p35^Nch5a基因重复性找靶载体的构建和ES细胞基因打靶研究

为了在小鼠胚胎干细胞（ES）中引起神经细胞cdc2类激酶调节亚基p35     

小鼠胚胎干细胞p16^INK4a基因外显子1a打靶研究

在活体水平上,小鼠p16^INK4a基因是否具有抑制肿瘤发生和发展的功能是一个悬而未决的问题。利用筛选基因组文库得到的小鼠p16^INK4a基因组DNA片段,构建了针对小鼠p16^INK4a基因外显子1a的基因打靶载体,其短臂为1.5kbEco81 I/AccⅡ片段,长壁为5.9kb Xba I/Xho I片段。打靶载体经线性化和纯化后通过电穿孔转导小鼠R1 ES细胞,获得37个G418和Gancyclovir双药抗性克隆。用Southern杂交法对双药抗性克隆进行鉴定,获得一个敲除了p16^INK4a基因外显子1a的阳性ES细胞克隆。     

含FLP“交换盒”结构的打靶载体构建及ES细胞打靶研究

利用小鼠HPRT基因组DNA片段和人工合成的含有FLP重组酶识别位点变异体FRT和F3RT序列的寡核苷酸 ,构建了针对小鼠HPRT基因位点的置换型打靶载体pSP HPRT Fneo F₃。经过限制酶酶切及部分测序鉴定其结构正确后 ,将线性化了的打靶载体以电穿孔法导入ES细胞内 ,经G418和 6 -TG双药筛选和分子鉴定 ,得到了 2个在HPRT位点整合有FLP重组酶“交换盒”F Neo F3结构的双交换重组ES细胞克隆 ,为建立基于FLP重组酶介导的盒式交换的高效、定点转基因体系创造了条件.     

小鼠胚胎干细胞p16INK4a基因外显子1α打靶研究

在活体水平上 ,小鼠p16 INK4a基因是否具有抑制肿瘤发生和发展的功能是一个悬而未决的问题。利用筛选基因组文库得到的小鼠p16 INK4a基因组DNA片段 ,构建了针对小鼠p16 INK4a 基因外显子 1α的基因打靶载体 ,其短臂为1.5kbEco81Ⅰ AccⅡ片段 ,长臂为 5 .9kbXbaⅠ XhoⅠ片段。打靶载体经线性化和纯化后通过电穿孔转导小鼠R1ES细胞 ,获得 37个G418和Gancyclovir双药抗性克隆。用Southern杂交法对双药抗性克隆进行鉴定 ,获得一个敲除了p16 INK4a基因外显子 1α的阳性ES细胞克隆。     

小鼠MPI基因的打靶载体的构建和筛选

目的　构建小鼠MPI基因的基因打靶载体转染ES细胞 ,构建用于同源重组筛选的对照载体。方法根据计算机分析小鼠MPI基因的基因组序列 ,构建用于同源重组载体的长臂和短臂并且转染小鼠ES细胞 ,经抗性筛选后得到阳性克隆 ,抽提基因组DNA后用PCR的方法进行重组子的初步筛选。结果　成功构建了MPI基因的基因打靶载体并且摸索了用PCR的方法进行重组细胞初步筛选的方法。结论　这个载体的构建为MPI基因功能的研究打下了基础 ,同时用PCR方法进行初步筛选大大减少了Southern杂交的工作量 ;利用实验小鼠来研究印迹基因是非常有效的方法 ,它不仅能了解印迹基因在小鼠生长发育过程中的功能 ,而且进而有助于研究人的相应印迹区。     

棉铃虫核型多角体病毒p35基因的PCR扩增和克隆及其在原核细胞中的表达

用苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒（ Ａｃ Ｎ Ｐ Ｖ） 凋亡抑制基因ｐ３５ 的合成引物,从棉铃虫核型多角体病毒（ Ｈａ Ｎ Ｐ Ｖ） 基因组中用 Ｐ Ｃ Ｒ 扩增到了１ｋｂ 片段。采用 Ｐ Ｃ Ｒ－ 双脱氧核苷酸链终止银染法,测定了所扩增到的１ ０１０ｂｐ 全序列,发现其开放阅读框完整,长８９７ｂｐ ,编码２９９ 个氨基酸。用 Ｄ Ｎ Ａ Ｓ Ｉ Ｓ 和 Ｐ Ｒ Ｏ Ｓ Ｉ Ｓ 软件分析发现,此片段与 Ａｃ Ｍ Ｎ Ｐ Ｖ ｐ３５ 基因同源区核苷酸同源性为９１ ％ ,氨基酸同源性也达８１ ％ ,证明了所扩增的片段是 Ｈａ Ｎ Ｐ Ｖ 的ｐ３５ 基因。为了研究此ｐ３５ 基因的功能及其效应机制,克隆了这一基因并在大肠杆菌细胞中实现了表达。     

人抗药基因在小鼠ES细胞中的表达及嵌合体小鼠的研究

本文用磷酸钙沉淀法将含人mdrl 基因表达质粒(pHaMDR 1/A)转染到小鼠胚胎干细胞(ES-5),得到了四个能稳定地在含有200 ng/ml 秋水仙素培液中生长传代的细胞克隆。经Southern 印迹杂交及RNA 印迹杂交证明人mdrl 基因已整合到ES 细胞基因组,并有表达。其中两个克隆杂交信号较强,抗药基因可随秋水仙素浓度提高而扩增,表达量也随之增加。用抗该基因编码的p170糖蛋白抗体对ES-mdr 1细胞作免疫荧光染色,证实p170蛋白分布于细胞表面。未发现ES-mdr 1细胞的体内、外发育潜能与亲代细胞的有何差异。但是mdr1细胞不能被RA 和HMBA 化学药物诱导分化,表明这些细胞已与亲代ES-5细胞不同,具有拮抗化学药物诱导分化的作用,其机理尚待研究。因此,ES-mdr1细胞可作为在细胞水平研究p170糖蛋白作用机理的体系,也可用以建立体外筛选拮抗抗约基因作用新手段的模型。我们也得到了含人mdr1基因的嵌合小鼠,并对它们的嵌合情况作了分析。     

DNA聚合酶δ结合蛋白38是microRNA-291a-5p的一个靶基因

DNA聚合酶δ结合蛋白38 (DNA Polymerase delta-interacting protein 38,PDIP38) 是2003年新鉴定的一个基因,目前认为其可能在DNA修复、有丝分裂以及血管平滑肌细胞迁移中起重要作用。根据本实验室前期在胚胎干细胞中对该基因的研究,认为microRNA可能在PDIP38的调控过程中发挥了重要作用。为证实这种推论,运用生物信息学方法预测发现在胚胎干细胞中高表达的microRNA——microRNA-291a-5p (miR-291a-5p) 与PDIP38的开放阅读框 (ORF) 有一个配对非常理想的靶位点,通过构建该靶位点的报告基因载体以及ORF表达载体,分别进行荧光素酶报告基因分析以及细胞转染和Western blotting方法。结果证明miR-291a-5p能够直接调节PDIP38的蛋白表达。进一步运用real-time PCR和Western blotting分析证明了在胚胎干细胞中miR-291a-5p能够调节内源PDIP38的蛋白表达而对其mRNA表达无影响,这些都证明PDIP38确实是miR-291a-5p的一个靶基因。     

逆病毒载体介导双耐药基因在脐血CD34+细胞中的表达和抗性研究

为探讨转染醛脱氢酶基因(ALDHl)和多药耐药基因(MDRl)的人脐血CD34+细胞能否同时增强对活性环磷酰胺(4-HC)和MDRl基因靶药的抗性,构建了同时含ALDHl和MDRl双耐药基因的逆转录病毒表达质粒GlNa-ALDHl-IRES-MDRl,经LipofectAMINE介导转染GP+E86和PA317包装细胞,采用含长春新碱(VCR)和4-HC的培养基克隆选择后收集重组病毒上清于单向型GP+E86与双嗜型PA317包装细胞行乒乓交互感染,获得PA317重组病毒生产细胞(最高滴度达5.6×105CFU／ml),将含ALDHl和MDRl双耐药基因重组病毒的上清在细胞生长因子刺激下重复感染人脐血CD34+细胞,用PCR、RT-PCR、Southernblot、Northernblot、FACS和MTT等方法检测外源ALDHl与MDRl基因在CD34+细胞中的转移和表达。结果显示逆转录病毒载体介导的双耐药基因已经整合人转染靶细胞基因组并获得有效表达,同时传递不同的耐药表型。经双耐药基因修饰的脐血CD34+细胞对4-HC和VCR药物同时产生抗性,其IC50值分别比未转染细胞高4倍和7.2倍,本研究为开展肿瘤基因治疗的临床研究奠定了实验基础。     

小鼠p16^INK4a基因位点的结构和功能研究

p16^INK4a基因的失活与多种肿瘤的发生和发展有联系。通过筛选小鼠基因组文库,获得长度为14.5kb的p16^INK4a基因组DNA片段。对上述14.5kbDNA 测序后进行生物信号学分析表明：该片段包含3个外显子,编码1个由168个氨基酸残基组成的多肽,其相对分子质量的理论计算值为17941,有7个可能的磷酸化位点,说明p16^INK4a蛋白的功能可能受到磷酸化的调控。该DNA片段的非编码区分布着大量短散布元件、长散布元件和简单重复序列,这样的结构为转座和同源重组提供了结构基因,提示了部分肿瘤细胞中p16^INK4a基因缺失的可能原因。对第一外显子离列与巳发表的相应序列比较发现其DNA序列和所编码的多肽存在多态性。     

在小鼠胚胎干细胞进行基因打靶的策略

基因打靶技术是一种通过同源重组按预期方式改变生物活体的遗传信息的实验手段,与小鼠胚胎干细胞培养系统相结合,使得人们可以方便地将各种突变引入小鼠体内,得以从生物整体水平上研究高等真核生物基因的表达、调控及其生理功能.扼要介绍了近年来在小鼠胚胎干细胞进行基因打靶的研究进展.     

慢病毒介导Nanog基因在小鼠ES细胞的表达

试验尝试构建小鼠Nanog基因慢病毒表达载体,培养表达外源Nanog基因的小鼠ES细胞。结果显示通过RT-PCR扩增出918bp的小鼠Nanog基因,测序正确的小鼠Nanog基因通过慢病毒介导在小鼠ES细胞表达后,表达外源Nanog基因的小鼠ES细胞生长状态同普通ES细胞无明显差异,在无LIF的ES细胞培养液培养条件下,表达外源Nanog基因的小鼠ES细胞保持正常的ES细胞集落,碱性磷酸酶、Oct4和SSEA-1免疫细胞化学检测为阳性,相同情况下未表达外源Nanog基因的小鼠ES细胞集落退化消失。试验证实了通过慢病毒载体介导培养了表达外源Nanog基因的小鼠ES细胞。试验尝试构建小鼠Nanog基因慢病毒表达载体,培养表达外源Nanog基因的小鼠ES细胞。根据小鼠Nanog基因m RNA序列设计Nanog基因引物,引物两端带有Nhe I和Xho I酶切位点。Trizol试剂处理小鼠ES细胞,通过RT-PCR扩增出小鼠Nanog基因,小鼠Nanog基因用Nhe I和Xho I酶切后连入pcDNA3.1载体中,PCR检测阳性的细菌克隆进行测序,测序正确的Nanog基因片段连接入PLL-IRES-Neo慢病毒表达载体中,包装含有Nanog基因的慢病毒感染小鼠ES细胞,在SNL细胞饲养层上G418筛选2周后,添加普通ES细胞培养液在普通小鼠胎儿成纤维细胞饲养层上培养。结果显示通过RT-PCR扩增出918 bp的小鼠Nanog基因,测序正确的小鼠Nanog基因通过慢病毒介导在小鼠ES细胞表达后,表达外源Nanog基因的小鼠ES细胞生长状态同普通ES细胞无明显差异,在无LIF的ES细胞培养液培养条件下,表达外源Nanog基因的小鼠ES细胞保持正常的ES细胞集落,碱性磷酸酶、Oct4和SSEA-1免疫细胞化学检测为阳性,相同情况下未表达外源Nanog基因的小鼠ES细胞集落退化消失。试验证实了通过慢病毒载体介导培养了表达外源Nanog基因的小鼠ES细胞。     

通用型基因打靶载体的构建及其功能鉴定

为了构建适合大多数基因座位点打靶的通用型基因打靶载体及打靶成功后去除正选择标记基因,以克隆载体pGEM-3Z为骨架,插入了一个正选择标记基因新霉素磷酸转移酶基因(neo).两个相同的负选择标记基因单纯疱疹病毒胸苷激酶基因HSV-tk1和HSV-tk2,并在neo的两侧各添加了一个方向相同的LoxP(10cus of crossing-over(X)in P1)序列及两个不同的多克隆位点序列,从而构建了载体pA2T.插入的两个不同的多克隆位点序列中,neo和HSV-tk1之间的多克隆位点序列有8个稀少的酶切位点、neo和HSV-tk2之间的多克隆位点序列有5个稀少的酶切位点,neo、HSV-tk1和HSV-tk2有各自独立的转录单元.脂质体法转染山羊成纤维细胞,用遗传霉素(G418)和丙氧鸟苷(GAC)进行正负筛选,验证了正负选择标记基因的生物活性,证明通用型基因打靶载体pA2T构建成功.栽体pA2T转化组成性表达Cre重组醇(Cyclization recombination protein)的大肠杆菌BM25.8,检测到LoxP序列的生物活性,结果表明pA2T中的正选基因可以被Cre重组酶去除.因此,本研究所构建的通用型基因打靶载体pA2T,根据不同的基因座设计同源臂后,插入到MCS中可直接用于不同基因座位点的打靶,并能够在打靶成功后用Cre重组酶去除基因组中插入的neo基因,为用基因打靶的方法制作转基因动物提供了便利.     

p35/cdk5复合物的功能及在阿尔茨海默病病理中的作用

阿尔茨海默病（Alzheimer's disease,AD)是老年痴呆症中最常见的一种,以严重的记忆减退和认知障碍为主要临床表现,目前有关AD的发病机制尚不甚明了,神经原纤维缠结由高度磷酸化的tau蛋白聚集而成,是AD的特征性病变。细胞周期蛋白依赖的蛋白激酶5（cyclin-dependent ki-nase5,cdk5)与其调节蛋白p35,p25等参与了AD病人脑内tau蛋白的异常磷酸化,在AD的发病过程中可能发挥重要作用,本文简要介绍p35及cdk5的结构特征,在中枢神经系统内的分布,对p35/cdk5参与AD发病机制进行了初步的探讨,为临床防治AD提供一些新的思路。     

人生长激素基因逆转录病毒载体的构建及其对3T3和ES细胞的转化与表达

为了研究生长激素基因在异源细胞中的表达,构建了携带人生长激素基因（ｈＧＨ）的逆转录病毒载体ｐＩＮＳ－ＧＨ,并将其导入小鼠成纤维细胞３Ｔ３和小鼠胚胎干细胞（ＥＳ细胞）ＣＣＥ中。ｐＩＮＳ－ＧＨ转化３Ｔ３细胞,获得了高效表达的克隆,即用放射免疫法检测到克隆培养基中有大量的人生长激素蛋白富积,如ＧＨＳＮＣ２０,富积率高达３７８４ｎｇ／ｍｌ,而且外源基因的整合很稳定。不同的３Ｔ３转化克隆的表达率有显著的差异,Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交的结果表明,这种差异与外源基因整合的拷贝数无关。ｐＩＮＳ－ＧＨ转化ＣＣＥ细胞没有获得明显表达的克隆,而且外源基因的整合也不稳定。转化的ＥＳ细胞克隆总ＤＮＡ的Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交结果表明,ｈＧＨ基因的确整合到细胞基因组中。目前尚未发现明显的外源ＤＮＡ重排的迹象。     

CHD5基因RNAi慢病毒载体的构建及其对结直肠癌细胞生物学功能的影响

目的:研究人类肿瘤相关基因CHD5基因miR-shRNA慢病毒对结直肠癌Lovo细胞的影响。方法:利用软件设计对CHD5基因干扰有效的序列,合成靶序列,退火形成双链DNA,酶切后与载体相连接。将重组慢病毒载体pPRIME-TET-GFP-CHD5与慢病毒包装质粒pCMV-VSV-G,pRSV-Rev,pMDLg-pRRE共转染293FT细胞,将包装重组慢病毒感染人类结直肠癌Lovo细胞。通过荧光定量PCR和Western blot验证CHD5基因在细胞中的表达情况,应用MTT检测CHD5低表达对Lovo细胞增殖的影响。结果:成功构建pPRIME-TET-GFP-CHD5重组质粒,经酶切及序列测定正确,包装的病毒滴度为3.1×106TU/ml。用制备的病毒上清感染Lovo细胞后,荧光定量PCR和Western blot分析结果显示该慢病毒可分别在转录和蛋白质水平上抑制Lovo细胞CHD5基因的表达,并使得Lovo细胞增殖失控。结论:成功构建CHD5慢病毒表达载体,表达的慢病毒可有效的感染Lovo细胞,提高Lovo细胞的增殖能力。     

低氧通过上调Wnt5a促进人胚胎干细胞向生血内皮细胞分化

胚胎的早期发育是在低氧条件下进行的,低氧环境在胚胎血管发生及造血发育中起着重要作用,低氧条件能促进胚胎干细胞在体外向内皮细胞和造血细胞的分化,但低氧条件对造血细胞产生的具体作用及相应机制尚不清楚．本研究利用人Es细胞向造血祖细胞定向分化体系,发现低氧环境可以促进CD31＋TIE2＋造血内皮祖细胞的产生,2天后造血内皮祖细胞开始表达终生造血基因．进一步研究发现,低氧能够上调Wnt5a的表达,干涉Wnt5a能够抑制低氧环境对生血内皮细胞分化的促进作用．在正常氧环境下加入Wnt5a产生促进生血内皮细胞分化的效应,该效应与低氧处理促进生血内皮细胞产生的作用相似．本研究首次证明了低氧通过上调Wnt5a的表达促进人Es细胞向生血内皮细胞的分化,为ES细胞向生血内皮细胞的分化及造血祖细胞分化的研究提供了新的线索．     

A fast and efficient method for transiently transfecting ES cells: application to the development of systems for conditional gene expression

Classically, mouse embryonic stem (ES) cells are transfected by electroporation, a method that requires a large number of cells. Here we describe a protocol using a liposome based transfection agent that is a very simple, rapid and cost effective way of transiently transfecting very low numbers of ES cells. We found this method very useful in screening a large number of ES clones when working with inducible expression systems in which at least two elements are required for regulated expression of the gene of interest. After stable transfection of the first component, clones can be easily and rapidly screened for expression of the gene of interest by transiently transfecting the second component of the system using this protocol.