慢病毒载体介导下DJ-1过表达细胞模型的建立

目的构建人野生型DJ-1及其L166P突变体的慢病毒载体并探讨慢病毒载体在构建基因过表达细胞模型中的作用。方法分别构建野生型DJ-1与L166P突变型DJ-1慢病毒载体质粒。进行测序确定比对正确后,进行质粒的大量扩增与制备并转染包装细胞系HEK293T细胞,荧光法和Western blot检测野生型DJ-1与L166P突变型DJ-1在细胞系中的表达。在确定目的蛋白正确表达之后,大量转染HEK293T细胞进行包装并生产携带目的基因的慢病毒颗粒。测定病毒上清滴度后感染PC12细胞,荧光显微镜和Western blot观察GFP荧光强度以及目的蛋白的表达,确定病毒的感染效率。结果成功构建携带DJ-1野生型及其突变体的慢病毒载体。该病毒载体可以转染进入HEK293T细胞内且目的蛋白能够正确表达。LV-DJ-1与LV-DJ-1/L166P的病毒滴度分别为2×10~9TU/m L与2×10~8TU/m L。病毒上清可以高效感染PC12细胞,绝大多数细胞可表达目的蛋白。外源野生型DJ-1和L166P突变体的蛋白表达量分别是内源性含量的315%和285%。结论慢病毒感染细胞效率很高,是很好的制备基因过表达细胞的方法。通过慢病毒载体介导,本研究获得了DJ-1及其突变体的过表达细胞模型。该模型可以用于后续DJ-1功能研究。     

先天性长QT综合征相关HERG基因A561V突变体及其真核表达载体的构建及表达

目的在收集的一个先天性长QT综合征（congenital long QT syndrome，LQTS）家系中发现HERG基因A561V突变，探讨HERG基因A561V突变体及其真核表达载体的构建方法，并观察其在真核细胞中的表达。方法采用克隆载体快速PCR法构建HERG基因A561V突变体PGEM-HERG-A561V，并应用限制性内切酶法将突变体构建到真核表达载体pcDNA3中，用Superfect转染试剂将野生型pcDNA3-HERG及pcDNA3-HERG-A561V突变体与荧光真核表达载体pRK5-GFP共转染至HEK293细胞，用细胞免疫荧光化学法检测蛋白质表达。结果构建的突变体经DNA直接测序示HERG基因cDNA1682位点碱基C变为T，构建的突变体在HEK293细胞中成功表达，其蛋白质位于细胞浆中及细胞膜上，而野生型基因的蛋白质位于细胞膜上。结论用克隆载体快速PCR法构建并表达了HERG基因A561V突变，为突变基因的进一步功能研究奠定了基础。     

Salusin-a基因真核表达载体的构建及在HEK293细胞中的表达

目的:研究增强型绿色荧光蛋白真核表达载体Salusin-a(pEG-FP-Salusin-a)的构建及在人胚胎肾细胞系293细胞(HEK293)中的表达。方法:提取人单核细胞系THP-1细胞Salusin-a的mRNA,逆转录多聚酶链反应(RT-PCR)扩增Salusin-a基因,克隆入pEGFP-N3载体,双酶切、菌落PCR及测序鉴定pEGFP-Salusin-a质粒。用脂质体转染pEGFP-Salusin-a入HEK293细胞,分为转染细胞组、质粒对照组和空白对照组,检测分析各组荧光蛋白和Salusin-a基因的表达。结果:成功构建pEGFP-Salusin-a质粒,并转染HEK293,细胞转染效率86%,转染细胞组和质粒对照组绿色荧光蛋白的表达明显高于空白对照组(P0.05);转染细胞组Salusin-amRNA的表达明显高于质粒对照组和空白对照组(P0.05)。结论:重组pEGFP-Salusin-a质粒能转染HEK293细胞并表达Salusin-a,为Salusin-a基因功能的进一步研究提供了实验基础。     

小泛素样修饰蛋白对α-突触核蛋白线粒体亚细胞定位及α-突触核蛋白经泛素系统降解的影响

目的 探讨α-突触核蛋白(α-synuclein)的小泛素样修饰蛋白1(small ubiquitin-like modifier1,SUMO-1)化修饰对α-synuclein蛋白亚细胞线粒体定位及α-synuelein蛋白经泛素系统降解的影响.方法 构建野生型、A53T突变型和缺失SUMO-1互作氨基酸的K96R突变型α-synuclein真核表达质粒.将野生型、A53T突变型和K96R突变型α-synuclein真核表达质粒分别转染HEK293细胞;在转染后48 h通过应用线粒体染色剂和激光共聚焦技术,观察野生型、A53T突变型及缺失SUMO-1修饰的α-synuclein蛋白的亚细胞线粒体定位和蛋白聚集情况.在转染后48 h应用anti-ubiquitin抗体进行Western印迹分析,明确野生型、A53T突变型及缺失SUMO-1修饰的α-synuclein蛋白泛素化程度有无差别.结果 将构建所得EGFP-α-synuclein-WT、EGFP-α-synuclein-A53T、EGFP-α-synuclein-K96R真核表达质粒经双酶切鉴定及DNA测序证实;激光共聚焦结果显示野生型、A53T突变型、K96R突变型α-synuclein蛋白均广泛分布于细胞质和细胞核中,以细胞质为主,野生型、A53T型细胞可见绿色荧光物质在胞质积聚,形成强荧光斑块,K96R型胞质内绿色荧光物质聚集少;野生型、A53T突变型、K96R突变型α-synuclein均与线粒体存在共定位,A53T突变型、K96R突变型α-synuclein在SUMO-1修饰或缺失的情况下对α-synuclein蛋白的线粒体亚细胞定位无明显影响.Western印迹结果显示转染缺失SUMO-1互作氨基酸的K96R突变型α-synuclein真核表达质粒组的细胞泛素蛋白的含量与转染空质粒组相比无明显变化,转染野生型、A53T突变型α-synuclein真核表达质粒组HEK293细胞中泛素蛋白的含量减少.结论 α-synuclein基因过度表达及致病突变A53T对α-synuclein蛋白的线粒体亚细胞定位无明显影响;SUMO-1修饰对α-synuclein蛋白的线粒体亚细胞定位也无明显影响;SUMO-1对a-αsynuclein基因过度表达及A53T突变型α-synuclein细胞内泛素化蛋白数量产生影响.     

α-synuclein基因过度表达诱导HEK293细胞α-synuclein蛋白病理性积聚

目的观察α-synuclein过度表达诱导HEK293细胞α-synuclein蛋白病理性积聚的作用。方法将消除终止密码子α-synuclein基因扩增产物连入pGEM T-easy载体，DNA测序证实后亚克隆入增强型绿色荧光蛋白pEGFP-N1质粒，通过限制性内切酶酶切鉴定重组质粒。采用脂质2000将野生型α-synuclein-EGFP真核表达载体转染HEK293细胞，48h后采用Axiovert200型倒置荧光显微镜、荧光免疫细胞化学观察其在细胞内的表达，HE染色观察细胞胞浆内嗜酸性小体的形成。结果消除终止密码子的扩增序列经测序证实并亚克隆入pEGFP-N1质粒后，限制性内切酶酶切鉴定质粒大小、酶切位点上均符合实验设计。将野生型α-synuclein-EGFP真核表达载体转染HEK293细胞，48h后荧光显微镜下观察细胞在波长488nm蓝色激发光下发出明亮的绿色荧光，其中某些细胞出现绿色荧光物质积聚；免疫荧光细胞化学检测，EGFP阳性细胞同时也表现为α-synuclein免疫反应阳性，某些细胞胞浆内可见α-synuclein免疫阳性产物聚集；HE结果发现一些细胞胞浆内出现圆形的嗜酸性小体形成，约占细胞总数的10．8％。结论野生型α-synuclein基因过表达可诱导α-synuclein蛋白在HEK293细胞内积聚，胞浆内嗜酸性小体形成。     

Trim22缺失突变体真核表达载体的构建

目的构建Trim22缺失突变体的真核表达载体,为进一步研究Trim22与HIV-1衣壳蛋白的相互作用奠定基础。方法以野生型Trim22真核表达质粒为模板,用PCR方法扩增出5种类型Trim22缺失突变体的基因片段,克隆到5`-Flag-pcDNA3.1(+)真核表达载体,通过酶切、菌落PCR及测序进行鉴定。将该载体转染HEK293T细胞,用蛋白印迹及免疫沉淀检测Trim22缺失突变体的蛋白表达。结果通过酶切、PCR及测序鉴定,成功构建5种人Trim22缺失突变体的表达载体,载体均可以在HEK293T细胞中表达。结论成功构建5种人Trim22缺失突变体的真核表达载体,为探寻Trim22与HIV-1衣壳蛋白相互作用的关键结构域奠定了基础。     

α-1,2岩藻糖基转移酶基因293C＞T和658C＞T突变真核细胞稳定表达的研究

目的 建立α-1,2岩藻糖基转移酶基因(α-1,2-fucosyltransferase gene,FUT1)293C＞T和658C＞T突变真核表达细胞,阐明FUT1突变引起H抗原减弱的机制.方法 抽提类孟买型先证者基因组DNA扩增FUT1全长编码序列,扩增片段与真核表达载体pcDNA3.1连接构建重组表达质粒.采用脂质转染技术将重组质粒转染COS7细胞并进行稳定表达筛选.采用实时荧光定量PCR检测mRNA表达量,应用HPLC检测酶活性,采用十二烷基磺酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)和Western印迹技术鉴定蛋白.结果 构建了pcDNA3.1-FUT1野生型、pcDNA3.1- FUT1 293C＞T、pcDNA3.1-FUT1 658C＞T真核表达重组质粒,转染后通过G418筛选获得了稳定表达FUT1的COS7细胞.以野生型重组体转染细胞中FUT1 mRNA量作为对照,293C＞T和658C＞T重组体转染细胞FUT1 mRNA量分别为野生型的97.10％和104.74％.经SDS-PAGE电泳和Western印迹检测显示细胞表达相对分子质量约46000大小的目的蛋白片段,pcDNA3.1-FUT1野生型重组体转染细胞表达蛋白可催化相应的酶促反应,而pcDNA3.1-FUT1 293C＞T、pcDNA3.1- FUT1 658C＞T转染细胞蛋白完全失去酶活性.结论 体外实验提示293C＞T和658C＞T突变并不影响FUT1 mRNA转录和蛋白生成,但表达蛋白的酶活性明显下降,从而导致H抗原生成减弱.     

大鼠心肌素慢病毒RNA干扰载体的构建及其对血管平滑肌细胞分化的影响

目的: 构建大鼠心肌素(myocardin)慢病毒RNA干扰(RNAi)重组质粒,分析该RNAi质粒的干扰效果及其对血管平滑肌细胞(VSMCs)分化的影响。方法: 设计并合成3对针对大鼠myocardin的shRNA片段,退火后将双链oligo-DNA克隆入慢病毒质粒载体pGCSIL- GFP获得重组干扰质粒pGCSIL- GFP-shMyocd。以pEGFP-N1 / X124G表达载体构建含Flag标签的myocardin表达质粒pEGFP-N1- Myocd。将重组干扰质粒和过表达质粒共转染293T细胞,Western blotting分析Flag标签蛋白的表达,筛选出干扰效率最好的干扰质粒并大量扩增。干扰质粒转染大鼠主动脉VSMCs,RT-PCR和Western blotting检测myocardin及分化标志物SM22α的表达。结果: 成功构建大鼠myocardin的慢病毒干扰质粒pGCSIL- GFP-shMyocd和过表达质粒pEGFP-N1-Myocd。上述2种质粒共转染293T细胞后,1号干扰质粒转染组Flag标签蛋白表达下降最显著。将1号质粒进行大包装,获得滴度为1×10¹² TU/L的慢病毒颗粒,该病毒转染VSMCs后,myocardin表达明显下调并伴随分化标志物SM22α表达的显著下降。结论: 成功构建大鼠myocardin慢病毒重组干扰质粒pGCSIL- GFP-shMyocd;抑制基因myocardin表达后伴随VSMCs分化的表达下降,提示myocardin在VSMCs分化过程中的重要性。pGCSIL- GFP-shMyocd重组质粒的成功构建为后续研究特定病理条件下(如动脉粥样硬化)VSMCs表型转变的分子机制奠定了基础。     

核纤层蛋白基因LMNA复杂突变引起房室传导阻滞的分子机制研究

目的:房室传导阻滞是心脏电激动传导过程中,发生在心房和心室之间的电激动传导异常,可导致心律失常。前期,我们发现一个遗传性房室传导阻滞伴肥厚型心肌病家系,本次工作主要对其致病基因及机制进行研究。方法:采用候选基因测序的方法对已经确诊为房室传导阻滞的心脏病患者进行致病基因分析,对报道与心脏病相关的TRP4、SCN5A、SCN1B、NKFX2.5、CLCA2和LMNA共6个基因测序并确定致病基因;构建致病基因的野生型和突变型质粒;克隆野生型和突变型,激光共聚焦显微镜检测野生和突变型蛋白在细胞定位,利用Western blot检测目的蛋白的表达情况对该突变功能进行分析。结果:遗传学分析显示在家系中患者LMNA基因第10号外显子缺失,并与疾病共分离。Western blot结果显示突变型lamin蛋白表达水平正常,定位结果显示,野生型蛋白位于细胞核核膜,而突变型蛋白在核膜上和核内均有表达。LMNA异常可引起房室结细胞死亡与纤维化,导致房室传导速率降低,并发生房室传导阻滞。自噬和凋亡是细胞死亡的重要形式,LC3-Ⅱ是检测自噬的标志蛋白。应用Western blot检测LC3-Ⅱ,结果显示LMNA突变不影响该蛋白表达。结论:本次研究中,我们发现了一个新的导致遗传性房室传导阻滞伴肥厚型心肌病的LMNA基因突变,该突变可使其编码的蛋白不能正确定位于细胞核膜,导致细胞核核纤层结构异常。核纤层在细胞分裂中呈现周期性的变化,因此核纤层的异常会对细胞正常周期产生重要影响从而导致细胞的异常死亡。这可能是导致该家族成员发生房室传导阻滞的原因。     

NF-κB结合位点突变对人NOD2基因启动子调控的影响

探讨NF-κB结合位点突变对人NOD2基因启动子调控的影响。采用PCR技术从人基因组DNA中扩增含有NF-κB结合位点的人NOD2基因启动子序列,并定向克隆入已切除启动子的表达载体pEGFP-N3中,构建含有NF-κB结合位点的人NOD2基因启动子驱动的绿色荧光蛋白(green fluorescent proteins,GFP)载体pEGFP-N3-NOD2wt,并构建NF-κB结合位点2个碱基缺失突变的载体,将构建的重组质粒瞬时转染HEK293细胞,在倒置荧光显微镜下观察绿色荧光蛋白的表达情况。结果显示重组质粒转染HEK293细胞后,在倒置荧光显微镜下均能看到绿色荧光,其中pEGFP-N3-NOD2wt重组质粒在HEK293细胞中荧光表达较强,而突变质粒mpEGFP-N3-NOD2荧光强度明显减弱。说明NF-κB结合位点是驱动NOD2基因转录的重要元件,且在NOD2基因启动子的调控中发挥了正调节作用,为进一步研究NOD2基因表达及调控机制提供了新的思路。     

Optimized protocol for high-titer lentivirus production and transduction of primary fibroblasts

The lentivirus–short hairpin RNA (shRNA) system is a widely used tool for RNA interference. Multiple factors may affect the RNA interference efficiency during lentivirus production and transduction procedures. Thus, an optimized protocol is required to achieve high-titer lentivirus and efficient gene delivery. In the present study, lentivirus was produced by transfecting lentiviral transfer and packaging plasmids into HEK 293T cells. The factors affecting lentiviral titer were assessed, including lentiviral plasmid ratio, lentiviral transfer plasmid type, serum type for cell culture, transfection reagent–plasmid mixture incubation time, and the inoculation density of 293T cells for transfection. The high-titer lentivirus was achieved when plasmids were transfected at a molar ratio of 1:1:1:2, and the transfection reagent–plasmid mixture was replaced 6–8 h after transfection. The pLVX-shRNA2 lentiviral transfer plasmid was associated with the highest lentiviral titer, while both pLVX-shRNA2 and psi-LVRU6GP plasmids were associated with efficient RNA interference in target cells. The serum type for 293T cell culture affected the lentiviral titer significantly, while the inoculation density of 293T cells showed no influence on transfection efficiency or lentiviral titer. Moreover, the human primary fibroblasts infected with lentivirus, using the centrifugation method, achieved higher transduction efficiency than those infected with the non-centrifugation method. In conclusion, this study helped optimize lentiviral production and transduction procedures for more efficient gene delivery.     

人NOD2基因启动子的绿色荧光蛋白表达载体的构建

人NOD2基因启动子的绿色荧光蛋白表达载体的构建。以人基因组DNA为模板,PCR扩增含有人NOD2基因启动子不同长度的4段序列,利用特定的限制性内切酶位点,以切除启动子的pEGFP-N3作为框架结构,将这4个序列片段进行酶切并插入表达载体pEGFP-N3中,用Vsp I和Pst I双酶切和PCR鉴定重组质粒,再将重组质粒进行DNA序列分析。构建的重组质粒经脂质体LipofectamineTM2000介导转染HTK293T细胞,转染24 h后加入TNF-α持续刺激细胞24 h或不加TNF-α刺激,在倒置荧光显微镜下观察其能否在NOD2基因启动子的调控下表达报告基因绿色荧光蛋白(green fluores-cent proteins,GFP)。结果:pEGFP-N3-NOD2(617 bp)、pEGFP-N3-NOD2(747 bp)、pEGFP-N3-NOD2(1 136 bp)、pEG-FP-N3-NOD2(1 387 bp)分别经酶切鉴定和序列测定证实目的基因已插入重组质粒;细胞转染结果表明,构建的4段重组质粒pEGFP-N3-NOD2(617 bp)、pEGFP-N3-NOD2(747 bp)、pEGFP-N3-NOD2(1 136 bp)、pEGFP-N3-NOD2(1 387 bp)转染的HTK293T均能表达绿色荧光,其中构建pEGFP-N3-NOD2(1 387 bp)重组质粒经TNF-α持续刺后激绿色荧光表达最强。4段不同长度的人NOD2基因启动子绿色荧光蛋白表达载体成功构建,这为进一步研究NOD2基因表达及调控机制奠定了良好的基础。     

小泛素样修饰蛋白-1对α-突触核蛋白基因突变或过表达诱导的细胞包涵体形成及细胞凋亡的影响

目的 探讨α-突触核蛋白(α-synuclein)的小泛素样修饰蛋白(small ubiquitin-like modifier,SUMO)-1对α-synuclein基因过表达或突变诱导的细胞包涵体形成及细胞凋亡的影响.方法 构建野生型(WT)、A53T突变型和缺失SUMO-1互作氨基酸的K96R突变型、K96R-A53T突变型α-synuclein真核表达质粒.应用脂质体介导转染方式将构建好的质粒转入HEK293细胞;48 h后Hoechst 33258染色,采用Axiovert200型倒置荧光显微镜观察对细胞的影响,应用四甲基偶氮唑盐检测细胞活力,Annexin V-PE流式细胞仪检测细胞凋亡.结果 将构建所得真核表达质粒经双酶切鉴定及DNA测序证实;将WT型、A53T型、K96R型、K96R-A53T型α-synuclein真核表达质粒转染HEK293细胞,48 h后伊红染色显示转染野生型α-synuclein- pEGFP组及A53T突变型组某些细胞胞浆内出现圆形的嗜酸性小体(类Lewy小体)形成,分别占细胞总数的9.4％和11.7％,转染K96R及K96R-A53T融合表达载体组细胞内嗜酸性小体形成比率为10.2％和9.8％,两两相比差异无统计学意义(P＞0.05).Hoechst染色结果显示,WT组、A53T组细胞核变大,出现着色不均,染色质聚集成斑点状,未见核浓缩或核碎裂.K96R组及K96R-A53T组胞核着色基本均匀.采用四甲基偶氮唑盐法结果显示转染空质粒组细胞活力为96.2％,转染WT组、A53T组细胞活力下降至53.4％及56.1％,转染K96R组及K96R-A53T组细胞活力为72.3％和69.8％;转染48 h后,WT组、A53T组细胞凋亡率分别为32.2％和34.1％,转染K96R组及K96R-A53T突变组细胞凋亡率下降为19.4％和20.3％,两两相比差异有统计学意义(P＜0.05).结论 SUMO-1对α-synuclein基因过度表达及α-synuclein基因致病突变A53T诱导的细胞包涵体的形成无明显影响;SUMO-1可加强α-synuclein基因过度表达及α-synuclein基因致病突变A53T诱导的细胞毒性及细胞凋亡,提示SUMO-1参与了细胞凋亡过程.     

Mutations in the LMNA gene encoding lamin A/C

Very recently, mutations within the LMNA gene on chromosome 1q21.2 were shown to result in forms of muscular dystrophy, conduction-system disease, cardiomyopathy, and partial lipodystrophy. The LMNA gene encodes for the nucleophilic A-type lamins, lamin A and lamin C. These isoforms are generated by different splicing within exon 10 of LMNA. Thus lamin A/C is, besides emerin, the first known nucleophilic protein which plays a role in human disease. To date, 41 different mutations, predominantly missense, in the LMNA gene are known causing variable phenotypes. Twenty-three different mutations of LMNA have so far been shown to cause autosomal-dominant Emery-Dreifuss muscular dystrophy (EDMD2), three mutations were reported to cause limb-girdle muscular dystrophy (LGMD1B), eight mutations are known to result in dilated cardiomyopathy (CMD1A), and seven mutations were reported to cause familial partial lipodystrophy (FPL). The reports of lamin mutations including the corresponding phenotype are of great interest in order to gain insights into the function of lamin A/C. Here we summarize the mutations published to date in LMNA encoding lamin A/C.     

The laminopathies: a clinical review

The laminopathies are a diverse group of conditions caused by mutations in the LMNA gene (MIM*150330). LMNA encodes the nuclear envelope proteins lamin A and lamin C by utilization of an alternative splice site in exon 10. The human LMNA gene was identified in 1986 but it was another 13 years before it was found to be the causative gene for a disease, namely Emery Dreifuss muscular dystrophy. Since then, a further eight clearly defined phenotypes have been associated with LMNA mutations. The diversity of these phenotypes is striking with features such as premature ageing, axonal neuropathy, lipodystrophy and myopathy being seen. These phenotypes and the emerging genotype/phenotype correlations are the subject of this review.