targeting AEG-1 and Bcl-2

MicroRNAs have the capacity to coordinately repress multiple target genes and interfere with biological functions of the cell, such as proliferation and apoptosis. Here we report that miR-136 is downregulated in human glioma, and that the miRNA promotes apoptosis of glioma cells induced by chemotherapy. Two anti-apoptotic genes, AEG-1 and Bcl-2, are identified as targets of miR-136, and restoration of AEG-1 or Bcl-2 expression suppresses miR-136-enhanced apoptosis. Therefore, miR-136 might play a tumor-suppressive role in human glioma and thereby might represent a potential therapeutic strategy.     

Cholesterol depletion induces ANTXR2-dependent activation of MMP-2 via ERK1/2 phosphorylation in neuroglioma U251 cell

Cholesterol is a critical component of lipid rafts implicated in regulating multiple signal transduction. The anthrax toxin receptor 2 (ANTXR2) is a type I membrane protein acting as the second receptor for the anthrax toxin. In this study, we first investigated the association between cholesterol and ANTXR2. We provided the evidence that cholesterol depletion by methyl-beta-cyclodextrin (MβCD) promoted ANTXR2 expression in U251 neuroglioma cell, which was reversed by cholesterol supplement. MβCD-induced ANTXR2 up-regulation contributed to ERK1/2 phosphorylation, which was responsible for MT1-MMP and MMP-2 activation. Our data suggested that cellular cholesterol regulated ANTXR2-dependent activation of MMP-2 via ERK1/2 phosphorylation in neuroglioma U251 cell.     

抗人AEG-1单克隆抗体可变区基因克隆及序列分析

AEG-1基因位于人染色体8q22,编码582个氨基酸,参与多种信号转导途径并与多种恶性肿瘤的发生、发展及生物学表型密切相关。为更好地探讨AEG-1生物学功能,以纯化的pGSTag-AEG-1蛋白免疫BALB/c小鼠,应用细胞融合技术并经筛选及鉴定,获得了分泌抗人AEG-1单克隆抗体的杂交瘤细胞株1E3;Western blot及免疫组化证实该细胞株分泌的单克隆抗体能与肿瘤细胞中AEG-1蛋白特异性结合;RT-PCR方法从1E3细胞中克隆出抗AEG-1抗体的VH和VL基因片段,通过测序分析、碱基和蛋白序列的比对确认该株抗体为鼠源性IgG的轻、重链可变区基因。进一步运用Kabat System在线分析系统对VH和VL基因进行结构分析,确证FWRs和CDRs的结构完整,VH编码117个氨基酸;VL编码119个氨基酸,属于轻链κV家族。实验结果为进一步研究AEG-1与恶性肿瘤发生、发展的关系及在其临床诊断中的应用奠定了基础。