CRNDE靶向调控miR-186影响胶质瘤干细胞生物学行为的分子机制

【目的】 存在于脑胶质瘤组织中的胶质瘤干细胞(GSCs)与恶性脑胶质瘤的发生、发展和复发密切相关。长链非编码RNA (lncRNA)的转录和功能失调能够参与肿瘤的发生发展。结直肠肿瘤差别表达基因(CRNDE)属于lncRNA,有报道CRNDE在胶质瘤组织中的表达上调。本项目旨在研究GSCs中异常表达的CRNDE是否影响GSCs的生物学行为及相关的分子机制。 【方法】 Real-time PCR检测GSCs和non-GSCs中CRNDE和miR-186的表达水平以及CRNDE对miR-186的成熟体、初级转录本和前体表达的影响。双荧光素酶报告基因实验验证CRNDE与miR-186以及miR-186与靶基因间存在靶向结合。RIP和RNA pull-down实验检测CRNDE与miR-186和Ago2之间的相互作用。CCK-8细胞活力检测、流式细胞术、transwell迁移、侵袭实验验证CRNDE和miR-186对GSCs的增殖、凋亡、迁移和侵袭的影响。建立GSCs裸鼠移植瘤模型验证Lv-shCRNDE和Lv-miR-186单独或联合应用对人GSCs裸鼠移植瘤的生长及荷瘤鼠生存时间的影响。 【结果】 GSCs中CRNDE的表达较non-GSCs组显著上调;GSCs中miR-186的表达水平较non-GSCs组显著下调。沉默CRNDE显著抑制了GSCs的增殖、凋亡、迁移和侵袭。通过生物信息学软件分析,预测到CRNDE与miR-186存在结合位点,并通过双荧光素酶报告基因实验证明了CRNDE与miR-186的结合作用,明确了结合位点。在GSCs中,CRNDE能够结合Ago2,并与miR-186存在相互作用。下调GSCs中CRNDE的表达能显著上调miR-186的成熟体表达,而初级转录本和前体的表达均未见明显变化。过表达miR-186显著抑制了与GSCs增殖、凋亡、迁移和侵袭相关蛋白XIAP、noggin、MAPK1和PAK7的表达;沉默miR-186则显著上调了上述蛋白的表达。miR-186能够靶向结合XIAP、noggin、MAPK1和PAK7基因的3'非翻译区。沉默CRNDE后通过上调miR-186的表达,促进miR-186对靶基因XIAP、Noggin、MAPK1和PAK7的负性调控,抑制了GSCs的增殖、凋亡、迁移和侵袭;过表达CRNDE结果则与之相反。与Lv-shCRNDE和Lv-miR-186单用相比,两者联合应用能够显著抑制人GSCs裸鼠移植瘤的生长,延长荷瘤鼠生存时间。 【结论】 CRNDE通过结合并负性调控miR-186的表达,减弱miR-186对靶基因XIAP、Noggin、MAPK1、PAK7的调节,影响GSCs的生物学行为。该研究能够为脑胶质瘤的治疗和药物研发提供新策略。     

抗日本血吸虫单抗识别曼氏血吸虫表面蛋白的研究

【目的】 证明本实验室所制备的抗日本血吸虫表面蛋白(Sj29)的单克隆抗体可识别曼氏血吸虫表面蛋白(Sm29),拓宽抗Sj29单克隆抗体的用途,为今后研发检测血吸虫病的通用型试剂盒打下基础。 【方法】 通过基因工程技术和分子生物学技术扩增曼氏血吸虫表面蛋白基因(Sm29)并与T载体连接,连接产物转化至感受态细胞(大肠埃希菌),挑取单菌落,摇菌,提质粒双酶切鉴定,测序,再将测序正确的Sm29基因与真核表达载体pEGFP-C2连接,构建重组真核表达质粒,再将该重组质粒转染至真核细胞COS-1中表达,荧光显微镜观测转染效率。最后用蛋白质印迹技术和细胞爬片免疫组化两种方法验证抗Sj29单克隆抗体和兔日本血吸虫感染血清能否识别Sm29蛋白。 【结果】 经酶切后,琼脂糖凝胶电泳鉴定显示,所得的条带的位置及大小均与目的基因的位置及大小相一致,并且目的基因测序结果的相似度为99%,其中1%突变的碱基为无义突变类型,对蛋白的表达没有影响。荧光显微镜下观察转染效率为30%~40%。用日本血吸虫表面蛋白(Sj29)和曼氏血吸虫表面蛋白(Sm29)分别作为一抗进行蛋白质印迹,其结果显示此株抗Sj29单克隆抗体均能识别上述两种蛋白,并且其识别日本血吸虫表面蛋白(Sj29)的位置位于20 kd左右,而其识别曼氏血吸虫表面蛋白(Sm29)的位置位于55 kd左右,这两种结果均符合预期结果。以抗Sj29的单克隆抗体和日本血吸虫感染的兔血清分别为一抗作免疫组化,其结果均呈阳性,其对照组分别以PBS和正常兔血清为一抗,结果均呈阴性。说明抗Sj29的单抗不仅可以识别Sm29蛋白,同时感染兔血清中的抗体也可以识别曼氏血吸虫表面蛋白(Sm29),进一步提高了以后研发检测血吸虫病通用试剂盒的可行性。 【结论】 抗Sj29单克隆抗体能识别Sm29蛋白,为今后研发检测血吸虫循环抗原的通用型试剂盒打下基础。     

CD70在肝细胞癌转移侵袭中作用的研究

【立论依据及设计思路】 CD70属于肿瘤坏死因子超家族成员,为II型跨膜蛋白,与淋巴细胞上CD27结合后发挥作用。其在包括肾癌在内的多种肿瘤中表达异常,与免疫逃离有关。但CD70在肝细胞癌中的表达及其作用目前尚不清楚,本课题组在前期实验中意外地获得了具有很强迁移侵袭能力的肝癌细胞,而在这种细胞中CD70表达显著下降,随后我们又分析了40例巴塞罗那(BCLC)不同分级肝癌患者肿瘤组织和癌旁组织中CD70的表达,发现肿瘤出现转移后,CD70的表达明显下调,说明肝癌发生转移时CD70的表达确实出现改变。因此本实验旨在研究CD70表达变化与肝癌细胞转移侵袭间的关系,为肝癌病程提供新的潜在的转移标志物. 【实验内容】 (1)选择HepG2、Huh7、Hep3B和BEL-7402不同肝癌细胞系,利用流式细胞分选技术,分选CD70阳性和CD70阴性的细胞进行培养。(2)运用相差显微镜、扫描电镜及透射电镜观察CD70表达情况不同的细胞形态;应用MTT的方法检测不同细胞的细胞活力;利用transwell实验检测不同的细胞迁移和侵袭能力;最后根据实验结果,查询与迁移有关的蛋白质并利用蛋白质印迹的方法进行检测。(3)分别采用裸鼠尾静脉注射观察肺部转移瘤和脾脏注射观察肝转移瘤的方法,评价CD70表达变化与肿瘤转移及注射后裸鼠生存率的关系;通过皮下注射检测不同细胞的成瘤性并保留照片和组织,进行免疫组化以及蛋白检测。(4)选择新鲜人肝癌组织,用流式细胞技术对这些组织进行CD70表达的检测并分选,再将分选好的新鲜人肝癌细胞异体移植到裸鼠体内以检测其细胞特性是否与体外培养的细胞一致。 【材料】 HepG2、Huh7、Hep3B、及BEL-7402细胞系,流式分选仪,CD70的流式抗体BD Pharmingen 555834,BD Pharmingen 555835,裸鼠,新鲜人肝癌组织 【可行性】 前期工作已证实CD70在肝癌细胞转移后表达下调,提示CD70可能参与肝癌的转移;能熟练操作课题中所需的方法;所属实验室为“肝脏保护与再生调节北京市重点实验室”,与北京佑安医院具有合作关系,能获得新鲜人肝癌组织。 【创新性】 首次发现CD70在肝癌转移过程中表达下调,同时本课题首次提出CD70表达下调可能促进肝癌转移。     

C.novyi-NT抗肝癌细胞作用的实验研究

【立论依据】 2001 年Dang等通过研究Clostridium novyi(C.novyi)对结直肠肿瘤、黑色素瘤的作用发现,它能够引起广泛的肿瘤细胞坏死;为了减少其致病性,C.novyi 中编码外毒素的基因被去除,成为C.novyi-NT(Nontoxicgenenic C.novyi)菌株。研究人员将C.novyi-NT 芽胞通过尾静脉给予荷瘤裸鼠,有趣的是,C.novyi-NT除了在肿瘤中生长外,却并不累及其它正常组织;实验结果表明C.novyi-NT在肿瘤低氧区域弥散分布,并引起该区域肿瘤细胞明显坏死,整体上缩小肿瘤体积,且具有约30%的治愈率。C.novyi-NT对肿瘤的杀伤作用被证实与引起机体免疫反应有关,但具体机制仍不清楚。随后C.novyi-NT芽胞被用来联合抗肿瘤药物、放射疗法,均表现出令人振奋抗肿瘤协同作用。目前C.novyi-NT的抗肿瘤研究已进入I期临床试验,以评估其安全性。 【设计思路】 基于已有的研究基础,我们提出C.novyi-NT对肝癌具有治疗作用,且是通过诱导机体产生免疫炎性反应起到杀伤作用;另外,通过联合索拉菲尼、紫杉醇等化疗药物,能够起到协同作用。 【实验内容】 (1)建立鼠肝癌H22荷瘤小鼠模型:观察肿瘤生长情况,统计小鼠存活天数;(2)C.novyi-NT 芽胞的制备:诱导C.novyi菌株芽胞形成,通过物理方法去除毒力基因,得到C.novyi-NT芽胞;(3)C.novyi-NT抗肝癌作用的研究:将C.novyi-NT芽胞通过尾静脉注入荷瘤小鼠,观察肿瘤生长变化、测量肿瘤体积,统计小鼠治愈率、死亡率,检测血管生成指标及免疫指标;联合C.novyi-NT与肿瘤化疗药物索拉非尼、紫杉醇处理荷瘤小鼠,观察抗肿瘤效果并检测血管生成、免疫指标。 【材料】 C.novyi;H22鼠肝癌细胞株;BALB/c小鼠;索拉菲尼;紫杉醇。 【可行性】 本项目立论依据充分,有大量的相关研究工作作为基础;实验设施及实验环境均满足本项目要求,并受到微生物学教研室主任李明远教授指导;项目研究团队均为基础医学基地班学生,通过平时各类科研训练,已有一定的实验基础。 【创新性】 此项目为肿瘤学、微生物学、免疫学等多学科交叉,并与转化医学紧密结合。此项目将首次揭示C.novyi-NT对肝癌的治疗作用及具体机制,并通过C.novyi-NT联合肿瘤化疗药物对肝癌的协同治疗作用,为耐药性肿瘤的治疗提供新的治疗策略。     

宫颈肿瘤组织高危型HPV新分型方法的建立

【立论依据】 高危型HPV在感染过程中产生的病毒源性癌蛋白E6、E7在宿主细胞中呈过度表达,是致宫颈癌的关键因素。已经证实,病毒基因组整合到宿主染色体是HPV致癌的重要因素。HPV DNA的整合不但改变整合位点及临近宿主基因的表达,而且可使HPV衣壳蛋白基因(L1和L2)片段缺失,这严重限制了目前临床上使用的基于L1基因序列的HPV检测及分型。本研究拟选择宫颈癌组织高表达的E6、E7基因序列,设计特异性探针及引物,优化PCR条件,建立高危型HPV检测到的多重PCR技术,可快速对宫颈癌组织中高危型HPV进行检测和分型。 【设计思路】 设计HPV不同型别E6/E7特异性探针及引物,优化PCR条件,扩增宫颈肿瘤组织标本中高危型HPV E6/E7基因,结合测序,建立高危型HPV检测到的多重PCR技术,对宫颈癌组织高危型HPV进行检测和分型,并与目前临床上广泛使用的检测方法比较,验证该方法的敏感性和特异性。 【实验内容】 收集低度上皮内瘤变(LSIL)、高度上皮内瘤变(HSIL)和宫颈癌组织样本等不同类型的宫颈肿瘤组织标本,抽提DNA;根据高危型HPV早期基因 E6/E7基因序列,在同源性分析的基础上,设计HPV不同型别的E6/E7特异性探针及引物, PCR扩增宫颈肿瘤组织标本DNA,通过基因测序验证PCR扩增的特异性;进一步优化PCR条件,建立高危型HPV检测到的多重PCR技术,检测宫颈肿瘤组织标本中HPV感染及型别,并与目前临床上使用的检测试剂盒比较,分析检测的灵敏性和特异性。 【材料】 LSIL组织样本、HSIL组织样本和宫颈癌组织样本各30例; HPV16+Siha细胞、HPV18+Hela细胞;不同型别HPV的E6/E7特异性探针及引物;高保真PCR酶及反应体系;琼脂糖凝胶电泳及毛细管电泳检测系统等。 【可行性】 本项目立论依据充分,标本来源丰富,前期预实验已运用此方法对高危型HPV16/18完成初步分型。 【创新性】 迄今尚无相关研究报道。本检测方法的建立为我国高危型HPV流行检测及宫颈癌疫苗的推广奠定基础。     

PAK6与HDAC6的相互结合诱导的细胞自噬在前列腺癌增殖中的作用

【立论依据】 前列腺癌 (prostate cancer,PCa)是男性恶性肿瘤的第一杀手。近期研究表明细胞自噬作为双刃剑在前列腺癌、乳腺癌等肿瘤的生理与病理过程中发挥重要的作用,但目前细胞自噬如何调控前列腺癌的机制尚无报道。p21活化激酶-6(p21-activated kinase 6,PAK6)是丝/苏氨酸蛋白激酶PAK家族的一员,通过磷酸化雄激素受体与肿瘤E3连接酶而泛素化降解雄激素受体,从而负向调节前列腺肿瘤的生长。HDAC6是Ⅱ类组蛋白脱乙酰化酶的一个成员,通过调节底物乙酰化水平促进肿瘤的生长与转化。已有文献报道,PAK6在前列腺癌中呈高表达,而HDAC6具有促进自噬小体形成的作用。我们前期的研究结果发现,PAK6可通过结合HDAC6从而诱导细胞发生自噬,且临床标本的免疫荧光结果显示PAK6与HDAC6共定位于细胞质中,且恶性前列腺癌中的共定位明显高于正常前列腺组织,提示两者在前列腺癌中发挥重要作用。因此本实验旨在探讨PAK6与HDAC6相互结合诱导的细胞自噬在前列腺癌中的发挥的生物学功能及调节机制。 【设计思路】 应用体内外结合实验研究二者在细胞内的相互作用。电镜及蛋白质印迹技术检测PAK6与HDAC6与细胞自噬的关系,及PAK6与HDAC6诱导的细胞自噬在前列腺癌中的生物学功能。免疫组化检测二者在前列腺癌临床标本中表达的相关性。 【实验内容】 (1)体外GST-pull down实验证实PAK6与HDAC6直接结合。(2)共转染HDAC6和PAK6到工具细胞HEK293中,免疫共沉淀检测二者在细胞内结合。(3)成功构建过表达和沉默PAK6细胞系,利用MTT,细胞计数及蛋白质印迹实验揭示PAK6与HDAC6诱导的细胞自噬在前列腺癌中的生物学功能。(4)免疫组化分析前列腺癌组织临床标本中PAK6与HDAC6表达的相关性。 【材料】 前列腺癌及工具细胞系,相应抗体, ECL发光试剂及仪器,共聚焦激光显微镜。 【可行性】 所在实验室为教育部医学细胞生物学重点实验室。前期实验成功证明PAK6和HDAC6的结合及共定位关系,本人已熟练掌握了后续实验涉及的相关技术。 【创新性】 本研究首次发现PAK6和HDAC6在前列腺癌中的共定位表达变化及二者的相互作用,阐明PAK6通过HDAC6促进细胞自噬,为寻找前列腺癌的预警分子提供理论基础。     

BMPs与wnt-3a促进C3T3-E1细胞成骨作用的研究

【目的】 在促进MSCs骨形成的众多调节因子中,骨形成蛋白(BMPs)家族在胚胎发育及骨骼形成中扮演重要的角色。目前发现的BMPs家族成员骨诱导活性中,具有成骨活性的有 BMP2、7、9 亚型。除了BMP通路外,wnt通路在骨形成中也起到了重要的作用。本实验旨在进行BMP-2/wnt-3a、BMP-7/wnt-3a、BMP-9/wnt-3a三种联合转染,观察感染后细胞各基因和蛋白的干扰效率及细胞体外成骨分化的影响,评价三种转染的成骨分化能力的强弱,并与单独转染效果进行比较。 【方法】 以cDNA文库为模版,应用PCR方法获得BMP2、BMP7、BMP9、wnt-3a基因的编码序列,经大肠杆菌转化后抽取质粒,构建基因表达质粒载体,酶切鉴定重组体并且经测序进一步确定。然后用pLP/VSVG、pLP2、pLP1质粒与BMP2、BMP7、BMP9、wnt-3a共转染293FT细胞。包装pELNS-BMP2、BMP7、BMP9、wnt-3a后转染小鼠间充质干细胞MC3T3-E1细胞,GFP荧光证实转染效果。茜素红染色检测钙结节,蛋白质印迹和real-time PCR检测成骨相关基因(Runx2)的表达水平,鉴定各成骨诱导因子的单独转染效能。最后用双基因联合转染(BMP-2/wnt-3a,BMP-7/wnt-3a,BMP-9/wnt-3a三组)MC3T3-E1细胞,GFP荧光证实转染效果;应用ELISA检测MC3T3-E1细胞培养上清中BGP和ALP的表达水平;应用real-time PCR检测Runx2 mRNA的表达水平;应用蛋白质印迹法检测蛋白的表达水平,鉴定双基因联合转染的成骨分化效能。 【结果】 pELNS-BMP2、pELNS-BMP7、pELNS-BMP9、pELNS-wnt3a表达质粒构建成功。重组慢病毒pELNS-BMP2、pELNS-BMP7、pELNS-BMP9、pELNS-wnt3a构建成功,成功转染MC3T3-E1细胞;Runx2表达水平:BMP2>BMP9>BMP7;茜素红染色显示BMP-2钙结节数量最多。双基因联合转染MC3T3-E1细胞,GFP荧光证实转染成功;蛋白质印迹与real-time PCR法显示三组联合转染Runx2表达水平比单独转染明显上升,且联合转染Runx2表达水平:BMP-2/wnt-3a>BMP-9/wnt-3a>BMP-7/wnt-3a; BGP表达与 ALP表达亦然。 【结论】 BMPs能促进间充质干细胞向成骨细胞分化, 其中BMP2成骨效果最好。而BMPs与wnt-3a的联合转染成骨效果高于单独转染,说明BMP通路与wnt通路有协同作用。其中BMP-2/wnt-3a双基因联合转染比另两种转染(BMP-7/wnt-3a和BMP-9/wnt-3a)成骨效能更高。这为组织工程骨重建研究提供了重要的理论依据和技术支持。     

HIF-1α信号通路相关分子在胃癌中的表达及其对细胞增殖与侵袭的影响研究

【立论依据】 缺氧诱导因子1α(Hypoxia-inducible factor 1α, HIF-1α)是参与低氧环境中细胞适应性调节的关键转录因子,通过结合于靶基因上游转录调节区的低氧反应原件调控多种分子的表达。HIF-1α的异常增高参与了多种癌症的发生发展,课题组前期研究揭示了胃癌组织中存在着HIF-1α的高表达现象,但是HIF-1α的异常表达通过哪些下游靶基因及信号通路来实现对胃癌细胞的增殖、侵袭的调控尚不清晰。因此,高通量筛选及验证HIF-1α下游靶基因,构建HIF-1α信号网络并进行功能分析,为深入理解以HIF-1α为核心的信号通路相关分子对胃癌细胞增殖与侵袭的影响奠定重要理论基础,同时也为阐明胃癌发生、发展机理,寻找胃癌早期诊断和治疗的靶标提供科学依据。 【设计思路】 本设计旨在前期研究基础上,检测胃癌细胞中HIF-1α的表达变化,结合转录组学及数据库信息绘制与细胞增殖及侵袭相关的HIF-1α调控网络图;利用RNAi技术沉默HIF-1α,检测其靶基因的表达,探讨转染后对肿瘤细胞增殖及侵袭的影响。 【实验内容】 (1)结合转录组及数据库信息,初步构建胃癌中HIF-1α调控网络,RT-qPCR及蛋白质印迹对HIF-1α及靶基因进行验证;(2)siRNA技术对胃癌细胞HIF-1α进行敲除,RT-qPCR、蛋白质印迹检测敲除后HIF-1α 及其靶基因表达;(3)MTT及transwell实验检测有效基因敲除后胃癌细胞株的增殖能力及侵袭性变化。 【材料】 (1)胃癌细胞株SGC-7901,细胞转染相关材料及试剂,HIF-1α及其靶基因引物、抗体,逆转录及实时定量PCR试剂,蛋白质印迹相关试剂。(2)转录组学信息,TRED数据库,cytoscape做图软件等计算机工具。 【可行性】 课题组前期利用外显子芯片、RT-qPCR及蛋白质印迹法证实HIF-1α在胃癌组织中呈高表达,并且结合TRED数据库及胃癌基因表达谱筛选出胃癌中HIF-1α可能的靶基因。以上工作为进一步探索HIF-1α作用的下游靶基因及其对胃癌细胞增殖及侵袭性的影响及机制研究提供了思路及实验基础。此外,项目组具有完成信号调控网络研究的硬件设施及研究基础,为项目的顺利实施奠定基础。 【创新性】 将高通量组学、生物学实验及计算生物学技术紧密联合,探讨HIF-1α信号通路对胃癌细胞增殖及侵袭性的影响及可能的机制。     

艳山姜挥发油对LPS诱导的HUVECs炎性损伤保护作用实验研究

【目的】 研究艳山姜挥发油(essential oil from Alpinia Zerumbet,EOFAZ)对脂多糖(LPS)诱导的人脐静脉内皮细胞(human umbilical vascular endothelial cells,HUVECs)炎性损伤的保护作用。 【方法】 体外培养HUVECs,以LPS复制HUVECs炎性损伤模型。MTT法分析探讨LPS复制模型的浓度与时间。预先1 h给予艳山姜挥发油,采用吉姆萨染色(Giemsa staining)进行形态学观察,MTT分析细胞存活率,生化酶学法分析培养上清液乳酸脱氢酶(LDH)活力和NO含量;酶联免疫法分析白介素1(IL-1)、白介素6(IL-6)、内皮素1(ET-1)的释放。 【结果】 与空白组(control)比较,模型组(LPS,LPS 15 μg/mL作用12 h)致HUVECs损伤。与模型组比较,艳山姜挥发油高(HD,4 μg/L)、中剂量组(MD,1 μg/L)、低剂量组(LD,0.25 μg/L)均可升高NO含量,降低LDH外漏,减少IL-1、IL-6和ET-1释放。 【结论】 艳山姜挥发油对LPS诱导的HUVECs炎性损伤具有保护作用。     

采用临床超声造影技术结合实时病理检测方法初步筛选肿瘤血管拟态相关诊断参数

【立论依据】 临床研究证实多种肿瘤组织中都存在血管生成拟态(VM),VM在临床上与肿瘤恶性程度、肿瘤血行转移、患者生存期及不良预后密切相关。但是目前在临床上还没有一个针对VM的诊断指标,所以有必要找到一个VM相关的预测性诊断指标,据此判断患者肿瘤的恶性程度及血供模式特点,为药物选择或手术治疗提供诊断依据。 【设计思路】 我们拟通过超声造影或彩色多普勒等医学影像手段判断VM血液灌注特点,并经过统计学相关数据分析筛选其相关参数或参数组合,将其作为VM的临床诊断指标,弥补VM临床诊断的空白。 【实验内容】 本项目借助荷瘤小鼠动物模型,将超声造影与实时病理学切片分析技术结合,从超声造影参数中筛选与VM相关的参数,为确定临床VM的诊断指标提供实验依据。 【材料】 H22瘤源鼠、CD31和PAS免疫组化试剂盒、超声造影剂SonoVue。 【可行性】 本项目组由无锡医学院负责解剖学、生物化学、生理学的老师提供动物实验的技术支持,同时与无锡市人民医院超声医学科共同合作,可以获得超声造影以及部分生化指标检测的技术支持。 【创新性】 本项目旨在寻找一种VM相关的临床影像诊断指标,弥补临床上超声造影诊断肿瘤VM的空白,为肿瘤性质的诊断和选择治疗方案提供新的实验依据。