骨形成蛋白2重组腺病毒的构建及异位诱导成骨的研究

目的 构建骨形成蛋白2（BMP2）重组腺病毒,探讨其诱导成骨的作用。方法 将BMP2基因克隆到转移载体pAdTrack-CMV中,在细菌BJ5183中与pAdEasy腺病毒基因组进行同源重组,得到BMP2重组腺病毒基因组,通过转染HEK293细胞,包装出重组腺病毒。然后,用其进行裸鼠异位诱导成骨。结果经过PCR及酶切鉴定,证明获得了BMP2转移质粒pAdTrack-BMP2和BMP2腺病毒基因组,并包装出重组腺病毒。组织学观察显示,2周时局部大量纤维样细胞聚集,软骨细胞分化;5周时骨小梁形成,软骨细胞已退化。结论 BMP2组腺病毒的构建及其异位诱导成骨的功能为其在BMP2基因治疗中的应用奠定了良好的基础。     

RNF185的克隆及过表达对MC3T3-E1细胞成骨分化的影响

目的克隆RNF185全长基因,构建真核表达载体,检测其蛋白表达和亚细胞定位,并探讨RNF185过表达对MC3T3-E1细胞成骨分化的影响。方法 TRIzol法提取人胚肾HEK293T细胞的总RNA,经RT-PCR反应扩增出RNF185基因,并通过酶切连接将其构建到真核表达载体pCMV-Myc和pEGFP-N1上,阳性克隆经PCR及酶切鉴定后测序。测序正确后抽提质粒作为模板扩增N端截短体,构建其真核表达载体。转染MC3T3-E1检测其蛋白表达及亚细胞定位情况。采用碱性磷酸酶染色法分析RNF185过表达对MC3T3-E1细胞成骨分化的影响。结果①完成了RNF185的分子克隆,构建的真核表达载体pCMV-Myc-RNF185测序正确,所获得的序列与GenBank中收录的序列完全一致,N端截短体测序正确;②成功转染至MC3T3-E1细胞,蛋白相对分子质量大小与预期一致,全长形式定位于质膜;③RNF185及其N端截短体过表达均可抑制MC3T3-E1细胞的成骨分化。结论 RNF185过表达可抑制MC3T3-E1细胞的成骨分化。     

人骨形态发生蛋白-2基因转染脂肪源性间充质干细胞的成骨研究

目的 探讨人骨形态发生蛋白-2（hBMP-2）基因修饰的人脂肪源性间充质干细胞（ADSCs）的成骨能力及基因转染对ADSCs成骨分化的生物学调控。方法 流式细胞技术鉴定从人脂肪组织中提取的细胞为间充质来源的干细胞。将ADSCs转染hBMP＋2基因，免疫沉淀＋Western blotting法和酶联免疫吸附试验（ELISA）检测hBMP-2表达，确定hBMP-2表达量及表达稳定性，碱性磷酸酶（ALP）染色、ALP定量测定、钙结节染色及RT—PCR分析hBMP-2基因转染对ADSCs向成骨细胞转化的调控，并将转基因细胞注入裸鼠股部肌内，通过X线及组织学检查观察体内成骨情况。结果 流式细胞术证实从脂肪中提取的细胞为间充质来源的干细胞。转基因后免疫沉淀＋Western blotting法和ELISA法显示转染hBMP-2的ADSCs具有较高且稳定的hBMP-2的表达，转染21d后表达量无明显降低。ALP染色、ALP定量测定、钙结节染色及RT—PCR发现转基因ADSCs向成骨细胞方向发生分化。裸鼠肌内注射转基因细胞后2周即显示有异位骨形成，4周明显增多，对照组无骨组织形成。结论 转染hBMP-2基因的ADSCs在持续稳定高表达目的蛋白的同时，自身向成骨细胞发生分化，并在裸鼠体内形成异位骨。因此，ADSCs有望作为新的基因工程种子细胞。     

Noggin-siRNA的胞内转染对间充质干细胞成骨分化的影响

 目的 探究Noggin-siRNA的胞内转染对间充质干细胞(MSCs)成骨分化的影响。方法 利用转染试剂将Noggin-siRNA转导入MSCs中,细胞流式检测转染后MSCs的细胞表型,MTT检测转染后MSCs的增殖活性并绘制细胞生长曲线,碱性磷酸酶(ALP)染色、实时荧光定量PCR(QRT-PCR)、Western Blotting检测转染后的MSCs的成骨分化。结果 通过与对照组比较,实验组细胞的细胞表型和生长曲线没有明显改变,ALP染色阳性细胞比率及成骨相关基因与蛋白表达量明显提高。结论 Noggin-siRNA的胞内转染对MSCs成骨分化的促进作用是安全的、可靠的、高效的。     

老年大鼠骨缺损的骨形态发生蛋白-2的基因治疗

目的 通过组织工程和基因工程结合的方法从种子细胞、生长因子、细胞支架三方面满足老年机体骨修复的需要，为这些方法在老年机体的应用提供参考。方法 体外分离、扩增、骨形态发生蛋白-2（BMP2）基因修饰MSCs，检测细胞上清液中BMP2的表达；通过检测成骨细胞标志性蛋白如碱性磷酸酶（ALP）、Ⅰ型胶原（COL Ⅰ-α1）、骨涎蛋白（BSP）、骨桥素（OPN）的表达观察老年大鼠MSCs的成骨分化能力；检测BMP2基因修饰的MSCs与磷酸三钙（TCP）复合物在裸鼠体内的异位成骨能力；将BMP2基因修饰的MSCs／TCP植入老年大鼠骨缺损部位，修复自体股骨6mm节段性骨缺损。结果 BMP2基因修饰的MSCs可以有效分泌BMP2，诱导后第7天有ALP、COLⅠ-α1、OPN、BSP的明显表达，并可诱导裸鼠体内异位成骨。放射学及组织学检测证明BMP2转染的MSCs与TCP载体复合后可成功修复老年大鼠股骨节段性缺损。结论 BMP2基因修饰的老年MSCs可以恢复成骨分化能力，在体内可以成功修复老年大鼠股骨节段性骨缺损，组织工程和基因工程方法可能成为治疗老年性骨骼疾病的新途径。     

人骨形态发生蛋白12基因重组腺病毒载体的构建

目的:构建及制备人骨形态发生蛋白12(BMP12)基因重组腺病毒,证明其可感染脂肪组织来源干细胞并表达蛋白。方法:将包含有BMP12cDNA全长序列的BMP12-pED6质粒用限制性内切酶EcoRI进行酶切,得到一个1260bp大小的含有BMP12cDNA的目的基因片段。将目的基因片段插入质粒pcDNA3.1后,用KpnI和PmeI进行双酶切,插入pAdtrack-CMV。插入目的基因片段的穿梭质粒pAdtrack-CMV-BMP12用PmeI进行酶切线性化后与腺病毒骨架载体pAdEasy-1一起电转化入感受态BJ5183菌株。用PCR及多种酶切方法鉴定重组体。最终将线性化的重组质粒利用脂质体转入293A细胞中进行病毒包装。BMP12基因随着重组腺病毒在感染的293A细胞中扩增而得到复制,并通过CsCl梯度离心法得以纯化。Elisa法检测Ad-BMP12感染脂肪组织来源干细胞后BMP12的蛋白表达。结果:pAdtrack-CMV-BMP12经酶切证实有1260bp的插入片段。酶切及PCR鉴定证实BMP12基因重组腺病毒载体构建成功。GFP(green fluorescent protein)表明重组腺病毒扩增成功并制备出高滴度重组病毒。该重组病毒可成功感染脂肪来源组织干细胞并表达BMP12蛋白。结论:BMP12基因能够重组于腺病毒载体,可以进行有效扩增,产生高浓度的重组腺病毒,从而用于BMP12基因治疗的研究。     

骨形态发生蛋白9促进小鼠颅骨间充质祖细胞成骨分化的实验研究

目的：研究腺病毒载体介导的骨形态发生蛋白9（BMP-9）对小鼠永生化颅骨间充质祖细胞（iCAL）成骨分化的诱导作用。方法以iCAL为模型,设置绿色荧光蛋白（ GFP）对照组和BMP-9诱导组,于诱导后的3、5、7 d对早期成骨分化指标碱性磷酸酶（ ALP）活性进行定性和定量检测;于诱导后的14 d通过茜素红染色检测骨钙结节形成;荧光定量PCR法和Western印迹检测成骨细胞分化标志基因Runx2、OCN表达情况。结果 BMP-9诱导组细胞内ALP活性高于GFP对照组,差异具有统计学意义（P＜0．05）;BMP-9诱导组形成较多的钙盐结节沉积;荧光定量PCR检测结果显示诱导组中Runx2、OCN的mRNA表达量明显上调,差异具有统计学意义（P＜0．05）,Western印迹检测3 d Runx2蛋白表达上调,5 d OCN蛋白表达上调。结论 BMP-9促进小鼠永生化iCAL成骨分化。     

骨形态发生蛋白4基因修饰的脂肪来源干细胞复合藻酸钙凝胶支架修复关节软骨的实验研究

目的:观察骨形态发生蛋白4(BMP4)修饰的脂肪来源干细胞(ADSCs)复合藻酸钙凝胶支架修复猪膝关节软骨缺损的实验效果。方法:分离并培养猪ADSCs。构建表达BMP4的腺病毒载体系统,并成功转染ADSCs,通过免疫荧光显微镜及流式细胞学观察其转染效率。在体外,通过ELISA法检测BMP4基因修饰ADSCs后软骨相关蛋白的表达情况。选取中国实验用小型猪24只(雄性,6个月,25~30 kg),随机分为4组:组1为空白对照组,即单纯软骨缺损组;组2为单纯藻酸钙凝胶支架修复组;组3为ADSCs复合藻酸钙凝胶修复组;组4为BMP4基因修饰的ADSCs复合藻酸钙支架修复软骨缺损组。分别于术后12周、24周取材,通过组织形态学方法来评估缺损修复情况。结果:体外实验证实,携带BMP4的腺病毒能够成功转染ADSCs,并诱导其表达软骨组织特异性蛋白Sox9和Col II。同时体内实验证实BMP4基因修饰的ADSCs复合藻酸钙凝胶支架可修复小型猪膝关节软骨缺损。结论:体内外实验证实,BMP4基因修饰的ADSCs复合藻酸钙凝胶支架可用于修复猪关节软骨缺损,为软骨损伤修复提供了一种选择。     

稳定表达人VEGF165的NIH/3T3细胞株的筛选与鉴定

 目的 培养NIH/3T3细胞,并进行慢病毒载体介导的VEGF165基因转染,为建立转基因小鼠血管瘤模型奠定基础.方法 采取贴壁培养法分离培养NIH/3T3细胞,细胞随机分为3组,分别为Lenti-VEGF165-EGFP 重组慢病毒载体转染组、Lenti-EGFP慢病毒转染组和未转染组,转染后72 h荧光显微镜观察细胞绿色荧光蛋白的表达,流式细胞仪分选后用ELISA方法检测VEGF165外分泌.结果 ELISA 检测转染后小鼠NIH/3T3细胞,Lenti-VEGF165-EGFP 重组慢病毒载体感染组、Lenti-EGFP慢病毒转染组和未转染组培养上清中VEGF165浓度分别为(205±15)、0、0 ng/L(P<0.05) 结论 NIH/3T3细胞获得慢病毒载体介导的VEGF165表达基因修饰且稳定传代,为下一步血管瘤动物模型研究奠定了基础.     

阻断PI3K信号通路显著抑制成骨前体细胞MC3T3-E1的分化

目的：研究PI3K信号通路对成骨前体细胞MC3T3-E1分化的调控作用。方法：首先通过Western印迹试验检测到PI3K信号通路参与成骨细胞分化的调控。应用PI3K激酶的特异性抑制剂LY294002药物阻断PI3K信号通路的活化，通过碱性磷酸酶(ALP)和von Kossa染色观察成骨前体细胞MC3T3-E1分化的改变。结果：Western印迹试验显示，成骨细胞分化过程中PI3K信号通路明显活化。阻断该信号通路的活化显著抑制成骨细胞碱性磷酸酶的活性，同时降低成骨细胞体外形成骨结节结构的能力。结论：PI3K信号通路参与了成骨细胞分化的调控，而这种调控作用是成骨细胞分化所必需的。     

重组腺病毒Ad-huVEGF121的制备

目的：构建能够用于骨缺血研究的能表达huVEGF121的重组腺病毒载体。方法：将huVEGF121克隆至穿梭质粒，线性化后转染含骨架质粒的BJ5183菌，构建重组腺病毒质粒。酶切及PCR法鉴定；将其线性化后转染293细胞，通过观察绿色荧光监测病毒产生，免疫组化检测VEGF121表达。结果：成功的将hu—VEGF121克隆至穿梭质粒pTrack—CMV，正确构建了重组腺病毒质粒，感染293细胞得到大量病毒。结论：成功构建了huVEGF121重组腺病毒，为缺血性骨病的进一步研究奠定了基础。     

腺病毒介导CTLA4Ig及CTLA4双基因在骨髓间充质干细胞中的表达

目的制备CTLA4Ig及CTLA4双基因共表达腺病毒载体,检测重组腺病毒在骨髓间充质干细胞(BMMSCs)中的表达。方法构建大鼠CTLA4Ig融合基因,将CTLA4Ig及CTLA4基因经IRES2连接,通过同源重组获得重组腺病毒表达载体,并在293细胞中进行病毒包装和扩增。检测CTLA4Ig和CTLA4在BMMSCs中的共表达情况及其免疫抑制功能。结果通过同源重组获得携带CTLA4Ig-IRES2-CTLA4的重组腺病毒表达载体,PacⅠ酶切鉴定正确,与脂质体共转染293细胞获得重组腺病毒。用重组腺病毒感染的BMMSCs可同时表达CTLA4Ig及CTLA4,且此类细胞具有明显抑制淋巴细胞反应的功能。结论重组腺病毒感染的BMMSCs可同时表达分泌型CTLA4Ig和膜结合型CTLA4,通过阻断协同刺激通路方式进一步增强BMMSCs的免疫抑制功能。     

重组NIS基因腺病毒的制备及在心肌细胞中的特异表达

目的 构建肌凝蛋白轻链-2(MLC-2v)启动子调控的NIS腺病毒载体,探讨外源基因在心肌细胞中的特异性表达和NIS作为报告基因的可行性.方法 将MLC-2v启动子和NIS基因亚克隆至腺病毒穿梭载体,再与含有骨架质粒(pAdEasy-1)的大肠杆菌(BJ5183)同源重组,经人胚肾细胞(HEK293)包装并扩增得到重组腺病毒Ad-MLC-NIS,同时构建巨细胞病毒(CMV)启动子调控的腺病毒Ad-CMV-NIS、仅含有启动子的腺病毒Ad-MLC和仅含有NIS基因片段的腺病毒Ad-NIS作为对照组.腺病毒体外感染心肌细胞和非心肌细胞,通过Western blot检测NIS蛋白的表达,行动态摄碘及NaClO4摄碘抑制实验观察NIS蛋白的功能和特性.通过台盼蓝染色实验检测腺病毒感染及NIS摄碘情况对心肌细胞活力和增殖的影响.结果 成功构建重组NIS腺病毒.Western blot检测示感染Ad-CMV-NIS的心肌细胞和非心肌细胞均呈NIS蛋白高表达;感染Ad-MLC-NIS的非心肌细胞出现微量蛋白表达,而心肌细胞中NIS蛋白高表达.动态摄碘实验示感染Ad-MLC-NIS的H9C2细胞、A549细胞、U87细胞摄碘峰值分别为5844.0、833.6、846.0放射性计数·min-1.H9C2细胞的摄碘被NaClO4抑制.感染复数(MOI)为100的腺病毒感染心肌细胞,感染和摄碘实验对心肌细胞活力和增殖的影响较小.结论 MLC-2v启动子调控的腺病毒载体可使外源基因NIS在心肌细胞内特异性表达,表达的NIS蛋白具有摄碘功能,为NIS在心肌中作为报告基因的研究奠定了基础.     

携带人鞘氨醇激酶及突变体基因重组腺病毒载体的制备及表达

目的制备携带人野生型鞘氨醇激酶基因(SPK^wt)及其突变体(SPK^DN)的腺病毒载体,为研究SPK的生物学功能提供高效基因转移载体。方法将野生型和突变体SPK基因亚克隆至穿梭载体pshuttle-cmv,重组的穿梭质粒经Pme线性化后,电转化E.coli BJ-AD-1感受态,获得带有目的基因的腺病毒重组子质粒;重组子经Pac I线性化后,以脂质体介导转染293包装细胞,获得重组腺病毒载体;分别行PCR鉴定重组腺病毒是否携带目的基因,Western blot鉴定目的基因是否表达,酶活性检测判断野生型基因和突变体基因表达活性。结果重组腺病毒带有目的基因,可以感染内皮细胞并正确表达,酶活性分析表明野生型SPK基因增强SPK活性,突变体SPK基因抑制SPK活性。结论成功构建了携带SPK野生型及其突受体的重组腺病毒,为研究SPK的功能提供了物质基础。     

miR-195重组腺病毒表达载体构建及在细胞中的表达

目的:利用AdEasy系统构建miR-195的腺病毒表达载体,为研究miR-195的功能提供条件.方法:将miRNA-195前体序列从已构建的pcDNA-miR-195载体中克隆进穿梭载体pAdTrack-CMV,通过与骨架载体pAdEasy-1在大肠杆菌BJ5183中高效同源重组,获得完整的重组腺病毒质粒.利用HEK293细胞包装并扩增重组腺病毒Ad-195.Ad-195感染肺癌细胞A549后,利用miRNA的定量RT-PCR技术检测Ad-195在细胞中表达miR-195情况.随后荧光素酶报告基因实验证明,Ad-195表达的miR-195能够作用于BCL2基因上预测的miR-195靶位点.结果:实时定量PCR检测显示,Ad-195感染肺癌细胞A549后,miR-195表达水平有显著的上调.结论:miR-195的腺病毒表达载体构建成功,能够用于在细胞内过表达具有生物学功能的miR-195.     

NF-κBp65特异性siRNA重组腺病毒载体的构建

目的:构建核因子-κB(NF-κB)p65特异性小干涉核糖核酸(small interference RNA,siRNA)重组腺病毒载体。方法:设计特异性NF-κBp65siRNA的靶序列对应的双链DNA,插入腺病毒穿梭质粒,然后跟腺病毒骨架质粒共转染HEK-293A细胞,穿梭质粒和骨架质粒在细胞内整合包装重组腺病毒并用β-Gal染色鉴定。重组腺病毒扩增、纯化、滴度测定后,感染培养的大鼠关节软骨细胞,应用RT-PCR在mRNA水平观察NF-κBp65的表达。结果:β-Gal染色显示重组腺病毒载体构建成功,RT-PCR结果显示重组腺病毒有效抑制了目的基因NF-κBp65的表达。结论:特异性NF-κBp65 siRNA的重组腺病载体可以抑制目的基因的表达,可以用于体内抑制骨关节炎的实验研究。     

凋亡相关斑点样蛋白ASC真核表达质粒的构建及表达

目的构建凋亡相关的斑点样蛋白（apoptosis-associated speck-like protein containing CARD,ASC）真核表达质粒。方法从人胚肾细胞系HEK293T细胞的总RNA中经过逆转录和PCR获得ASC的全长cDNA双链片段,经过酶切后连接到真核表达载体pcDNA3/flag中,挑选出转化生成的阳性克隆测序,将序列正确的重组质粒命名为pcDNA3/flag-ASC。脂质体转染pcDNA3/flag-ASC质粒到HEK293T细胞中,用Western印迹检测目的蛋白的表达。同时用免疫沉淀和免疫印迹方法检测ASC蛋白与前半胱天冬酶（pro-caspase）-1的相互作用,并用ELISA方法检测ASC蛋白对IL-1β分泌的影响。结果 Western印迹实验证明pcDNA3/flag-ASC可以在HEK293T细胞中表达ASC,并且可以与pro-caspase-1结合,使IL-1β分泌明显降低。结论构建了重组质粒pcDNA3/flag-ASC,在细胞中表达ASC后具有与pro-caspase-1结合的能力,并具有降低IL-1β分泌的生物活性。     

负载人miR-29a复制缺陷型腺病毒的包装及鉴定

目的包装负载人miR-29a前体全长cDNA（pre-miR-29a）的复制缺陷型腺病毒载体（Ad-miR29a）。方法将pre-miR-29a全基因合成后,插入腺病毒穿梭质粒pDC315,与腺病毒包装质粒pBHGloxDeltaE13、Cre共转染人胚肾293细胞（HEK293）,包装重组慢病毒Ad-miR29a,扩增、收集并纯化。对纯化后的Ad-miR29a进行滴度测定、感染性鉴定及PCR鉴定。结果包装成功的腺病毒载体具有良好的感染性,纯化浓缩后的病毒滴度可达5×109 pfu/ml。PCR鉴定Ad-miR29a可扩增出pre-miR-29a特异片段,而对照Ad-LacZ不能扩增出pre-miR-29a特异片段。Ad-miR29a感染人胃癌SGC-7901细胞后,可明显提高miR-29a的表达丰度。结论成功包装了负载miR-29a的复制缺陷型腺病毒载体,为进一步研究microRNAs在肿瘤发生发展中的作用,以及miR-29a在肿瘤治疗中的价值奠定了基础。     

线粒体抗病毒信号蛋白MAVS真核表达质粒的构建及表达

目的:构建线粒体抗病毒信号蛋白(mitoehondrial antiviral signaling protein,MAVS)真核表达质粒.方法:从人胚肾细胞系HEK293T细胞的总RNA中经过逆转录和PCR获得MAVS的全长cDNA双链片段.经过酶切后连接到真核表达载体pcDNA3/flag中,挑选出转化生成的阳性克隆进行测序,将序列正确的重组质粒命名为pcDNA3/flag-MAVS.借助脂质体转染peDNA3/flag-MAVS质粒到HEK293T细胞中,用Westem印迹检测目的蛋白的表达.同时用β干扰素的荧光素酶报告基因(IFN-β-luc)检测MAVS蛋白活性.结果:Western印迹实验证明pcDNA3/flag-MAVS可以在HEK293T细胞中表达MAVS,并且能使IFN-β报告基因活性明显增强.结论:构建了重组质粒peDNA3/flag-MAVS,在细胞中表达MAVS后具有刺激IFN-β转录的生物活性.     

构建Egr-1启动子调控Smad7基因的重组腺病毒及启动子活性研究

目的　构建含Egr 1启动子和Smad7cDNA的重组复制缺陷型腺病毒并研究射线诱导Egr 1基因启动子调控Smad7体外表达的时间和剂量效应 ,为下一步的基因治疗奠定基础。方法以Adeno XTM表达试剂盒为基础 ,应用分子克隆技术 ,将穿梭质粒pShuttle的CMV启动子替换为Egr 1启动子 ,将Smad7cDNA亚克隆至穿梭质粒内 ,与腺病毒DNA重组 ,在HEK2 93细胞中进行包装、扩增 ,纯化测定病毒滴度。通过Westernblot检测X射线照射激活Egr 1启动子调控Smad7体外表达的时间和剂量效应。结果　经酶切、PCR及测序鉴定证实成功构建了含Egr 1启动子和Smad7的重组复制缺陷型腺病毒pAdES。病毒滴度为 3 0× 10 1 1 TCID50 ml。感染重组腺病毒的靶细胞经不同剂量的深部X射线照射后Smad7蛋白表达量存在一定的时间、剂量差异 :实验组Smad7蛋白表达量在照射后 1h即已升高 ,2～ 7h之间维持在一个较高水平 ,尔后表达量开始下降 ;实验组中Smad7蛋白表达量随着吸收剂量的增加而增加 ,在 8～ 15Gy之间维持一个较高的表达水平。而对照组Smad7蛋白表达量无明显的时间和剂量效应。结论　成功构建了含Egr 1启动子和Smad7的重组复制缺陷型腺病毒pAdES ,重组于腺病毒内的Egr 1启动子经射线激活后具有调控下游Smad7表达的活性。