利用CRISPR/Cas9技术构建Nedd4基因敲除BMDM巨噬细胞系

目的 利用CRISPR/Cas9技术构建Nedd4基因敲除骨髓衍生巨噬细胞系(BMDM),为研究Nedd4在巨噬细胞中的作用和机制奠定基础.方法 利用在线软件筛选了评分较高的3个针对Nedd4基因的单向导RNA(sgRNA),然后将合成的sgRNA序列插入到PX330质粒中;将重组质粒转入BMDM细胞,通过有限稀释法获取单克隆,采用Western印迹检测单克隆细胞中NEDD4蛋白水平;通过序列测定确认单克隆细胞的DNA序列.结果 通过Western印迹检测获取1株NEDD4蛋白缺失的BMDM细胞;测序结果表明该细胞系中Nedd4基因发生了16 bp的缺失突变.结论 利用CRISPR/Cas9技术构建的Nedd4敲除BMDM细胞系将成为研究Nedd4在巨噬细胞中的功能和机制的有力工具.     

靶向DNA连接酶Ⅳ小分子抑制剂SCR7提升CHO-K1细胞定点整合效率研究

目的 应用DNA连接酶Ⅳ（Lig4）的小分子抑制剂SCR7处理中华仓鼠卵巢（CHO）-K1细胞,验证其能否提高CHO-K1细胞中由CRISPR/Cas9介导的外源基因在ROSA26安全位点的定点整合效率。方法 构建靶向CHO-K1细胞ROSA26位点的特异性pX330-sgRNA-ROSA26质粒以及带启动子失活的GFP报告基因同源打靶载体,摸索并确定SCR7在CHO-K1细胞内作用的适宜浓度及处理时间,通过流式细胞术检测SCR7对CHO-K1细胞定点整合效率,同时评价剂量范围内SCR7对细胞凋亡的影响。结果 在CHO-K1细胞中成功构建靶向ROSA26位点的GFP报告系统,该系统可用于验证CRISPR/Cas9介导的定点整合效率;确定了SCR7对CHO-K1细胞作用的合适剂量和处理时间,在该条件下SCR7对CHO-K1细胞无明显细胞毒性;证实了SCR7在剂量范围内能有效提升外源基因在CHO-K1细胞ROSA26位点的整合效率,且对细胞凋亡无明显影响。结论 SCR7能提升CHO-K1细胞定点整合效率,该发现为应用Lig4小分子抑制剂构建具备高效表达外源基因的重组CHO细胞系奠定了基础。     

利用CRISPR/Cas9系统构建HepG2细胞THRAP3基因敲除细胞系

目的 使用CRISPR/Cas9基因编辑系统敲除人类肝癌细胞HepG2中的甲状腺激素受体相关蛋白3(THRAP3)基因,构建THRAP3基因敲除细胞系.方法 根据CRISPR/Cas9靶点设计规则,设计特异性靶向THRAP3基因第3个外显子相关序列的多条小向导RNA,通过T7核酸内切酶筛选出切割效率最高的载体,构建pSpCas9-THRAP3真核重组表达质粒.测序鉴定后,将重组质粒转染至HepG2细胞中,用嘌呤霉素(puromycin)抗性筛选细胞株,挑取单克隆,再用PCR、测序等方法鉴定细胞基因型,免疫印迹方法鉴定细胞THRAP3敲除效果.使用高通量测序的方法进行基因表达分析.用流式细胞仪检测基因敲除对细胞周期的影响,CCK-8试剂盒检测细胞增殖.结果 成功构建pSpCas9-THRAP3真核重组表达质粒,筛选出特异性敲除THRAP3基因的细胞系,验证了THRAP3敲除对细胞周期以及细胞增殖的影响.结论 利用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功构建并获得了THRAP3基因敲除细胞系并初步探究了THRAP3基因功能.     

内源性MGF在IGF-I Pre-mRNA选择性剪接中的作用

目的利用CRISPR/Cas9敲除小鼠成肌细胞系C2C12机械生长因子(mechano-growth factors,MGF),研究MGF在IGF-I pre-mRNA选择性剪接和C2C12增殖分化中的作用。方法针对IGF-I第五个外显子设计并构建CRISPR/Cas9基因敲除质粒,通过细胞转染并筛选出MGF发生移码突变的细胞株。采用RT-q PCR技术,检测这些细胞株MGF和IGF-IEa表达变化,以及细胞增殖和肌向诱导分化能力的变化。结果成功构建了针对MGF的CRISPR/Cas9基因敲除质粒,并筛选出3株MGF移码突变细胞株。这些细胞株的MGF和IGF-IEa表达上升,细胞增殖活性减弱,在诱导分化过程中,肌细胞标志性基因myogenin、MGF和IGF-IEa表达升高。结论内源性MGF敲除能够影响IGF-I pre-mRNA的选择性剪接以及增殖分化能力。     

内源性MGF在IGF-Ⅰ Pre-mRNA选择性剪接中的作用

目的 利用CRISPR/Cas9敲除小鼠成肌细胞系C2C12机械生长因子(mechano-growth factors,MGF),研究MGF在IGF-Ⅰ pre-mRNA选择性剪接和C2C12增殖分化中的作用.方法 针对IGF-Ⅰ第五个外显子设计并构建CRISPR/Cas9基因敲除质粒,通过细胞转染并筛选出MGF发生移码突变的细胞株.采用RT-qPCR技术,检测这些细胞株MGF和IGF-IEa表达变化,以及细胞增殖和肌向诱导分化能力的变化.结果 成功构建了针对MGF的CRISPR/Cas9基因敲除质粒,并筛选出3株MGF移码突变细胞株.这些细胞株的MGF和IGF-IEa表达上升,细胞增殖活性减弱,在诱导分化过程中,肌细胞标志性基因myogenin、MGF和IGF-IEa表达升高.结论 内源性MGF敲除能够影响IGF-Ⅰ pre-mRNA的选择性剪接以及增殖分化能力.     

CRISPR/Cas9基因编辑技术在病毒感染性疾病研究中的应用

自然环境中的易感病毒通过呼吸道、消化道、皮肤等侵入机体,进而在宿主细胞大量增殖,造成机体不同程度的损伤,严重时危及生命.目前大多数病毒感染性疾病均较难根治,也无特效药,已成为世界各国研究者面临的挑战.CRISPR/Cas9基因编辑技术通过gRNA特异性识别病毒基因组或宿主靶基因位点,促使Cas9核酸酶精准切割互补双链D...     

NCAPH基因敲除对胰腺癌细胞增殖迁移及侵袭能力的影响

目的 探究NCAPH基因敲除对胰腺癌PANC细胞增殖、迁移及侵袭能力的影响。方法 利用Oncomine数据库分析NCAPH在胰腺癌及其他癌组织中的表达水平;Kaplan-Meier plotter数据库分析NCAPH高低表达与胰腺癌患者预后的相关性;使用CRISPR/Cas9技术构建NCAPH基因敲除慢病毒建立NCAPH基因敲除细胞株;通过CCK-8实验、克隆形成实验、Transwell实验及划痕实验检测敲除NCAPH基因对细胞增殖、迁移及侵袭能力的影响,Western blotting检测MEK及ERK等蛋白的表达。结果NCAPH在胰腺癌、胃癌、结直肠癌及结肠癌组织中的表达均显著上调。Kaplan-Meierplotter数据库分析显示,NCAPH高表达组胰腺癌患者的预后不良(P<0.05);Western blotting检测结果显示,CRISPR/Cas9基因编辑技术能有效敲除胰腺癌PANC细胞系的NCAPH基因,从而抑制NCAPH蛋白的表达。CCK-8实验及克隆形成实验结果显示,与对照组相比,NCAPH敲除明显抑制了PANC细胞在48、72、96及120 h的增殖能力(0...     

利用CRISPR／Cas9系统构建H22细胞GP73基因敲除稳定株及功能鉴定

目的：利用CRISPR／Cas9基因编辑系统敲除小鼠源肝癌细胞H22中的GP73基因,构建H22细胞GP73基因敲除的稳定细胞株。方法根据CRISPR／Cas9靶点设计原则,设计2条特异性识别GP73基因启动子的上下游sgRNA,利用载体pX459质粒,构建2对重组真核表达质粒。经酶切和测序鉴定后,将重组质粒转染至H22细胞内,使用嘌罗霉素加压筛选稳定敲除GP73的H22细胞株,利用免疫印迹检测重组质粒对内源GP73的敲除效果。MTT实验检测GP73被敲除后对细胞增殖能力的影响,再利用划痕实验检测细胞的迁移能力。结果免疫印迹结果说明敲除GP73基因的小鼠源H22细胞株内无GP73蛋白的表达;并且GP73被敲除后,H22细胞的增殖能力和迁移能力减慢。结论通过CRISPR／Cas9系统获得了靶向GP73基因的重组质粒,并且筛选出了稳定干扰GP73表达的细胞株,从而为探讨GP73在肝癌发生中的作用奠定基础。     

利用CRISPR/Cas9系统构建HeLa细胞Cdc25C基因敲除稳定细胞株

目的 使用CRISPR/Cas9基因编辑系统敲除人类宫颈癌细胞HeLa中的细胞分裂周期蛋白25同源蛋白C(cell division cycle 25 homolog C,Cdc25C)基因,构建Cdc25C基因稳定敲除细胞株.方法 根据CRISPR/Cas9靶点设计规则,设计特异性识别Cdc25C基因第一外显子相关序列的上下游小向导RNA(small guide RNA,sgRNA),构建真核重组表达质粒.测序鉴定后,将重组质粒转染至HeLa细胞中,用嘌呤霉素(puromycin)抗性筛选稳定敲除Cdc25C基因细胞株,再用免疫印迹方法鉴定细胞Cdc25C敲除效果.最后用流式细胞仪检测基因敲除对细胞周期的影响.结果 筛选出稳定敲除Cdc25C基因细胞株,且Cdc25C敲除显著影响G2/M期进程.结论 利用CRISPR/Cas9技术成功获得了内源Cdc25C基因敲除细胞株,为研究Cdc25C在细胞周期进程的功能以及相关癌症的发生奠定了基础.     

应用同源重组技术构建小鼠Cchl1a3基因R528H突变型打靶载体的策略

目的构建小鼠Cchl1a3基因R528H突变型基因敲入打靶载体,模仿低血钾周期性麻痹患者中的对应发现。方法采用置换型载体,分为长短、短臂设计（1.5～2.0kb）,以便用聚合酶链反应（PCR）方法筛选中靶载体和ES细胞（embrgonic stem cell）。首先以Cchl1a3基因为模板设计引物,并引入与质粒内插入位点酶切序列相配的内切酶序列,扩增用于套取的同源臂a和b,以及用于插入筛选基因和实行定点突变的同源臂c和d,c和d首尾相接,用点突变特异性PCR在c内实现R528H突变。将a和b定向插入pBR322,借助于温度敏感的pSC101-BAD-gba-（tet）质粒的表达Red/ET重组酶,使其与携带Cchl1a3基因的细菌人工染色体（BAC）实现同源重组,套取含目的突变点、长约8kb的Cchl1a3的基因片断,形成pBR322-Cchl1a3。将c和d定向插入PL451质粒Frt-Neo-Frt片段两侧,酶切c-Frt-Neo-Frt-d片断纯化后,再与pBR322-Cchl1a3质粒一同转入含Red/ET重组酶基因的大肠杆菌EL250菌株,在重组酶的催化下再次实现同源重组,在Cchl1a3基因的给定位点实现R528H突变并插入包含筛选基因和重组酶识别位点的Frt-Neo-Frt片断,完成载体的构建。载体构建过程中,酶切位点变化导致的片断程度改变作为初筛,PCR产物测序结果作为最后的鉴定依据。结果打靶载体符合设计要求。结论运用点突变特异性PCR,结合Red/ET重组技术构建基因定点突变的基因敲入型打靶载体,在重组酶催化下仅需要2次同源重组即可完成。该策略成熟简便,省时省力,构建的载体易于鉴定。     

携带绿色荧光蛋白的可诱导性真核表达载体的构建及其表达

目的　构建携带绿色荧光蛋白 (GFP)的可诱导性真核表达载体。方法　将GFPcDNA片段克隆到可诱导性真核表达载体pMD neo上 ,构建成携带绿色荧光蛋白的可诱导性真核表达载体pMD GFP ;再采用脂质体转染法 ,将GFP基因转入HCC 92 0 4细胞中 ,用荧光显微镜观察其表达情况。结果　成功构建了携带绿色荧光蛋白的可诱导性真核表达载体pMD GFP ;荧光显微镜观察显示 ,在转染GFP基因的HCC 92 0 4 /GFP细胞中 ,荧光均匀地分布于整个细胞。结论　携带绿色荧光蛋白的可诱导性真核表达载体的构建 ,为进一步观察活体内肿瘤的生长和转移提供了基础。     

IDH1基因在肝内胆管癌细胞HuCCT1增殖与迁移中的作用及其初步机制

目的 探讨异柠檬酸脱氢酶1(IDH1)在肝内胆管癌(iCCA)细胞HuCCT1增殖与迁移中的作用及其可能的分子机制。方法 采用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建IDH1基因敲除的HuCCT1细胞(HuCCT1^IDH1-/-);CCK-8法和克隆形成实验检测IDH1野生型HuCCT1(HuCCT1^WT)细胞和HuCCT1^IDH1-/-细胞的增殖能力;细胞划痕和Transwell实验检测细胞的迁移和侵袭能力;Western blotting检测细胞上皮间质转化(EMT)相关蛋白E-钙黏蛋白(E-cadherin)、N-钙黏蛋白(N-cadherin)、波形蛋白(Vimentin)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)、Wnt3a、β-连环蛋白(β-catenin)的表达水平。生物信息学方法分析上述两种HuCCT1细胞的转录组测序结果,Western blotting验证转录组信息通路相关蛋白的表达。结果 与HuCCT1细胞比较,HuCCT1^IDH1-/-细胞增殖和克隆形成数目明显减少(P<0.05...     

应用CRISPR/Cas9技术构建MAVS基因敲除的ZR-751乳腺癌细胞株

目的 运用成簇的规律间隔短回文重复序列(CRISPR)/Cas9基因编辑技术,构建线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)基因敲除的ZR-751乳腺癌细胞株,研究MAVS对细胞生长的影响.方法 针对MAVS基因第一外显子设计小向导RNA(sgRNA),构建pX459-sgRNA重组质粒.然后利用嘌呤霉素筛选ZR-751 MAVS基因敲除的阳性克隆,Western印迹检测MAVS基因敲除情况,提取克隆基因组进行测序鉴定.平板克隆实验检测MAVS被敲除后对细胞增殖的影响,再利用MTS实验检测在DFX培养基刺激下,MAVS对细胞死亡的影响.结果 Western印迹结果说明ZR-751细胞株内MAVS已完全敲除;且在凋亡诱导剂DFX刺激下,MAVS被敲除后促进细胞增殖.结论 利用CRISPR/Cas9系统成功构建了MAVS基因敲除的ZR-751乳腺癌细胞株,初步实验提示MAVS抑制乳腺癌细胞生长,为后续研究MAVS在肿瘤中的功能奠定了基础.     

LSM14A蛋白通过活化IRF3抑制乙型肝炎病毒的复制

目的 探讨RNA相关蛋白LSM家族成员14A(LSM14A)在乙型肝炎病毒(HBV)感染中的功能及其潜在的分子机制.方法 通过慢病毒包装方法构建稳定敲低LSM14A的HepG2.2.15细胞株和稳定过表达LSM14A的HepG2.2.15细胞株,利用CRISPR/Cas9技术构建LSM14A敲除的HepG2.2.15细胞.采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)和蛋白免疫印迹(Western印迹)检测敲低、过表达和敲除效果.利用RT-qPCR和Northern印迹杂交检测HBV RNA的表达水平;RT-qPCR检测HBV DNA的表达水平;酶联免疫吸附实验(ELISA)检测乙肝病毒表面抗原(HBsAg)和乙肝病毒e抗原(HBeAg)的表达水平.利用Western印迹检测下游分子,RT-qPCR检测干扰素的分泌.结果 在HepG2.2.15细胞中过表达LSMJ 4A可显著抑制HBV的复制,而敲低或敲除LSM14A可显著促进HBV的复制.过表达LSM14A后,p-TBK1、p-IRF3、Ⅰ型和Ⅱ型干扰素的表达水平均显著增加.结论 在HepG2.2.15细胞中LSM14A蛋白通过促进IRF3的磷酸化诱导Ⅰ型和Ⅱ型干扰素的表达,进而抑制HBV的复制.     

乙型肝炎病毒DNA聚合酶反式调节蛋白HBVDNAPTP1的亚细胞定位与结构预测

目的 利用真核细胞绿色荧光表达系统分析乙型肝炎病毒DNA聚合酶反式调节蛋白HBVDNAPTP1的亚细胞定位,并用生物信息学方法对其结构进行分析.方法 将HBVDNAPTP1基因片段插入pEGFP-C1载体中,分别转染HepG2细胞与CX3S7细胞,在荧光倒置显微镜下观察绿色荧光融合蛋白的细胞内定位,并应用生物信息学技术分析HBVDNAPTPl的结构特征.结果 经RT-PCR扩增获得HBVDNAPTP1基因片段,成功构建HBVDNAPTP1基因的绿色荧光表达载体,转染细胞后,48～72h内细胞质出现明显的绿色荧光信号.结构预测结果表明HBVDNAPTPl无卷曲螺旋区域,有6个疏水区;无特殊二级结构,有2个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、4个N端豆蔻酰基化位点和3个蛋白激酶C磷酸化位点;不具有跨膜螺旋结构,无信号肽.结论 HSVDNAPTP1的亚细胞定位结果与生物信息学分析相符,为进一步研究其生物学功能及其在乙型肝炎、肝细胞癌中的作用机制奠定了基础.     

HepG2肝癌细胞中p24β1水平对高尔基体结构的影响

目的 通过改变人肝癌细胞HepG2中p24β1表达水平,研究该细胞中p24β1表达水平是否对高尔基体产生影响。方法 利用RNA干扰实验敲低HepG2细胞中p24β1表达（HepG2-KD）,通过Western印迹检测蛋白干扰效率,实时荧光定量PCR(qPCR)验证转录水平;通过CRISPR/Cas9基因编辑系统构建同源染色体双敲除p24β12基因的HepG2细胞系（HepG2-KO）,在基因组测序和Western印迹检测敲除表型后,通过CCK-8实验和克隆形成实验比较HepG2-KO与HepG2的细胞增殖活性;利用细胞免疫荧光实验分析高尔基体标志物α-N-乙酰半乳糖胺残基在细胞中的分布是否受p24β1水平影响。结果 RNA干扰后能使HepG2细胞中p24β1基因的表达下调;成功构建了同源染色体双敲除p24β1的HepG2-KO细胞系,其细胞增殖活性较HepG2无明显差异;在HepG2-KD和HepG2-KO细胞中,高尔基体呈弥散分布,并伴随片层状顺式高尔基体形态改变。结论 在肝癌细胞HepG2中,p24β1水平对于稳定高尔基体的结构至关重要,提示其对高尔基体功能具有重要调控作用。     

人THAP11基因RNAi慢病毒表达系统的建立

目的构建人THAP11基因RNA干扰（RNAi）慢病毒载体,制备高滴度病毒颗粒,敲低K562细胞和脐带血CD34＋细胞中THAP11表达。方法采用第三代慢病毒包装系统,将含有特异性干涉THAP11的DNA序列克隆入穿梭质粒pSicoR中,构建siTHAP11-pSicoR质粒。在脂质体介导下,siTHAP11-pSicoR与包装质粒pLP1,pLP2,pLP/VSVG共转染HEK293T细胞,获得高滴度慢病毒颗粒。感染K562细胞,检测内源THAP11敲低效果。感染人CD34＋细胞,流式分选GFP阳性细胞,检测原代细胞中THAP11的敲低效果。结果成功构建针对THAP11两个位点的RNAi慢病毒载体siTHAP11-1和siTHAP11-2并获得慢病毒颗粒,病毒滴度检测可达1.8×108TU/ml。感染K562细胞后建立稳定株,THAP11的蛋白水平和mRNA水平均有下调。感染CD34＋细胞效率达30%以上,siT-HAP11-1可下调THAP11mRNA约80%,siTHAP11-2约下调85%。结论成功构建THAP11的RNAi慢病毒载体,包装后的病毒颗粒可有效敲低细胞株及原代细胞中内源性THAP11的表达,为后续研究THAP11对CD34＋细胞的影响奠定基础。     

人Survivin基因重组腺病毒载体的构建及其表达

目的　构建含有人Survivin基因的重组腺病毒载体,为转染树突状细胞(DC)构建DC疫苗和基因治疗奠定基础。方法　自行设计一对分别含有KpnⅠ和XholⅠ酶切位点的Survivin基因上下游引物,以质粒pCITE/Survivin为模板,通过PCR扩增获得Survivin基因全序列。片段回收后经酶切,定向插入腺病毒穿梭质粒pAdTrack CMV,获得重组质粒pAdTrack CMV Survivin。通过KpnⅠ和XholⅠ双酶切、PCR及插入片段测序鉴定后,将正确重组体pAdTrack Survivin转化包含腺病毒骨架质粒pAdEasy 1 的BJ5183菌。同源重组后用选择性培养基筛选阳性克隆,提取质粒,用脂质体介导转染293细胞,通过观察绿色荧光蛋白(GFP)的表达及PCR扩增目的基因等方法鉴定重组的腺病毒。同时将病毒上清转染成纤维细胞,通过观察GFP的表达以及Western blot分析观察Survivin蛋白表达。结果　成功构建了含有人Survivin基因的重组腺病毒,病毒滴度为1 65×108pfu/L。Western blot检测可见16 5kD的Survivin蛋白表达。结论　该重组腺病毒载体的构建及成功转染到成纤维细胞内表达为下一步以人Survivin作为靶抗原的基因治疗奠定了基础。     

双基因重组腺病毒表达载体pAdxsi—GFP-HIF—KGF的构建及表达

目的：构建同时携带低氧诱导因子-1α（HIF-1α）和角质细胞生长因子（KGF）的腺病毒载体（pAdxsi—GFP—HIF—KGF）,观察其在A549中的表达。方法：从低氧处理A549细胞中PCR扩增HIF—1αDNA,并连接到载体pShuttle—CMV—EGFP上得到重组质粒pShuttle—GFP—HIF,同时将从质粒pIRES2一EGFP—KGF扩增的KGF基因也克隆其上,获得穿梭重组质粒pShuttle—GFP—HIF—KGF。再将其重组到pAdxsi病毒骨架载体上,构建携带HIF-1仅和KGF双基因的重组腺病毒载体。观察重组腺病毒转染3_549细胞后表达情况。结果：证实携带HIF—1α和KGF双基因的重组腺病毒载体pAdxsi—GFP—HIF—KGF成功构建。其转染A549细胞后可有效表达HIF一1和KGF蛋白,48h时HIF-1蛋白表达水平为（56．36±4．53）ng／ml,KGF蛋白表达水平为（60．20±2．92）ng／ml。结论：成功构建了双基因腺病毒载体pAdxsi—GFP—HIF—KGF,其可有效转染表达,具有进一步在肺损伤防治应用的前景。     

登革2型病毒43株NS1基因的克隆及在真核细胞中的表达

目的：研究含登革2型病毒43株（D2－43）NS1基因的重组质粒DNA在幼地鼠肾细胞BHK－21的表达。方法：将含信号肽的NS1基因片段插入到pcDNA3．1的KpnⅠ位点和EcolRⅠ位点之间,获得重组表达载体pcDNA-NS1。用电穿孔法将其导入BHK－21细胞,G418选择培养。挑取单细胞克隆,RT－PCR及蛋白质印迹法鉴定NS1基因的稳定表达,结果：在随机挑取的5个单细胞克隆中,有4个克隆的RT－PCR鉴定为阳性,蛋白质印迹结果表明NS1基因获表达。结论：构建的pcDNA-NS1质粒在BHK－21细胞中有稳定表达,因此含NS1基因的该重质粒DNA可作作核酸免疫。