利用CRISPR/Cas9系统构建HepG2细胞THRAP3基因敲除细胞系

目的 使用CRISPR/Cas9基因编辑系统敲除人类肝癌细胞HepG2中的甲状腺激素受体相关蛋白3(THRAP3)基因,构建THRAP3基因敲除细胞系.方法 根据CRISPR/Cas9靶点设计规则,设计特异性靶向THRAP3基因第3个外显子相关序列的多条小向导RNA,通过T7核酸内切酶筛选出切割效率最高的载体,构建pSpCas9-THRAP3真核重组表达质粒.测序鉴定后,将重组质粒转染至HepG2细胞中,用嘌呤霉素(puromycin)抗性筛选细胞株,挑取单克隆,再用PCR、测序等方法鉴定细胞基因型,免疫印迹方法鉴定细胞THRAP3敲除效果.使用高通量测序的方法进行基因表达分析.用流式细胞仪检测基因敲除对细胞周期的影响,CCK-8试剂盒检测细胞增殖.结果 成功构建pSpCas9-THRAP3真核重组表达质粒,筛选出特异性敲除THRAP3基因的细胞系,验证了THRAP3敲除对细胞周期以及细胞增殖的影响.结论 利用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功构建并获得了THRAP3基因敲除细胞系并初步探究了THRAP3基因功能.     

利用CRISPR／Cas9系统构建H22细胞GP73基因敲除稳定株及功能鉴定

目的：利用CRISPR／Cas9基因编辑系统敲除小鼠源肝癌细胞H22中的GP73基因,构建H22细胞GP73基因敲除的稳定细胞株。方法根据CRISPR／Cas9靶点设计原则,设计2条特异性识别GP73基因启动子的上下游sgRNA,利用载体pX459质粒,构建2对重组真核表达质粒。经酶切和测序鉴定后,将重组质粒转染至H22细胞内,使用嘌罗霉素加压筛选稳定敲除GP73的H22细胞株,利用免疫印迹检测重组质粒对内源GP73的敲除效果。MTT实验检测GP73被敲除后对细胞增殖能力的影响,再利用划痕实验检测细胞的迁移能力。结果免疫印迹结果说明敲除GP73基因的小鼠源H22细胞株内无GP73蛋白的表达;并且GP73被敲除后,H22细胞的增殖能力和迁移能力减慢。结论通过CRISPR／Cas9系统获得了靶向GP73基因的重组质粒,并且筛选出了稳定干扰GP73表达的细胞株,从而为探讨GP73在肝癌发生中的作用奠定基础。     

应用CRISPR/Cas9技术构建MAVS基因敲除的ZR-751乳腺癌细胞株

目的 运用成簇的规律间隔短回文重复序列(CRISPR)/Cas9基因编辑技术,构建线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)基因敲除的ZR-751乳腺癌细胞株,研究MAVS对细胞生长的影响.方法 针对MAVS基因第一外显子设计小向导RNA(sgRNA),构建pX459-sgRNA重组质粒.然后利用嘌呤霉素筛选ZR-751 MAVS基因敲除的阳性克隆,Western印迹检测MAVS基因敲除情况,提取克隆基因组进行测序鉴定.平板克隆实验检测MAVS被敲除后对细胞增殖的影响,再利用MTS实验检测在DFX培养基刺激下,MAVS对细胞死亡的影响.结果 Western印迹结果说明ZR-751细胞株内MAVS已完全敲除;且在凋亡诱导剂DFX刺激下,MAVS被敲除后促进细胞增殖.结论 利用CRISPR/Cas9系统成功构建了MAVS基因敲除的ZR-751乳腺癌细胞株,初步实验提示MAVS抑制乳腺癌细胞生长,为后续研究MAVS在肿瘤中的功能奠定了基础.     

内源性MGF在IGF-Ⅰ Pre-mRNA选择性剪接中的作用

目的 利用CRISPR/Cas9敲除小鼠成肌细胞系C2C12机械生长因子(mechano-growth factors,MGF),研究MGF在IGF-Ⅰ pre-mRNA选择性剪接和C2C12增殖分化中的作用.方法 针对IGF-Ⅰ第五个外显子设计并构建CRISPR/Cas9基因敲除质粒,通过细胞转染并筛选出MGF发生移码突变的细胞株.采用RT-qPCR技术,检测这些细胞株MGF和IGF-IEa表达变化,以及细胞增殖和肌向诱导分化能力的变化.结果 成功构建了针对MGF的CRISPR/Cas9基因敲除质粒,并筛选出3株MGF移码突变细胞株.这些细胞株的MGF和IGF-IEa表达上升,细胞增殖活性减弱,在诱导分化过程中,肌细胞标志性基因myogenin、MGF和IGF-IEa表达升高.结论 内源性MGF敲除能够影响IGF-Ⅰ pre-mRNA的选择性剪接以及增殖分化能力.     

内源性MGF在IGF-I Pre-mRNA选择性剪接中的作用

目的利用CRISPR/Cas9敲除小鼠成肌细胞系C2C12机械生长因子(mechano-growth factors,MGF),研究MGF在IGF-I pre-mRNA选择性剪接和C2C12增殖分化中的作用。方法针对IGF-I第五个外显子设计并构建CRISPR/Cas9基因敲除质粒,通过细胞转染并筛选出MGF发生移码突变的细胞株。采用RT-q PCR技术,检测这些细胞株MGF和IGF-IEa表达变化,以及细胞增殖和肌向诱导分化能力的变化。结果成功构建了针对MGF的CRISPR/Cas9基因敲除质粒,并筛选出3株MGF移码突变细胞株。这些细胞株的MGF和IGF-IEa表达上升,细胞增殖活性减弱,在诱导分化过程中,肌细胞标志性基因myogenin、MGF和IGF-IEa表达升高。结论内源性MGF敲除能够影响IGF-I pre-mRNA的选择性剪接以及增殖分化能力。     

利用CRISPR/Cas9技术构建Nedd4基因敲除BMDM巨噬细胞系

目的 利用CRISPR/Cas9技术构建Nedd4基因敲除骨髓衍生巨噬细胞系(BMDM),为研究Nedd4在巨噬细胞中的作用和机制奠定基础.方法 利用在线软件筛选了评分较高的3个针对Nedd4基因的单向导RNA(sgRNA),然后将合成的sgRNA序列插入到PX330质粒中;将重组质粒转入BMDM细胞,通过有限稀释法获取单克隆,采用Western印迹检测单克隆细胞中NEDD4蛋白水平;通过序列测定确认单克隆细胞的DNA序列.结果 通过Western印迹检测获取1株NEDD4蛋白缺失的BMDM细胞;测序结果表明该细胞系中Nedd4基因发生了16 bp的缺失突变.结论 利用CRISPR/Cas9技术构建的Nedd4敲除BMDM细胞系将成为研究Nedd4在巨噬细胞中的功能和机制的有力工具.     

利用CRISPR/Cas9系统构建Slc35c1敲除细胞株及其抗蓖麻毒素效应研究

目的 构建稳定敲除小鼠Slc35c1基因的单克隆细胞株,为研究Slc35c1基因抗蓖麻毒素毒性效应奠定实验基础.方法 根据Slc35c1基因序列设计2对sgRNA插入载体lentiCRISPRv2中,构建lentiCRISPRv2-sgRNA质粒;慢病毒包装并感染NIH/3T3细胞,加入嘌呤霉素筛选阳性细胞;T7E1酶切鉴定sgRNA切割效率;利用有限稀释法筛选单克隆细胞并进行RT-qPCR检测及基因组PCR产物测序,确认Slc35c1敲除成功的细胞株;最后通过CCK-8试剂检测蓖麻毒素对野生型和Slc35c1敲除细胞对的抗毒效应差异.结果 测序结果显示sgRNA成功插入载体质粒中,T7E1酶切结果表明两对sgRNA均可高效切割基因组DNA.RT-qPCR及基因组PCR产物测序鉴定出Slc35c1敲除的纯合子细胞株.CCK-8实验结果显示,与野生型细胞相比,敲除Slc35c1使毒素作用NIH/3T3细胞24 h的IC50值由0.45×10-10 mol/L升至2.1×10-10 mol/L.结论 利用CRISPR/Cas9系统靶向敲除了NIH/3T3细胞中的Slc35c1基因并筛选获得纯合子细胞株,该细胞株可用于抗蓖麻毒素效应的研究.     

人MDC1基因shRNA反转录病毒载体的构建及鉴定

目的 建立反转录病毒介导的MDC1基因RNA干扰表达体系并观察其在官颈癌细胞(HeLa)中对MDC1表达的影响.方法 将人MDC1基因的RNA干扰双链DNA片段重组到反转录病毒质粒pSilencer5.1-H1 Retro中,构建携带人MDC1基因的RNA干扰反转录病毒载体psiRNA-MDC1.经PT67细胞包装后,产生的莺组反转录病毒感染宫颈癌细胞株HeLa细胞,并用嘌呤霉素筛选稳定的细胞克隆.采用RT-PCR和Western blotting检测细胞中MDC1 mRNA和蛋白表达的变化.结果 重组psiRNA-MDC1质粒经测序鉴定正确;重组反转录病毒感染HeLa细胞后用嘌呤霉素筛选出稳定的细胞克隆;RT-PCR和Western blotting检测人MDC1 mRNA和蛋白表达水平明显低于阴性对照组和未十扰组.结论 携带人MDC1基因RNA干扰双链DNA片段的反转录病毒感染HeLa细胞后能明显抑制MDC1 mRNA和蛋白表达,为进一步研究MDC1在宫颈癌中的作用奠定了基础.     

NCAPH基因敲除对胰腺癌细胞增殖迁移及侵袭能力的影响

目的 探究NCAPH基因敲除对胰腺癌PANC细胞增殖、迁移及侵袭能力的影响。方法 利用Oncomine数据库分析NCAPH在胰腺癌及其他癌组织中的表达水平;Kaplan-Meier plotter数据库分析NCAPH高低表达与胰腺癌患者预后的相关性;使用CRISPR/Cas9技术构建NCAPH基因敲除慢病毒建立NCAPH基因敲除细胞株;通过CCK-8实验、克隆形成实验、Transwell实验及划痕实验检测敲除NCAPH基因对细胞增殖、迁移及侵袭能力的影响,Western blotting检测MEK及ERK等蛋白的表达。结果NCAPH在胰腺癌、胃癌、结直肠癌及结肠癌组织中的表达均显著上调。Kaplan-Meierplotter数据库分析显示,NCAPH高表达组胰腺癌患者的预后不良(P<0.05);Western blotting检测结果显示,CRISPR/Cas9基因编辑技术能有效敲除胰腺癌PANC细胞系的NCAPH基因,从而抑制NCAPH蛋白的表达。CCK-8实验及克隆形成实验结果显示,与对照组相比,NCAPH敲除明显抑制了PANC细胞在48、72、96及120 h的增殖能力(0...     

损伤抑制基因Dsup对人胚胎干细胞生物学性质的影响

目的 通过CRISPR/Cas9技术将水熊虫Dsup基因定点敲入胚胎干细胞（hESC-H9）的AAVS1位点,构建Dsup基因过表达的稳定细胞株,研究Dsup表达对hESC-H9生物学性质的影响。方法 构建CRISPR/Cas9 AAVS1位点敲入系统,采用PCR技术扩增Dsup序列,并将其插入pAAVS1-Donor-GFP-Puro,将构建的pAAVS1-Dsup-GFP-Puro与pAAVS1-CRISPR-Cas9载体共同转染hESC-H9,通过CRISPR/Cas9技术介导的同源重组使Dsup基因插入hESC-H9的AAVS1位点,经嘌呤霉素筛选后利用流式分选技术分选GFP、TRA-1-60、SSEA-4等3种荧光标记阳性的细胞群,获得稳定敲入Dsup基因并保持干性的细胞。将获得的hESC-H9-Dsup传至第9代,对Dsup mRNA表达水平、GFP、细胞表面干性标志物（TRA-1-60、SSEA-4）以及干性基因（OCT4、SOX2、NANOG）进行检测,并研究hESC-H9-Dsup的增殖、凋亡以及辐射耐受情况,以探索Dsup基因对hESC-H9生物学活性的影响。结果 ...     

Apak稳定敲除细胞系的建立及其p53活性和凋亡水平的变化

目的：利用CRISPR／Cas9慢病毒系统在人结肠癌细胞（ HCT116细胞）中建立稳定及永久性Apak敲除细胞系,检测Apak敲除后细胞部分生物学活性、p53活性和凋亡水平的变化。方法构建lentiCRISPR v2－sgRNA Apak敲除质粒,进行慢病毒包装,感染HCT116细胞,嘌罗霉素筛选出阳性克隆。通过蛋白质免疫印迹检测Apak蛋白水平,筛选得到Apak稳定敲除细胞系。分别通过报告基因实验、流式细胞术和克隆形成实验测定Apak稳定敲除细胞系中p53活性、细胞凋亡率和克隆形成能力。结果通过测序证明lentiCRISPR v2－sgRNA Apak敲除质粒正确,蛋白质免疫印迹证实Apak敲除细胞系中Apak表达缺失。在Apak敲除细胞系中p53的转录活性增强,Apak敲除细胞凋亡增加、克隆形成能力降低。结论获得Apak稳定敲除细胞系,便于后期Apak功能的研究。     

Low-dose hyper-radiosensitivity in human hepatocellular HepG2 cells is associated with Cdc25C-mediated G2/M cell cycle checkpoint control

Purpose: Although the significance of cell cycle checkpoints in overcoming low-dose hyper-radiosensitivity (HRS) has been proposed, the underlying mechanism of HRS in human hepatocellular cells remains unclear. Therefore, the aim of this study was to characterize HRS inhuman hepatocellular HepG2 cells and to explore the molecular mechanism(s) mediating this response.

Materials and methods: HepG2 cells were exposed to various single doses of γ radiation (from 0?Gy to 4?Gy), and then were assayed at subsequent time-points. Survival curves were then generated using a linear-quadratic (LQ) equation and a modified induced repair model (MIRM). The percentage of cells in the G1, G2/M, and S phases of the cell cycle were also examined using propidium iodide (PI) staining and flow cytometry. Levels of total cell division cyclin 25C (Cdc25C) and phosphorylated Cdc25C were examined by Western blotting.

Results: Low-dose γ radiation (<0.3?Gy) induced HRS in HepG2 cells, while doses of 0.3, 0.5, and 2.0?Gy γ radiation significantly arrested HepG2 cells in the G2/M phase. While total Cdc25C levels remained unchanged after irradiation, levels of phosphorylated Cdc25C markedly increased 6, 16, and 24?h after treatment with 0.5 or 2.0?Gy radiation, and they peaked after 16?h. The latter observation is consistent with the G2/M arrest that was detected following irradiation.

Conclusions: These findings indicate that low-dose HRS in HepG2 cells may be associated with Cdc25C-mediated G2/M cell cycle checkpoint control.     

Effects of CKMT1 on radiosensitivity of nasopharyngeal carcinoma cells

Abstract

Purpose: Radioresistance is an important factor for unsatisfactory prognosis in Nasopharyngeal carcinoma (NPC) patients. Ubiquitous mitochondrial creatine kinase (CKMT1) is always associated with malignancy in a variety of cancers. However, its significance in NPC progression and radiosensitivity remains unclear. The present study focused on investigating the effects of CKMT1 on NPC cell radiosensitivity.

Material and methods: CKMT1 was overexpressed in NPC cell line CNE-1 or knocked out in CNE-2. Biological changes were detected after cells exposing to different doses of X-ray to determine the role of CKMT1 on NPC cell radiosensitivity.

Results: CKMT1 promotes proliferation and migration in NPC cell lines CNE-1 and CNE-2. Overexpression of CKMT1 in CNE-1 cells enhanced colony formation rates, reduced G2/M phase cell cycle arrest, lowered apoptosis rate and c-PARP level, and elevated STAT3 phosphorylation level after radiation treatment. While knocking out CKMT1 using the CRISPR/Cas9 system in CNE-2 cells lowered colony formation rates, increased G2/M phase cell cycle arrest, apoptosis rates, and c-PARP levels, and decreased STAT3 phosphorylation in response to radiation treatment.

Conclusions: NPC cells with higher CKMT1 exhibited lower radiosensitivity through promoting phosphorylation of STAT3. Our findings suggest that CKMT1 may be an alternative radiotherapeutic target in NPC therapy.     

HIV-1 Tat 蛋白对细胞周期相关基因表达及辐射细胞周期阻滞的影响

目的：探讨HIV-1 Tat蛋白对细胞周期相关基因表达以及电离辐射诱发细胞周期阻滞的影响.方法：使用包含102个与DNA损伤修复和细胞周期相关的基因微阵列检测人横纹肌肉瘤细胞（TE671）及已转染tat基因的TE671细胞（TT2）基因表达谱的改变;使用流式细胞仪检测细胞周期变化;Western印迹检测蛋白表达变化.结果：在基因芯片的检测中发现,与DNA损伤修复及细胞周期调控相关的6个基因Cdc25C,KIF2C,Cdc20,DNA-PKcs,CTS1,Wee1在转染tat基因的细胞中表达下调;细胞周期检测发现TE671细胞和TT2细胞经4 Gy γ射线照射后表现出不同程度的G2/M期阻滞,但表达Tat的TT2细胞G2/M阻滞出现较TE671细胞晚,而在照射后48 h时TE671细胞G2/M期阻滞已恢复,但TT2细胞阻滞仍很显著.另外,TT2细胞S期阻滞时间延长.研究进一步发现细胞周期蛋白（cyclin）B1在TT2细胞中表达增强.结论：HIV-1Tat蛋白导致G2/M检验点功能紊乱,将影响细胞的辐射敏感性,本研究为了解AIDS合并肿瘤患者对放射治疗敏感性提供了重要实验数据.     

1-Methylxanthine enhances the radiosensitivity of tumor cells

Purpose:?To determine the efficacy of a caffeine derivative 1-methylxanthine (1-MTX) in increasing radiosensitivity of cancer cells and elucidate the underlying mechanisms in vitro.

Materials and methods:?RKO human colorectal cancer cells carrying wild type protein 53 kDa (p53) were incubated with 3 mM 1-MTX for 30 min, exposed to 4 Gy ionizing radiation, and further incubated with 1-MTX for three days. The clonogenic cell death was determined, and the cell cycle distribution and apoptosis were studied with flow cytometry at different times after irradiation. The DNA double strand break (DNA DSB) was examined using phosphorylated Histone2A (γ-H2AX) foci formation, and the expression/activity of checkpoint 2 kinase (Chk2), cell division cycle 25 (Cdc25) phosphatase and cyclin B1/Cdc2 kinase were also investigated using western blotting and in vitro kinase assays.

Results:?The treatment with 3 mM 1-MTX increased the radiation-induced clonogenic and apoptotic cell death. The radiation-induced phosphorylation of Chk2 and Cdc25c and the radiation-induced increase in the cyclin B1/Cdc2 kinas activity were little affected by 1-MTX. The radiation-induced G2/M arrest was only slightly shortened and the expression of radiation-induced γ-H2AX was markedly prolonged by 1-MTX.

Conclusions:?1-MTX significantly increased the radiosensitivity of RKO human colorectal cancer cells carrying wild type p53 mainly by inhibiting the repair of radiation-induced DNA DSB without causing significant alteration in radiation-induced G2/M arrest. Such a radiosensitization occurred at 1-MTX concentrations almost non-toxic to the target tumor cells.     

p38 MAPK对PDGF诱导的细胞迁移的调控作用

目的 研究p38丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)在血小板源性生长因子(PDGF)诱导的细胞迁移中的作用.方法 PDGF刺激小鼠NIH 3T3细胞后,利用免疫印迹法检测p38磷酸化程度的改变情况.利用Transwell细胞迁移系统来观察PDGF对NIH 3T3细胞迁移的诱导作用,以及p38基因敲除对PDGF诱导的细胞迁移的影响.结果 PDGF能显著诱导NIH 3T3细胞迁移(P＜0.001),且在此过程中p38能被磷酸化激活,p38基因敲除能阻断PDGF诱导的细胞迁移(P＜0.001).结论 p38 MAPK参与了PDGF诱导的细胞迁移的调控.     

痢疾杆菌和大肠杆菌粘附和侵入HeLa细胞的观察

本文用镜检法和活菌计数法观察了痢疾杆菌对HeLa细胞粘附、侵袭和在胞内繁殖的感染情况,测定了不同株痢疾杆菌、大肠杆菌及杂交菌株的毒力。