重组腺病毒载体Ad5-hBDNF-EGFP的构建与鉴定*☆

背景：基因治疗是目前脊髓损伤治疗的方向，目的基因和载体是基因治疗的关键。 目的：构建携带增强型绿色荧光蛋白基因(Enhanced green fluorescence protein, EGFP)标志人脑源性神经营养因子(human brain-derived neurotrophic factor，hBDNF)基因重组腺病毒载体。 设计、时间及地点：单一样本观察，实验于2007-09/2008-06在福建医科大学附属第一医院完成。 材料：感受态大肠杆菌DH-5α购自美国Stratagene公司；pDC316-hBDNF、载体质粒pDC316-mCMV-EGFP、腺病毒骨架质粒pBHGlox_E1,3Cre、腺病毒包装系统AdMax和包装细胞株293购自加拿大Mixcrobix-Biosystems公司。 方法：以pDC316-hBDNF为模板，聚合酶链反应扩增酶切获得hBDNF基因片段，连接到带有EGFP标记基因的载体质粒pDC316-mCMV-EGFP上，构建穿梭质粒pDC316-hBDNF-mCMV-EGFP。利用AdMax包装系统，穿梭质粒与骨架质粒pBHGlox_E1，3Cre共转染293包装细胞, 同源重组产生复制缺陷型重组腺病毒载体Ad5-hBDNF-EGFP，反复感染293细胞扩增病毒后，离子交换法纯化病毒，并测定病毒颗粒数及滴度。 主要观察指标：①hBDNF基因原始质粒聚合酶链反应鉴定。②穿梭质粒pDC316-hBDNF-mCMV-EGFP的构建及鉴定。③重组腺病毒Ad5-hBDNF-EGFP的包装、扩增及纯化。④毒种目的基因的聚合酶链反应鉴定。⑤纯化病毒的滴度测定结果。 结果：经聚合酶链反应鉴定、限制性酶切分析及序列测定，证明已正确构建重组穿梭质粒pDC316-hBDNF-mCMV-EGFP和重组腺病毒载体Ad5-hBDNF-EGFP；扩增纯化后，测得重组腺病毒颗粒数为2.4×1011VP / mL，A260/A280值约为2.0，滴度为0.8×1010 CCID50/ mL。 结论：已成功构建重组腺病毒载体Ad5-hBDNF-EGFP，为hBDNF基因功能及基因治疗的进一步研究奠定实验基础。     

携带人血红素加氧酶-1基因重组腺病毒的构建及其在大脑皮层神经元中的表达

目的构建人血红素加氧合酶-1（hHO-1）基因的重组腺病毒,并研究其感染大脑皮层神经元的效率。方法采用基因克隆技术,将hHO-1基因克隆到腺病毒穿梭质粒pShuttle—IRES—hrGFP中,构建pShuttle-hHO-1-IRES—hrGFP质粒,利用细菌BJ5183将穿梭质粒与pAdEasy-1进行重组,获得重组的腺病毒质粒。线性化的腺病毒质粒经脂质体转染AD293细胞,进行重组腺病毒的包装和扩增。采用CsCl梯度离心进行病毒纯化。获得的腺病毒感染大脑皮层神经元,观察其感染效率和hHO-1表达水平。结果通过酶切鉴定证明腺病毒载体构建成功,包装出携带hHO-1基因的腺病毒,病毒滴度为2．0×10^10pfu／ml,获得的腺病毒对大脑皮层神经元的感染效率高于95％以上。结论成功地利用细菌内同源重组方法构建了携带hHO-1基因的腺病毒,并能够在大脑皮层神经元中高效地表达,为利用HO—1进行基因治疗提供了材料。     

重组质粒pEGFP-mDlX5的构建及其在SVZa神经干细胞中的表达研究

目的构建真核表达重组质粒pEGFP-mDlx5,并了解它在室管膜前下区(SVZa)神经干细胞(NSCs)中的mRNA及融合蛋白表达情况。方法运用DNA重组技术自原核表达载体上将小鼠来源的mDlx5基因克隆到增强型绿色荧光蛋白(EGFP)载体上,并用双酶切、测序进行鉴定;将重组质粒用电穿孔的方法转染SVZa NSCs,荧光显微镜下动态观察荧光变化情况;培养24h后提取转染细胞的总RNA及总蛋白,通过逆转录-多聚酶链反应(RT-PCR)了解其mRNA表达情况,用Western blot 检测其蛋白表达情况。结果重组质粒通过双酶切产生了0．78 kb目的插入片段及4．68 kb载体片段;测序后证实0．78 kb片段碱基序列与mDlx5基因完全同源;重组质粒转染SVZa NSCs 8 h后在荧光显微镜下观察到绿色荧光,12 h后逐渐增多,24-48 h达高峰,且稳定表达较长时间;24 h后通过 RT-PCR检测到mRNA表达,Western blot检测到58 kD目的蛋白表达。结论新构建的真核表达重组质粒pEGFP-mDlx5通过鉴定,结构正确:转染到SVZa NSCs后能在其中表达、发挥功能,为后续研究奠定了基础。     

小鼠IL-10重组腺病毒载体的构建及对树突状细胞的基因修饰

目的 构建mIL-10腺病毒重组体Ad-mIL-10,获得mIL-10基因修饰的树突状细胞。方法 根据IL-10基因序列及腺病毒载体的多克隆位点,合成包括酶切位点的基因序列,连接到pMD18-T载体并测序鉴定。用基因工程的方法将小鼠IL-10基因克隆到BD Adeno-XTM腺病毒载体,于人胚肾293细胞中包装、扩增病毒并测定IL-10蛋白表达,转染到体外培养的小鼠骨髓来源的树突状细胞。结果 成功构建小鼠Ad-mIL-10重组腺病毒载体并高包装、扩增成功,测定高表达IL-10蛋白,体外成功培养小鼠骨髓来源的小鼠树突状细胞并顺利转染Ad-mIL-10。结论 用基因工程方法构建小鼠Ad-mIL-10重组腺病毒载体并转染小鼠骨髓来源的树突状细胞是可行的,为进行相关的基因治疗的可能性提供了更充足的理论依据。     

以海马神经元为靶细胞Ad-Easy系统快速构建携带PTEN基因的重组腺病毒表达载体

摘要：目的：应用Ad-Easy腺病毒载体系统快速构建携带PTEN (Phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten)基因的重组腺病毒表达载体,为应用基因技术研究PTEN对缺血性脑损伤后的神经保护作用奠定基础。方法：采用RT-PCR法从大鼠海马神经元扩增获得目的基因PTEN, 克隆入pAdTrack-CMV穿梭质粒（含绿色荧光蛋白（Green fluorescence protein,GFP）基因）形成转移载体pAdTrack-CMV-PTEN,将其在大肠杆菌BJ5183内与腺病毒骨架质粒pAdEasy-1同源重组;重组子酶切鉴定正确后转染HEK293细胞,PCR分析鉴定扩增情况及Western blot检测受腺病毒感染的海马神经元内PTEN蛋白的表达。结果：荧光显微镜检测到受腺病毒感染的HEK293细胞表达GFP,出现明显的细胞病变效应（Cytopathic effect,CPE）,经3轮扩增得到了病毒所需滴度。PTEN蛋白在受感染腺病毒神经元内表达显著增强。结论：利用Ad-Easy系统成功快速的构建了携带PTEN基因的腺病毒表达载体,为研究基因治疗缺血性脑损伤奠定了基础。     

人AWP1-RFP融合基因重组腺病毒的快速构建及其鉴定

目的 构建人的AWP1与红色荧光蛋白(RFP)融合基因的重组腺病毒载体，为研究AWP1的生物功能提供工具。方法将克隆的AWP1 cDNA插入高效表达RFP的载体pDsRedl-N1的多克隆位点，与RFP序列形成AWP1-RFP融合基因，将该融合基因亚克隆到穿梭载体pAdTrack-CMV和pAdShuttle-CMV中：经酶切鉴定正确后Pine I线形化，与骨架质粒pAdEasy-1共转染大肠杆菌BJ5183以同源重组：用lipofectAMINE将Pac I线形化的同源重组腺病毒载体转染293细胞以包装腺病毒：通过同源重组病毒载体和病毒颗粒基因组的DNA测序及PCR扩增和在293细胞中的表达鉴定重组腺病毒。结果同源重组载体和病毒颗粒的DNA测序和PCR分析显示AWPIcDNA序列正确，感染293细胞获得了AWP1-RFP融合蛋白的高效表达。结论成功构建和包装了人AWP1-RFP融合基因重组腺病毒。     

腺病毒表达载体pAdEasy-1/pAdTrack-CMV-Shh-N的构建及表达

目的构建携带Son ic hedgehog氨基端(Shh-N)基因的腺病毒表达系统并在包装细胞中制备相关病毒颗粒,以用于中枢神经系统疾病的基因治疗。方法应用多聚酶链式反应(PCR)技术扩增Shh-N,然后克隆至含巨细胞病毒(CMV)启动子的真核表达载体pAdTrack-CMV,在细菌中与缺陷型腺病毒基因组pAdEasy-1进行重组,构建pAdEasy-1/pAdTrack-CMV-Shh-N,然后转染包装细胞293细胞系。结果成功获得Shh-N片段并构建了缺陷型腺病毒表达载体pAdEasy-1/pAdTrack-CMV-Shh-N,经限制性酶切后证实该表达载体含Shh-N基因,在293细胞中小规模扩增病毒后,经PCR检测证实病毒颗粒中存在Shh-N基因。结论获得了携带Shh-N的腺病毒颗粒,可将之用于基因修饰神经细胞,进行促细胞存活和定向分化诱导研究,为自身干细胞和外源性细胞移植治疗中枢神经系统疾病的临床应用提供理论和实验基础。     

力生长因子重组腺病毒载体构建及其在成骨细胞中的表达

背景：研究表明,力生长因子(mechano-growth factor,MGF)能激活卫星细胞,促进成肌细胞增殖,在治疗肌损失、预防心肌损伤和修复神经损伤等方面有重要的作用。机械拉伸可使成骨细胞表达MGF,但是MGF对骨组织生理生化行为的影响机制尚不清楚。 目的：应用携带MGF基因的重组腺病毒载体转染成骨细胞,观察MGF在成骨细胞中的表达。 方法：将MGF基因插入到腺病毒穿梭质粒pAdTrack-CMV中,构建pAdTrack-MGF重组体。pAdTrack-MGF与腺病毒骨架质粒pAdEasy-1在BJ5183菌中进行同源重组,生成重组腺病毒质粒pAdEasy-MGF。脂质体介导pAdEasy-MGF转染293A细胞,包装成整的重组腺病毒Ad/MGF。用Ad/MGF感染原代培养的大鼠成骨细胞,荧光示踪计数法测定感染效率,RT-PCR法对重组腺病毒感染结果进行鉴定。 结果与结论：实验构建的重组腺病毒载体Ad/MGF滴度可达8.5×108 pfu/mL。Ad/MGF能高效感染体外培养的Wistar大鼠成骨细胞并表达目的基因,当感染复数为100时,感染效率最高。说明实验构建的Ad/MGF重组腺病毒可在大鼠成骨细胞中有效表达。     

利用Gateway技术构建重组腺病毒载体pAd-LMP-1

背景：目前大多采用Adeasy系统来构建和包装腺病毒载体,整个过程需要多次酶切,连接和转化筛选,并且在BJ183菌中的重组阳性率很低,还可能存在假阳性的可能,整个过程耗时、繁琐。 目的：应用Gateway技术较快速构建大鼠LIM矿化蛋白1基因重组腺病毒载体。 方法：从SD大鼠成骨细胞内提取总RNA,并设计LMP-1特异性引物进行RT-PCR,获取LMP-1基因后利用Invitrogen公司的TOPO定向克隆技术创建入门克隆pENTR/D-LMP-1,转化TOP10细菌后挑取阳性克隆摇菌提取质粒,入门克隆再与表达载体pAD/CMV/V5-DEST进行同源重组反应得到病毒载体pAD/CMV/V5-LMP-1,转化细菌后挑选阳性克隆摇菌提取重组病毒质粒,用Pac Ⅰ内切酶线性化后用转染293A细胞后得到重组腺病毒载体。将目的基因与Genebank中LMP-1(基因号：AF095585)一致性BLAST比较,并观察重组腺病毒载体pAd-LMP-1的表达。. 结果与结论：总RNA后电泳结果显示所提RNA完整,RNA纯度符合要求。成功获取大鼠LMP-1基因,入门质粒与病毒表达质粒经过酶切鉴定以及测序证明,目的基因与Genebank中LMP-1(基因号：AF095585)作BLAST比较,发现系列一致,没有突变。构建出来的腺病毒载体载体能在293A细胞中包装成功。提示利用Gateway 技术构建LMP-1重组腺病毒载体相对简单、快捷地获得pAd-LMP-1。     

重组腺病毒载体转导的脑源性神经生长因子在大鼠体外培养海马神经元谷氨酸损伤模型中的保护作用

近年来研究表明,脑缺血缺氧损伤机制与兴奋性氨基酸兴奋毒性、钙超载和细胞凋亡等有关。谷氨酸具有毒性损伤作用,但其是否能够引起细胞凋亡尚不确定。大量文献报道,在细胞培养液中加入谷氨酸可模拟体内兴奋性氨基酸损伤状态,但这种损伤与细胞凋亡的关系尚未完全明了。脑源性神经生长因子(BDNF)是神经营养因子之一,这类因子可促进神经元分化生长,对应激状态也有保护作用,但机制尚不完全明了。我们利用体外培养海马神经元观察谷氨酸损伤作用及其与凋亡的关系;以腺病毒为载体转导BDNF(Ad BDNF)观察BDNF蛋白表达;观察Ad BDNF对正常生长…     

NDRG2通过Hes1参与癫痫发作后海马齿状回的神经发生

目的 探讨N-Myc下游调节基因2(N-Myc downstream regulated gene 2,NDRG2)与癫痫发作后海马齿状回神经发生的关系。方法 C57BL/6小鼠20只,随机分为癫痫组和对照组,每组又分为癫痫造模后1和7 d两个时间点,每个时间点5只,通过蛋白免疫印迹检测癫痫后海马齿状回NDRG2蛋白相对表达水平和mRNA相对表达水平变化; 使用双皮质素(DCX)染色标记未成熟神经元,神经巢蛋白(Nestin)标记神经干细胞,神经核蛋白(NeuN)标记成熟神经元,观察NDRG2对海马齿状回神经干细胞增殖影响; 采用RT-PCR检测发状分裂相关增强子1(hairy and enhancer of split 1,Hes 1)、NDRG2 mRNA相对表达表达水平,并分析两者之间的相关性; 观察NDRG2参与癫痫发作后神经发生的可能机制。结果 癫痫组与对照组比较,DCX、Nestin、NeuN、Hes1、NDRG2蛋白相对表达水平在1和7 d这2个时间点有显著性增高,并随时间逐渐递增。结论 癫痫发作后海马NDRG2蛋白相对表达水平增高,与癫痫发作后海马齿状回的神经细胞增值时间具有一致性和相关性,NDRG2可能参与癫痫发作后海马齿状回的神经发生过程; 同时发现海马NDRG2表达增加和Hes1分子表达增加具有相关性,故推测NDRG2可能通过Hes1参与癫痫发作后海马齿状回的神经发生。     

Functions for adult neurogenesis in memory: an introduction to the neurocomputational approach and to its contribution

Until recently, it was believed that the introduction of new neurons in neuronal networks was incompatible with memory function. Since the rediscovery of adult hippocampal neurogenesis, behavioral data demonstrate that adult neurogenesis is required for memory processing. We examine neurocomputational studies to identify which basic mechanisms involved in memory might be mediated by adult neurogenesis. Mainly, adult neurogenesis might be involved in the reduction of catastrophic interference and in a time-related pattern separation function. Artificial neuronal networks suggest that the selective recruitment of new-born or old neurons is not stochastic, but depends on environmental requirements. This leads us to propose the novel concept of “soft-supervision”. Soft-supervision would be a biologically plausible process, by which the environment is able to influence activation and learning rules of neurons differentially.     

戊四氮点燃过程中大鼠海马 BMP4表达与神经增殖关系

目的探讨戊四氮(PTZ)点燃过程中大鼠海马骨形成蛋白4(bone morphogenetic protein-4,BMP4)的表达变化与神经增殖的关系。方法将成年大鼠分为对照组与模型组,模型组大鼠又根据在点燃中的不同时相点分为9组。用免疫组织化学与原位杂交的方法检测海马齿状回BMP4mRNA与BrdU阳性细胞数的变化。结果正常成年大鼠BMP4阳性细胞主要分布于齿状回的门区、颗粒下层、CA3、CA1区。BrdU阳性细胞主要分布在齿状回颗粒下层。BMP4阳性细胞与BrdU阳性细胞在点燃过程中均明显增加,呈明显正相关,点燃后2月降至基线水平。结论BMP4可能通过影响成年大鼠海马神经发生在PTZ点燃过程中起重要作用。     

Paroxysmal discharges in the EL mouse, a genetic model of epilepsy

The EL/Suz (EL) mouse is a strain that is highly susceptible to convulsive seizures after repeated sensory stimulation. Its control strain, DDY/Jc1 (DDY), is less susceptible under similar conditions. The seizure prone phenotype is the result of differences at several genetic loci. In vivo electrical recordings from the seizure prone EL mouse brain have shown that the appearance of abnormal discharges in the hippocampus are critical to the onset of generalized seizures, indicating that the hippocampus plays an important role in EL mouse seizure activity. In the present study, electrophysiological differences between EL and DDY mice (9–15 weeks of age) were examined by comparing field potentials recorded from the dentate granule cell layer of hippocampal brain slices from mice that had not been stimulated to induce seizures. In control physiological solution, no significant differences were observed in characteristics of perforant path evoked field potentials or in paired pulse depression of evoked field potentials using 20 to 300 ms interstimulus intervals. After 60 min of disinhibition following bicuculline (10 μM) exposure, however, prolonged large amplitude potentials, paroxysmal discharges, were evoked by perforant path stimulation in the dentate gyrus of EL mice but were absent in the DDY strain. Paroxysmal discharges were curtailed by APV and were similar to responses recorded from the dentate gyrus in hippocampal brain slices from temporal lobe epileptic patients. The field response to hilar stimulation was identical in both strains and was composed of a single population spike before and after bicuculline exposure. Mossy fiber terminals were not present in the molecular layer of either strain. We propose that the mechanisms leading to a greater likelihood of paroxysmal discharge generation in EL mouse may be important in the development and/or generation of epileptic seizures in this mouse strain and may be a significant phenotypic difference between the EL mouse and its parent strain.     

Validation and use of a computer-assisted counting procedure to quantify BrdU-labeled proliferating cells in the early postnatal mouse hippocampus

The dentate gyrus is one of the few brain regions that show proliferation of neuronal precursors postnatally and in adult life. Proliferation in the dentate gyrus has been shown to be influenced by exercise, stress and drugs such as antidepressants. Traditionally, proliferation studies rely on the time consuming and subjective manual count of labeled cells. Here we adapted the Metamorph software to automatically count cells labeled in the S phase in the developing dentate gyrus of mice. The validity of the computer-assisted method was established by showing an outcome similar to that obtained with the established manual counting procedure. In addition, by using a genetically modified mouse line with increased proliferation, the ability of the computer-assisted method to detect changes in proliferation was demonstrated.