AP1反应元件的确定及在细胞角蛋白13基因表达调控中的作用

目的 确定细胞角蛋白13（cytokeratin 13,CK13)基因5'旁侧－nt，199－－nt.192碱基CTGAATCA反应元件的类型及其在CK13基因表达调控中的作用。方法 采用报告基因分析的,构建CK13基因5'旁侧513bp全片段，－nt.207- nt.63与氯霉素乙酰转移酶报告基因增强子载体的重组体，并采用PCR定点诱变技术，构建与－nt.207 nt.63同样长短，但-nt.197和T、G分别定点诱变为A，T的氯霉素乙酰转移酶报告基因增强子载体的重组体，通过脂质体介导的转染技术导入HeLa细胞，检测各重组体报告基因的瞬间表达，确定CK13基因5'旁侧－nt.199--nt.192碱基CTGAATCA在CK13基因表达调控中的作用；并采用凝胶滞留试验及竞争性凝胶滞留试验验证CK13基因5'旁侧中CTGAATCA反应元件的类型。结果 凝胶滞留试验及竞争性凝胶滞留试验证实CK13基因5'旁侧中CTGAATCA反应元件的类型。结果 凝胶滞留试验及竞争性凝胶滞留试验证实CK13基因5'旁侧－nt.199--nt.192碱基CTGAATCA反应元件是AP1反应元件，它促进CK13基因的表达。结论 CK13基因5'旁侧起始密码上游－nt.199--nt.192的碱基CTGAATCA是AP1反应元件，而不是cAMP反应元件，它可增强CK13基因5'旁侧的转录活性。     

报告基因研究及其应用进展

报告基因是现代分子生物学研究领域中用于分析结构基因旁侧区域潜在的顺式元件(如启动子、增强子和沉默子等)和反式作用因子相互作用关系的一种重要工具,通过它的表达产物便捷、可靠、灵敏地解析基因时空表达调控的内在规律.报告基因技术广泛应用于基因表达调控、信号转导、转基因、启动子分析、受体功能鉴定、基因治疗以及药物筛选等领域,该文将对报告基因的主要类型、特点及其应用研究进展进行综述.     

衰老细胞中调控胰岛素样生长因子结合蛋白-3的表达

目的:研究在衰老细胞中调控胰岛素样生长因子结合蛋白-3(IGFBP-3)表达增加的影响因素.方法:用Northern blot的方法显示IGFBP-3基因的表达在年轻和衰老的2BS细胞中存在差异;PCR扩增出人类IGFBP-3上游包括5′-UTR区的2 kb的序列并用酶切得到4组不同长短的IGFBP-3启动子片段;将各片段用Effectene Transfection Reagent试剂盒转染到年轻和衰老细胞中,测出几组构建基因片段的启动活性,确定可调控转录活性的区域;通过重叠寡核苷酸凝胶阻滞实验确定在该活性区域中的增强子元件.结果:与年轻的2BS细胞相比,衰老的2BS细胞中IGFBP-3基因的表达升高;在IGFBP-3启动子+59到-58序列之间存在着蛋白结合位点;5′-ccagcctgccaagcagcgtgccccggttgc-3′是IGFBP-3的增强子元件.结论:在衰老的2BS细胞中IGFBP-3基因上游-37到-8的30 bp序列存在一个新的增强子元件IEE (IGFBP-3 enhancer element),对IGFBP-3的表达起到调控作用.     

HOXD13调控SOX9基因可能参与先天足部软组织畸形的发生

目的　研究HOXD13与SOX9基因在单纯性马蹄内翻足（idiopathic congenital talipes equinovarus,ICTEV）足部软组织畸形发生中的分子机制。 方法　软件预测SOX9基因5′上游3个HOXD13结合位点,构建SOX9基因上游不同长度片段以及结合位点野生和突变序列载体,并测定其荧光素酶活性。在体内用ChIP验证HOXD13与SOX9基因启动子区3位点结合作用。干扰HOXD13基因表达,qRT-PCR检测HOXD13和SOX9表达水平的改变。 结果　荧光素酶检测发现在SOX9基因5′上游-1158至-770 bp（位点1）和-512至-368 bp之间（位点3）为负调控区;-770至-512 bp之间（位点2）是正调控区。ChIP检测显示HOXD13蛋白可与SOX9基因位点3结合。干扰HOXD13表达,SOX9基因mRNA表达上调。 结论　HOXD13结合SOX9基因5′上游负调控区可上调SOX9基因表达。干扰HOXD13会上调SOX9基因表达,高表达SOX9基因可能与足踝部软组织的挛缩发生相关。     

HOXD13调控SOX9基因可能参与先天足部软组织畸形的发生

目的　研究HOXD13与SOX9基因在单纯性马蹄内翻足（idiopathic congenital talipes equinovarus,ICTEV）足部软组织畸形发生中的分子机制。 方法　软件预测SOX9基因5′上游3个HOXD13结合位点,构建SOX9基因上游不同长度片段以及结合位点野生和突变序列载体,并测定其荧光素酶活性。在体内用ChIP验证HOXD13与SOX9基因启动子区3位点结合作用。干扰HOXD13基因表达,qRT-PCR检测HOXD13和SOX9表达水平的改变。 结果　荧光素酶检测发现在SOX9基因5′上游-1158至-770 bp（位点1）和-512至-368 bp之间（位点3）为负调控区;-770至-512 bp之间（位点2）是正调控区。ChIP检测显示HOXD13蛋白可与SOX9基因位点3结合。干扰HOXD13表达,SOX9基因mRNA表达上调。 结论　HOXD13结合SOX9基因5′上游负调控区可上调SOX9基因表达。干扰HOXD13会上调SOX9基因表达,高表达SOX9基因可能与足踝部软组织的挛缩发生相关。     

原核增强子样序列的筛选及其应用研究

目的 从大肠埃希菌C600株染色体基因组中筛选原核增强子样序列,构建携带原核增强子样序列的表达载体,探讨其对干扰素基因表达的影响.方法 采用氯霉素乙酰转移酶基因（CAT）作为报告基因,从大肠埃希菌C600株染色体基因组中筛选具有原核增强子样活性的序列,构建携带增强子样序列的表达载体,表达干扰素基因和检测干扰素活性.结果 从大肠埃希菌C600株染色体基因组中筛选到一个原核增强子样序列3A,其正、反向增强活性分别能提高β-半乳糖苷酶活性7.11和2.93倍.证实它的增强活性体现在转录水平;用原核增强子样序列3A的功能区3P3构建的表达载体,其表达的IFN-α2b型干扰素比原表达载体活性高3.7倍.结论 从大肠埃希菌C600株染色体基因组中筛选到一个原核增强子样序列3A,携带有原核增强子样序列的表达载体可提高干扰素基因的表达水平.     

新生隐球菌荚膜相关基因CAP10启动序列的活性研究

目的 筛选具启动活性的新生隐球菌荚膜相关基因CAP10编码区上游5’侧翼序列（启动子序列），为进一步研究其调控机制打下基础。方法 利用氯霉素乙酰基转移酶（CAT）的编码基因为报告基因，构建了含不同长度的新生隐球菌荚膜相关基因CAP10编码区上游5’侧翼序列和报告基因的重组体，转化酵母，ELISA方法检测各转化子的CAT表达活性，并通过比较找到CAP10启动序列。结果 发现含CAP10编码区上游-303 bp、-390bp、-500bp、-951bp的转化子具有明显的CAT表达活性，而含-202bp、-102bp的转化子无明显的CAT表达活性。结论 CAP10上游5’侧翼端-303bp-0bp是具完整启动活性的最小单位。CAP10上游5’侧翼端-202bp--303bp内含CAP10启动所必需的序列。     

组织特异性表达基因PLUNC调控元件的生物信息学分析

目的分析组织特异性表达基因PLUNC的调控元件。方法采用进化足迹法,结合生物信息学工具,预测PLUNC基因的顺式作用元件和反式作用因子。结果预测的PLUNC基因的转录起始位点位于-1～＋10bp区域间、-29bp存在TATA盒子,启动子集中在-490bp～＋89bp内,在人和小鼠PLUNC基因的启动子保守区内存在29个共同的转录因子结合部位及5个增强子。结论PLUNC基因调控元件的分析可为探讨上呼吸道特异性表达基因的调控机制提供模型。生物信息学技术结合进化足迹法,在基因表达调控机制的研究中具有重要的应用价值。     

CKLF基因与CKLFSF1基因间的顺式调控元件

目的：探讨CKLF基因与CKLFSF1基因间序列(CCS)的调控作用。方法：运用PCR技术扩增CCS，并将此片段插入含有荧光素酶(luriferase)报告基因载体pGL3-basic，以及pGL3-SV40启动子中，构建受其调控的荧光素酶报告基因载体。应用脂质体介导基因转染技术，将4种重组质粒转染Hela细胞，进行瞬时表达分析。结果：在pGL3-basic和pGL3-basic-CCS质粒中的报告基因luciferase均无表达，但将CCS片段插入至promoter上游后，荧光素酶活性增加近1倍。结论：CKLF与CKLFSF1基因间的序列不具有启动子活性，但该序列中却可能存在调控其下游基因表达的顺式增强子元件。     

hNaDC1基因5''''侧翼区转录调控序列系列载体构建与鉴定

目的构建hNaDC1基因5’侧翼区转录调控序列系列萤火虫荧光素酶报告基因表达载体。方法PCR扩增获得hNaDC1基因5’侧翼转录调控区不同长度片段:hNaDC1A(-2232/ 136,2368bp)、hNaDC1B(-1640/ 136,1776bp)、hNaDC1C(-1084/ 136,1221bp)、hNaDC1D(-253/ 136,389bp)、hNaDC1E(-2232/-12,2244bp),以pGL3-Basic为载体构建hNaDC1基因5’侧翼序列系列缺失质粒。重组体通过特异限制性内切酶酶切鉴定,并送样测序鉴定。结果成功构建hNaDC1基因5’侧翼区转录调控元件萤火虫荧光素酶报告基因表达载体5个:pGL3-hNaDC1A～E。结论为进一步研究NaDC1基因5’侧翼区转录调控元件的分布特点及转录调控元件与转录因子间的相互作用提供了基本实验条件。     

人血红素加氧酶基因近端启动子区研究进展

分析血红素加氧酶(heme oxygenase,HO)基因mRNA加帽位点上游1416bp及mRNA5′端未翻译区24bp全长1.44kb片段。通过大片段缺失,发现与诱导剂相关的mRNA加帽位点近端上游121bp,可使基因的瞬时表达提高3～5倍,同时诱导作用发生在SV_(40)增强子元件位于启动子序列上游。另外在1.44kb片段间mRNA加帽位点上游有沉默子或负调控元件及NF-κB-和AP-2结合位点,而在1.44kb之外还有附加的诱导增强子元件。     

γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶基因调控的初步研究

目的 研究抗氧化基因--大鼠γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCS)基因的功能区及其调控表达.方法 克隆1.76 kb大鼠γ-GCS基因的重链亚单位--GCLC基因的上游调控序列,并构建含荧光素酶基因的报道载体GCLC-Luc (GCLC/pGL-3).利用嵌顿缺失方法构建GCLC基因的缺失体,并将其表达载体转染大鼠肺泡上皮细胞,在细胞中分析该基因的调控区域.通过该方法初步发现GCLC基因的上游调控序列的-745～-705 bp属负性调控区域.利用EMSA和supershift证实大鼠肺泡上皮细胞GCLC基因负调控区域的E-box元件能与转录因子USF1/USF2特异性的结合.将USF的真核表达载体和逆转录病毒表达载体分别导入肺泡上皮细胞,观察GCLC基因的转录活性和GCLC蛋白的表达情况.结果 GCLC基因的-403～-111 bp和-705～-613 bp区段属正调控区域;-745～-705 bp属负调控区域.EMS和supershift证实上游刺激因子(USF)能与该负调控区域的E-box元件结合抑制GCLC基因的转录和表达.结论 发现GCLC基因其中2个正调控区域(-403～-111 bp与-705～-613 bp)和1个负调控区域(-745～-705 bp), 其中负调控区域-745～-705 bp上的 E-box元件通过与USF结合介导GCLC基因的负性表达调控.     

人α2(Ⅰ)型胶原基因启动子活性研究

目的探索器官纤维化形成中调控Ⅰ型胶原基因高水平转录的启动片段及TGF-β、PDGF-BB、IGF-1等细胞因子对其活性的影响. 方法从人α2(Ⅰ)胶原基因转录起始点上游-2.4kb至+58bp的片段中,取长度不等的片段作为启动子与含氯霉素乙酰基转移酶(CAT)报告基因的质粒组成5个重组体,转染上述重组体至正常人原代培养皮肤成纤维细胞,测定细胞CAT表达水平以比较各重组体的启动子活性,同时加入细胞因子,以测定其对Ⅰ型胶原启动序列的影响. 结果除 -129～+58bp序列外,其余4个重组体CAT表达水平均较高,其中-2292～+58bp、-1476～+58bp序列具较强启动CAT表达活性,-339～+58bp、-616～+58bp片段次之.TGF-β、IGF-1均能在一定程度上调人α2(Ⅰ)胶原基因启动活性. 结论人α2(Ⅰ)胶原基因片段-2292～+58bp、-1476～ +58bp、-339～+58bp有高启动活性,是进一步研究纤维化相关DNA结合蛋白的重要调控靶序列.TGF-β、IGF-1促进胶原表达,与其上调胶原基因启动活性有关.     

大鼠SCN5A基因内含子1+204 bp～+757 bp转录调控功能分析

目的克隆大鼠心肌SCN5A基因5′端调控区,检测目的片段在HEK293细胞中的转录活性。方法扩增大鼠心肌SCN5A基因 204 bp~ 757 bp、 204 bp~ 385 bp和 204 bp~ 329 bp片段,构建含目的片段的荧光素酶报告基因——pGL3-P0、pGL3-P1和pGL3-P2,比较HEK293细胞中荧光素酶活性,评价不同长度DNA片段的转录调控活性。结果成功构建大鼠心肌SCN5A基因5′端3个片断的荧光素酶报告基因,HEK293细胞中pGL3-P1相对荧光素酶活性分别为pGL3-P0、pGL3-P2的4.3倍和2.8倍。结论SCN5A基因内含子1目的片段在HEK293细胞中具有较强的转录调控活性;SCN5A基因 329 bp~ 385 bp为正调控区,软件分析MZF1、USF、C-ETs-1等因子能与这些正调控区域结合并可能参与SCN5A基因的表达调控。     

CD226基因5''''上游调控序列研究

目的：研究CD226基因5’上游调控序列对CD226基因表达调控的影响。方法：通过基因克隆的方法将CD226基因5’上游调控序列，克隆到荧光素酶报告基因载体中（pGL3-basic），用脂质体转染Jurkat细胞，48小时后检测荧光素酶活性。结果：CD226基因存在两个启动子P1和P2，分别位于与-843--319bp和＋1-＋181bp，PMA可以上调P1的启动子活性，对P2有一定的抑制作用；A23187均可以上调两个启动子的活性，但对P2的作用更为明显。结论：CD226基因存在两个启动子，其活性受到PMA和A23187的调控，并呈与蛋白水平表达调控相类似的模式。     

人类XBP1基因5′上游DNA序列的转录激活功能分析

目的分析人类转录因子X-盒结合蛋白1（X-box binding protein Ⅰ，XBP1）基因启动子在不同细胞系中转录活性的差别，研究其转录调控机制。方法在对XBP1基因进行生物信息学分析的基础上，设计6种XBP1启动子缺失突变体，分别包括剧XBP1基因5’上游-1039～66bp、-859～66bp、-623～66bp、-351～66bp，-227—66bp、-227～-45bp，针对每一种缺失突变体构建相应的氯霉素乙酰转移酶（chloramphenicol acetyltansferase，CAT）报告基因载体，再分别瞬时转染K562、HepG2、NIH-3T3和LO2细胞，应用报告基因CAT瞬时表达系统，检测XBP1每一种缺失突变体在K562、HepG2、NIH-3T3和LO2 4种不同细胞中的活性差异，并进一步确定脚，基因启动子的具体调节部位。结果成功获得XBP1基因启动子6种缺失突变体的正确克隆和6种相应的报告基因载体p1—XBP1p，p2-XBP1p，p3-XBP1p，p4-XBP1p，p5-XBP1p，p6-XBP1p，每一种报告基因转染K562、HepG2、NIH-313和LO2 4种不同细胞系后，p4-XBP1p和p5-XBP1p在K562、HepG2细胞中的转录活性均高于其它报告载体，p5-XBP1p在HepG2细胞中转录活性最高；而6种报告基因载体在NIH-3T3小鼠成纤维细胞中不具有转录活性。结论。XBP1基因的转录激活能力在不同细胞中有所差异，其表达活性具有一定的细胞类型特异性，与细胞类型和细胞状态密切相关；XBP1基因启动子的-227～66bp区域是该启动子的核心部位，而且核心启动子区包括ATG翻译起始密码子的下游部位，这一部位是转录活性的重要部位，一旦缺失，XBP1基因启动子会丧失活性。     

阴道毛滴虫LAG1基因启动子区克隆及分析

本研究旨在克隆并分析阴道毛滴虫LAG1基因启动子,为进一步研究在细胞衰老过程中LAG1基因的转录调控提供实验资料。预测启动子所在区域,用PCR技术扩增启动子区序列,并分别克隆入荧光素酶报告基因载体pGL3-Basic及增强型绿色荧光蛋白报告基因载体pEGFP-1,用脂质体介导的方法瞬时转染EC109细胞,然后测定荧光素酶表达活性及观察绿色荧光蛋白的表达情况。结果表明在构建的6种荧光素酶报告基因表达体系及2种增强型绿色荧光蛋白报告基因表达体系中,表达载体pGL3-455(-455~ 55bp)、pGL3-417(-417~ 55bp)、pGL3-280(-280~ 55bp)、pGL3-202(-202~ 55bp)、pGL3-81(-81~ 55bp)的荧光素酶表达活性相近,均明显高于表达载体pGL3-47(-47~ 55bp)荧光素酶表达活性,而pGL3-47表达载体荧光素酶表达活性极低,与阴性对照活性相近,提示-47~ 55bp区无启动子活性。绿色荧光蛋白的表达情况也类似,pEGFP-81(-81~ 55bp)有明显的绿色荧光蛋白表达,而pEGFP-47(-47~ 55bp)和空载体pEGFP-1未见表达。因此-81~-47bp区域含有阴道毛滴虫LAG1基因转录所必需的基本启动子序列。     

人血管细胞中hCREG1基因启动子对血清饥饿发生应答

目的： 为揭示E1A 激活基因阻遏子（CREG1）在人血管平滑肌细胞(VSMCs)和人脐静脉内皮细胞（HUVECs）中表达的调控机制，构建人CREG1（hCREG1）启动子报告基因载体，探讨CREG1在不同血管细胞中的表达。方法: 在对hCREG1进行生物信息学分析的基础上，以人基因组DNA为模板，PCR方法扩增含有hCREG1基因上游-3 677 bp序列，构建了hCREG1 5′上游-3 677 bp、-2 310 bp和-945 bp序列片段，分别将这3个序列克隆到pMD18-T载体上并定向亚克隆到pEGFP-1报告基因载体-pEGFP-hCREG1-P3677、pEGFP-hCREG1-P2310和pEGFP-hCREG1-P945。将重组质粒瞬时转染VSMCs株HITASY和HUVECs，检测绿色荧光蛋白（GFP）的表达。结果: 经测序鉴定证实，3个报告基因载体中插入的PCR扩增序列均与hCREG1基因上游DNA序列完全匹配。瞬时转染体外培养的人VSMCs和HUVECs后，经荧光观察和蛋白质印迹（Western blotting）证实，细胞内存在GFP的表达，并且0.5%FBS培养的HITASY细胞中GFP表达较10%FBS培养的细胞中明显增加。HUVECs中的GFP表达较人VSMCs明显增加。结论: hCREG1基因启动子报告基因载体构建成功，核心启动子存在于5′上游序列的-945 bp-0 bp区域，为进一步研究hCREG1基因表达提供了条件。     

γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶基因调控的初步研究

目的研究抗氧化基因——大鼠γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶（γ-GCS）基因的功能区及其调控表达。方法克隆1．76kb大鼠γ-GCS基因的重链亚单位——GCLC基因的上游调控序列，并构建含荧光素酶基因的报道载体GCLC—Luc（GCLC／pGL-3）。利用嵌顿缺失方法构建GCLC基因的缺失体，并将其表达载体转染大鼠肺泡上皮细胞，在细胞中分析该基因的调控区域。通过该方法初步发现GCLC基因的上游调控序列的-745～-705bp属负性调控区域。利用EMSA和supershift证实大鼠肺泡上皮细胞GCLC基因负调控区域的E—box元件能与转录因子USF1／USF2特异性的结合。将USF的真核表达载体和逆转录病毒表达载体分别导入肺泡上皮细胞，观察GCLC基因的转录活性和GCLC蛋白的表达情况。结果GCLC基因的-403～-111bp和-705～-613bp区段属正调控区域；-745～-705bp属负调控区域。EMS和supershifl证实上游刺激因子（USF）能与该负调控区域的E—box元件结合抑制GCLC基因的转录和表达。结论发现GCLC基因其中2个正调控区域（-403～-111bp与-705～-613bp）和1个负调控区域（-745～-705bp），其中负调控区域-745～-705bp上的E—box元件通过与USF结合介导GCLC基因的负性表达调控。     

人B细胞活化因子基因启动子活性研究

为探索与自身免疫病发病密切相关的B细胞活化因子(BAFF)基因高水平转录的启动序列及IFN-γ等炎性细胞因子对其活性的影响,以人BAFF基因转录起始点上游-1 349 bp至-329 bp的片段为靶序列,取长度不等的片段作为启动子与含氯霉素乙酰基转移酶(CAT)报告基因的质粒组成5个重组体,脂质体转染法转染上述重组体至人骨髓白血病细胞株:HL-60,CAT-ELISA测定细胞CAT表达水平以比较各重组体的启动子活性;同时加入细胞因子IL-10、IFN-γ、IL-4、重组人BAFF蛋白(rBAFF),以测定其对BAFF启动序列的影响。结果表明,-1 349~-329 bp、-1 349~-743 bp序列具有强启动调控活性,而-1 349~-1 099 bp片段启动活性最低。细胞因子IFN-γ、IL-10和rBAFF均能在一定程度上调人BAFF基因的启动活性,IL-4则一定程度地抑制BAFF基因的启动活性。研究提示,人BAFF基因-1349~-743 bp片段是进一步研究BAFF基因转录相关DNA结合蛋白的重要调控靶序列。细胞因子IL-10、IFN-γ、IL-4、rBAFF可以一定程度的在转录水平影响BAFF合成和分泌。