应用CRISPR/Cas9系统在G401细胞株中敲除p21基因

目的 运用 CRISPR/Cas9 基因编辑技术, 在人恶性横纹肌样瘤细胞株 G401 中敲除 p21 基因。 方法 通过反转录定量 PCR（RT-qPCR）及 Western blot 检测各瘤细胞株中 p21 的表达, 针对 p21 基因作用的功能域, 设计了靶向人 p21 基因第 3 个外显子的向导 RNA（sgRNA）, 克隆入 lentiCRISPR v2 载体。 将测序及酶切鉴定正确的重组质粒在 293T 工具细胞中制备慢病毒颗粒并感染 G401 细胞, 使用嘌呤霉素进行阳性细胞筛选, 显微镜下挑取单克隆细胞团并继续培养获得 G401 单克隆细胞株。 提取单克隆细胞株 RNA 及蛋白, 利用 RT-qPCR 及 Western blot 方法检测细胞株中 p21 的敲除效果。 结果 p21 在人横纹肌样瘤细胞中高表达。 成功构建靶向 p21 基因的 lentiCRISPR v2-sgRNA 重组慢病毒质粒。 与对照组相比, 筛选得到的 G401 亚克隆细胞系中 p21 蛋白表达缺失。 结论 针对难转染的 G401 细胞, 应用 CRISPR/Cas9 系统成功构建了 p21 基因敲除的稳定株, 为后续深入研究 p21 在人恶性横纹肌样瘤中的作用机制奠定了基础。     

整合素连接激酶基因敲除骨肉瘤细胞系的建立及其对上皮-间质转化的影响

目的 利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建人整合素连接激酶ILK基因敲除的人骨肉瘤U2OS细胞系，探讨ILK敲除对骨肉瘤细胞上皮-间充质转化(EMT)的影响。方法 首先在人ILK基因的第2,4,6外显子区域选取序列，分别设计3组靶向ILK的sgRNA,退火后与酶切lentiCRISPRv2慢病毒质粒连接，构建含有sgRNA的重组质粒，重组载体与病毒包装质粒共转染293T细胞后获得慢病毒颗粒；将病毒颗粒感染U2OS细胞，经嘌呤霉素筛选及有限稀释法获得单克隆细胞株，通过测序、qRT-PCR及Western blot鉴定ILK基因稳定敲除细胞系，并进一步通过Western blot检测E-钙黏蛋白、N-钙黏蛋白、Snail1、Snail2、Twist等EMT相关标记分子以及Akt的磷酸化水平。结果 构建了3组lentiCRISPRv2-ILK-sgRNA敲除质粒，经慢病毒感染U2OS细胞后及单细胞克隆株的筛选鉴定后得到了一株含有ILK等位基因突变的细胞，Western blot证实ILK^-/-细胞中ILK蛋白表达缺失；相比野生型，ILK^-/-...     

TLR9基因敲除小鼠的构建及表型初步鉴定

目的构建TLR9基因敲除小鼠模型,并对其表型进行初步鉴定。方法利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建TLR9基因敲除小鼠;利用毛细管凝胶电泳技术鉴定敲除小鼠的基因型,并通过PCR产物测序分析对敲除效果进行鉴定;利用qRT-PCR和Western blot及免疫组织化学技术分别检测TLR9基因在mRNA水平和蛋白质水平的表达情况;观察基因敲除小鼠的遗传性状、体重及血常规变化;并通过苏木精-伊红(HE)染色观察小鼠组织的病理形态学变化。结果 PCR和测序结果表明TLR9基因敲除成功。敲除小鼠的脾、肝组织中TLR9基因mRNA及蛋白质水平表达显著低于野生型小鼠;TLR9基因敲除小鼠可正常生长繁殖,体重、外周血血常规各项指标均正常。TLR9基因敲除小鼠各组织形态学特征与野生型小鼠相比无明显差异。结论成功建立TLR9基因敲除小鼠模型,为研究TLR9基因的生物学功能和调控机制提供实验动物模型。     

CRISPR/Cas 9介导的基质Gla蛋白基因敲除对破骨细胞分化的影响

目的利用 CRISPR/Cas 9基因编辑技术,构建基质 Gla蛋白(MGP)基因敲除的 RAW264.7巨噬细胞系,明确 MGP基因在破骨细胞分化过程中的作用。方法利用在线软件分析并筛选出 3个针对 MGP基因外显子区的单链向导 RNA(gRNA)人工合成 gRNA寡核苷酸序列,并将其插入线性化的 LentiCRISPRv2质粒中,构建成 LentiCRISPRv2?MGP?gRNA重组质粒。将重组,质粒与 psPAX2、VSVG包装质粒一同转染 293?T细胞,包装并收集重组慢病毒,将其感染 RAW264.7细胞。经嘌呤霉素筛选得到稳定 RAW264.7细胞系,实时荧光定量多聚核苷酸链式反应(qPCR)、蛋白质印迹法(Western Blot)验证 MGP mRNA及蛋白表达水平。 qPCR检测破骨细胞分化标志分子的表达情况。结果成功构建了 LentiCRISPRv2?MGP?gRNA重组质粒,成功包装了含有 MGP?gRNA的重组慢病毒,筛选得到了稳定低表达 MGP的 RAW264.7细胞系。 qPCR及蛋白质印迹法检测显示,MGP mRNA、蛋白表达显著性下调(P＜0.05)。 qPCR结果显示,最具有代表性的 LentiCRISPRv2?MGP?gRNA1细胞破骨标志分其子 Itgb3(2.29±0.17)、 Acp5(2.86±0.15)、 Ctsk(2.07±0.13)的 mRNA水平均显著上调(P＜0.05)。结论利用 CRISPR/Cas 9基因编辑技术成功构建了 MGP基因敲除的 RAW264.7细胞系,敲除 MGP后 RAW264.7细胞破骨分化能力增强。     

TDO2基因敲除小鼠模型的建立和初步表型研究

目的构建TDO2基因敲除的C57BL/6小鼠,初步研究其表型。方法根据CRISPR/Cas9技术原理,设计并体外转录sgRNA,用显微注射法将Cas9、sgRNA同时注射到小鼠的受精卵。经胚胎移植,获得可能出现多种基因型并存的F0代小鼠。利用PCR法进行基因型判定,获得阳性F0代小鼠。由阳性F0代小鼠与野生型小鼠回交得到F1代杂合子小鼠。阳性F1代杂合子小鼠之间配繁,得到F2代纯合子小鼠。观察和分析纯合子小鼠的生长特性,繁殖能力和子代存活率。Western blot验证TDO2基因敲除纯合子小鼠肝脏组织中TDO2的蛋白表达。结果成功繁育和鉴定出TDO2基因敲除小鼠,PCR法成功鉴别了子代鼠的基因型;Western blot结果表明,TDO2基因敲除小鼠的肝脏组织中TDO2蛋白不表达。TDO2基因敲除小鼠饮食、体质量等未发现异常改变。结论成功建立TDO2基因敲除小鼠,为研究TDO2基因的生物学功能和在疾病中的调控作用提供实验手段。     

小鼠ORMDL3表达质粒的构建

目的构建小鼠血清类黏蛋白1样蛋白3(ORMDL3)基因的表达质粒,并在小鼠胚胎成纤维细胞(NIH3T3细胞)中检测其过表达效果。方法根据小鼠ORMDL3蛋白的编码序列设计引物,以NIH3T3细胞cDNA为模板,PCR扩增ORMDL3的编码序列,亚克隆入真核表达载体pcDNA3.1(+)限制性内切酶KpnⅠ和HindⅢ酶切位点之间,并测序鉴定。由脂质体介导将pcDNA3.1(+)和pcDNA3.1-ORMDL3质粒分别瞬时转染NIH3T3细胞中,24h后收取细胞,抽取细胞全蛋白,Western blot检测ORMDL3蛋白的相对表达量。结果成功构建小鼠ORMDL3表达质粒pcDNA3.1-ORMDL3,该质粒瞬时转染至NIH3T3细胞内可有效增加ORMDL3蛋白表达2倍左右(P<0.05)。结论成功构建小鼠ORMDL3表达质粒,为后续小鼠动物模型研究ORMDL3基因的功能及致病机制提供依据。     

人胰岛素样生长因子-1基因的克隆及在真核细胞的表达

目的 构建人胰岛素样生长因子—1(IGF1)真核表达载体，并在成纤维细胞NIH3T3细胞内进行表达。方法 用RT-PCR法从人肝细胞中克隆人IGF1的基因，将其连入真核表达载体pSec-Tag／FRT／V5一His，PCR法及测序鉴定阳性克隆；用脂质体法将阳性克隆转染NIH3T3细胞；收集转染后的细胞上清，用Western blot进行检测。结果 琼脂糖电泳显示RT-PCR扩增出315bp的条带；与载体连接后的克隆进行测序得到一个阳性克隆；Western blot检测显示转染后细胞上清出现与预计值相符的特异性条带。结论 成功克隆并构建人IGF1基因的真核表达载体，转染后NIH3T3细胞成功表达IGF1重组蛋白。     

组蛋白去乙酰化酶3真核表达载体的构建和鉴定

目的利用pEGFP-N1真核表达载体构建组蛋白去乙酰化酶3真核表达载体pEGFP-Hdac3,并鉴定其在大鼠肝癌细胞系CBRH-7919中的表达。方法利用大鼠肝脏cDNA为模板,聚合酶链反应(PCR)获取目的基因Hdac3;用HindⅢ、BamH I双酶切真核表达载体pEGFP-N1和目的基因Hdac3,用T4 DNA连接酶连接纯化后的酶切产物;连接产物转化DH5α大肠杆菌感受态细胞并挑选阳性克隆,并通过PCR、双酶切、DNA测序鉴定构建的重组质粒。利用测序正确的重组体转染CBRH-7919细胞,检测Hdac3和PPAR-γ的mRNA表达。结果利用基因克隆技术获得组蛋白去乙酰化酶3的真核表达载体pEGFP-Hdac3重组质粒。PCR,双酶切,DNA测序证实目的基因H-dac3已成功插入pEGFP载体中。用重组质粒转染大鼠肝癌细胞系CBRH-7919后Hdac3 mRNA表达显著升高、而PPAR-γmRNA表达明显降低。结论本研究成功构建了蛋白去乙酰化酶3的真核表达载体pEGFP-Hdac3。     

稳定表达EGFR胞外区的NIH3T3细胞株的建立及鉴定

目的构建稳定表达表皮生长因子受体(EGFR)胞外区(EGFRex)的NIH3T3细胞株。方法构建带有EGFRex基因的重组真核表达质粒PLNCX2-EGFRex,经脂质体法转染NIH3T3细胞后,用G418筛选阳性克隆,用免疫组化和蛋白质印迹(Western blot)检测EGFRex蛋白的表达,用EGF-EGFP蛋白检测其活性。结果成功构建了真核表达载体PLNCX2-EGFRex。以其转染NIH3T3细胞后,经免疫组化和Western blot检测到EGFRex的表达。在荧光显微镜下见细胞膜上有绿色荧光。结论人EGFRex在NIH3T3细胞内以其天然活性形式稳定表达,为抗体制备奠定了基础。     

大鼠干扰素诱导蛋白-10真核表达质粒的构建及其在NIH 3T3细胞中的表达

目的构建大鼠干扰素诱导蛋白-10（IP-10）基因的真核表达质粒,并研究其在NIH 3T3细胞中的表达情况。方法通过PCR获得实验所需的IP-10基因片段,通过酶切IP-10基因片段、真核表达质粒载体pEGFP—cl和连接反应,构建IP-10的真核表达质粒pEGFP—cl—IP-10,重组质粒经限制性内切酶、PCR及DNA序列测定证实构建成功后,用PolyFect脂质体转染NIH 3T3细胞,然后用免疫荧光技术检测pEGFP—cl—IP-10在NIH 3T3细胞中的表达。结果酶切分析、PCR及DNA序列测定证实,IP-10基因片段被成功克隆人真核表达质粒载体pEGFP—cl,免疫荧光技术检测证实,该基因能在NIH 3T3细胞中表达。结论证实IP-10基因可在NIH 3T3细胞中表达,为将其作为DNA疫苗治疗自身免疫性疾病的研究奠定了基础。     

Effective PEI-mediated delivery of CRISPR-Cas9 complex for targeted gene therapy

The-state-of-art CRISPR/Cas9 is one of the most powerful among the approaches being developed to rescue fundamental causes of gene-based inheritable diseases. Several strategies for delivering such genome editing materials have been developed, but the safety, efficacy over time, cost of production, and gene size limitations are still under debate and must be addressed to further improve applications. In this study, we evaluated branched forms of the polyethylenimine (PEI) – branched PEI 25 kDa (BPEI-25K) – and found that it could efficiently deliver CRISPR/Cas9 plasmids. Plasmid DNA expressing both guide RNA and Cas9 to target the Slc26a4 locus was successfully delivered into Neuro2a cells and meditated genome editing within the targeted locus. Our results demonstrated that BPEI-25K is a promising non-viral vector to deliver the CRISPR/Cas9 system in vitro to mediate targeted gene therapy, and these findings contribute to an understanding of CRISPR/Cas9 delivery that may enable development of successful in vivo techniques.     

核糖体蛋白RPS3a腺病毒载体的构建和体外表达

目的 构建核糖体蛋白RPS3a的腺病毒表达载体,并进一步验证其在细胞中的表达。方法 应用RT-PCR从人胚肾HEK293细胞的总RNA中反转录并扩增出RPS3a基因,并将RPS3a亚克隆到穿梭质粒pAdTrack-CMV中,酶切及测序鉴定后,再将含RPS3a基因的重组穿梭质粒pAdTrack-CMV-RPS3a进行Pme I酶线性化处理,转化到含有骨架质粒的BJ5183感受态菌,进行同源重组。鉴定后,经Pac I线性化转染HEK293细胞,包装重组腺病毒。病毒感染NIH3T3细胞,Western blot 分析RPS3a蛋白的表达。结果 证实pAdTrack-CMV-RPS3a及pAdEas-RPS3a质粒构建正确;Western blot检测病毒感染的NIH3T3细胞总蛋白,与pAd-GFP阴性对照组相比,RPS3a蛋白表达量显著提高。结论 成功构建了能表达RPS3a基因的重组腺病毒载体,为进一步研究其生物学功能奠定基础。     

A zwitterionic polymer-inspired material mediated efficient CRISPR-Cas9 gene editing

The typeⅡ prokaryotic CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)/Cas9 (CRISPR/Cas9) adaptive immune system is a cutting-edge genome-editing toolbox.However,its applications are still limited by its inefficient transduction.Herein,we present a novel gene vector,the zwitterionic polymer-inspired material with branched structure (ZEBRA) for efficient CRISPR/Cas9 delivery.Polo-like kinase 1 (PLK1) acts as a master regulator of mitosis and overexpresses in multiple tumor cells...     

携带LMO3基因逆转录病毒载体的构建及其在NIH/3 T3细胞中的表达

目的：构建单纯LIM蛋白3（LMO3）的逆转录表达载体,并观察其在 NIH/3T3细胞中的表达情况。方法重组载体pLXSN-LMO3经酶切及测序鉴定后,脂质体法转染到pA317包装细胞,G418筛选稳定的病毒产生细胞株。重组逆转录病毒体外感染NIH/3T3,并对其进行病毒滴度检测,NIH/3T3细胞分为3组：以pLXSN-LMO3转染为实验组,以pLXSN转染为阴性对照组,正常细胞为空白对照组。采用免疫荧光组化染色和蛋白印迹（ Western blot）法鉴定NIH/3T3细胞中LMO3的表达。结果重组逆转录病毒载体pLXSN-LMO3经酶切及测序鉴定构建正确,其病毒滴度平均可达4.04×106 cfu/ml,各组NIH/3T3细胞免疫荧光组化染色及Western blot检测均有LMO3蛋白表达,其中实验组高表达LMO3,与阴性对照组、空白对照组比较差异具有统计学意义（P〈0.05）。结论成功构建了携带LMO3基因逆转录病毒载体,并能在NIH/3T3细胞中高表达LMO3蛋白,为下一步开展基因治疗奠定了基础。     

利用CRISPR/Cas9技术构建斑马鱼sf3a1基因敲除突变体

目的 剪接因子SF3A (splicing factor 3a) 的三个亚基(SF3A1、SF3A2、SF3A3)对U2 snRNP的功能发挥和前剪接小体(prespliceosome)的组装至关重要。SF3A1突变会导致骨髓增生异常综合征(MDS)、慢性粒细胞白血病(CMML)和急性粒细胞白血病(AML)等血液系统疾病。为了研究SF3A1/Sf3a1在生物体中的详细生理功能及其调控机制,本文构建了斑马鱼sf3a1基因敲除突变体。方法 利用CRISPR/ Cas9技术构建斑马鱼sf3a1突变体,通过T7酶切及基因组测序筛选得到F0代及能够稳定遗传的F1代突变体,F1代自交后得到F2代,观察sf3a1纯合缺失对斑马鱼生长发育的影响。结果 基因型鉴定结果显示,本研究得到了2种不同类型的突变品系,分别为-7 bp和-2+13 bp。杂合sf3a1突变体正常存活且可育,而合子型纯合突变体斑马鱼胚胎发育出现明显异常,24 hpf时期胚胎细胞出现大量凋亡,胚胎发育迟缓,并于72 hpf之前死亡。结论 研究利用CRISPR/Cas9技术成功构建了斑马鱼sf3a1基因敲除突变体,为探索sf3a1对斑马鱼生长发育的影响提供了实验材料和依据。     

Loss of EMP2 Inhibits Melanogenesis of MNT1 Melanoma Cells via Regulation of TRP-2

Melanogenesis is the production of melanin from tyrosine by a series of enzyme-catalyzed reactions, in which tyrosinase and DOPA oxidase play key roles. The melanin content in the skin determines skin pigmentation. Abnormalities in skin pigmentation lead to various skin pigmentation disorders. Recent research has shown that the expression of EMP2 is much lower in melanoma than in normal melanocytes, but its role in melanogenesis has not yet been elucidated. Therefore, we investigated the role of EMP2 in the melanogenesis of MNT1 human melanoma cells. We examined TRP-1, TRP-2, and TYR expression levels during melanogenesis in MNT1 melanoma cells by gene silencing of EMP2. Western blot and RT-PCR results confirmed that the expression levels of TYR and TRP-2 were decreased when EMP2 expression was knocked down by EMP2 siRNA in MNT1 cells, and these changes were reversed when EMP2 was overexpressed. We verified the EMP2 gene was knocked out of the cell line (EMP2 CRISPR/Cas9) by using a CRISPR/Cas9 system and found that the expression levels of TRP-2 and TYR were significantly lower in the EMP2 CRISPR/Cas9 cell lines. Loss of EMP2 also reduced migration and invasion of MNT1 melanoma cells. In addition, the melanosome transfer from the melanocytes to keratinocytes in the EMP2 KO cells cocultured with keratinocytes was reduced compared to the cells in the control coculture group. In conclusion, these results suggest that EMP2 is involved in melanogenesis via the regulation of TRP-2 expression.     

人乳腺珠蛋白和亲脂素B共转染乳腺癌细胞T47-D

目的构建人乳腺珠蛋白（Mammaglobin A）和亲脂素B（Lipophilin B）真核表达载体,建立稳定高表达Mammaglobin A和同时稳定高表达Mammaglobin A和Lipophilin B的人乳腺癌T47-D细胞系。方法通过RT-PCR的方法从人乳腺癌细胞系MDA—MB-415中扩增MammaglobinA和LipophilinB基因,构建真核表达载体pc—MA、pc—LP,分别独立及共转染T47-D细胞,G418筛选阳性克隆,并利用RT—PCR、Western Blot鉴定。结果重组质粒pc—MA、pc—LP酶切图谱、序列分析证明pc—MA、pc—LP载体构建成功,目的基因序列与GenBank中的序列完全一致。RT-PCR与Western Blot结果证实,独立稳定高表达Mammaglobin A和同时稳定高表达Mammaglobin A和Lipophilin B的人乳腺癌细胞系建立成功。结论成功建立独立高表达Mammaglobin A和同时高表达Mammaglobin A和Lipophilin B的乳腺癌细胞系,为探讨Maremaglobin A和Lipophilin B在乳腺癌发生发展中的作用提供了实验基础。     

逆转录病毒介导的牛生长激素基因转染NIH3T3细胞和人胚肺成纤维细胞

目的：以牛生长激素(bGH)为模型，建立逆转录病毒载体转移系统，体外转染鼠成纤维细胞株NIH3T3和人胚肺成纤维细胞2BS，以获得bGH表达。方法：将PCR扩增的bGH基因片段插入逆转录病毒载体pSXLC-MDR相应酶切位点，获得的重组逆转录病毒质粒。应用脂质体方法转洒重组质粒进入包装细胞PA317，筛选长春新碱抗性克隆株，收集上清液感染NIH3T3细胞和人胚肺成纤维细胞2BS，筛选携带bGH基因的成纤维细胞的克隆株3T3／bGH和2BS／bGH。结果：RT－PCR分析表明基因转染组的3T3／bGH细胞和2BS／bGH细胞在相当于680bp处有一清晰的条带，而空质粒对照组无相应条带出现。RIA分析表明转染基因细胞的培养液及胞浆蛋白有bGH蛋白表达，而作为对照的3T3／mdr细胞和NIH／3T3细胞均无此蛋白表达。结论：应用逆转录病毒IRBS载体系统转染bGH基因进入成纤维细胞，该系统易筛选，转染效率较高。