Tissue-engineered cartilage with inducible and tunable immunomodulatory properties

The pathogenesis of osteoarthritis is mediated in part by inflammatory cytokines including interleukin-1 (IL-1), which promote degradation of articular cartilage and prevent human mesenchymal stem cell (MSC) chondrogenesis. In this study, we combined gene therapy and functional tissue engineering to develop engineered cartilage with immunomodulatory properties that allow chondrogenesis in the presence of pathologic levels of IL-1 by inducing overexpression of IL-1 receptor antagonist (IL-1Ra) in MSCs via scaffold-mediated lentiviral gene delivery. A doxycycline-inducible vector was used to transduce MSCs in monolayer or within 3D woven PCL scaffolds to enable tunable IL-1Ra production. In the presence of IL-1, IL-1Ra-expressing engineered cartilage produced cartilage-specific extracellular matrix, while resisting IL-1-induced upregulation of matrix metalloproteinases and maintaining mechanical properties similar to native articular cartilage. The ability of functional engineered cartilage to deliver tunable anti-inflammatory cytokines to the joint may enhance the long-term success of therapies for cartilage injuries or osteoarthritis.     

大鼠GAD65基因慢病毒载体的构建及其在MSCs中的表达

目的构建谷氨酸脱羧酶65(glutamic acid decarboxylase 65,GAD65)重组慢病毒表达载体,感染间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)并进行鉴定。方法 PCR法扩增GAD65基因,构建LV5-GFP-GAD65慢病毒载体;与包装质粒共转染293T细胞包装病毒;将慢病毒感染大鼠MSCs,荧光显微镜鉴定转染率,Western blot检测GAD65的表达。结果双酶切及测序结果表明LV5-GFP-GAD65慢病毒载体构建成功;包装病毒产生的病毒液滴度为5×107TU/ml;慢病毒感染大鼠MSCs的转染率高于90%,Western blot结果显示GAD65蛋白表达比对照组明显升高。结论 GAD65重组慢病毒载体构建成功,包装得到高浓度病毒液,感染大鼠MSCs能稳定过表达GAD65蛋白,为进一步探索侧脑室注射基因化的MSCs治疗癫痫奠定实验基础。     

Caprine arthritis-encephalitis virus-infected goats can generate human immunodeficiency virus-gp120 cross-reactive antibodies(1)

Lentiviruses display surprisingly disparate clinical manifestations in their specific hosts, share complex genetic structures, and exhibit extensive diversity, particularly in their envelope genes. The envelope protein, gp135, of caprine arthritis-encephalitis virus (CAEV) has minimal primary sequence homology to gp120, the envelope protein of human immunodeficiency virus (HIV). Nevertheless, they bear certain similarities in that they both possess five variable regions, both are heavily glycosylated, and both share short sequence motifs. We establish a further relationship and demonstrate that some goats, infected with CAEV, possess gp135-specific antibodies which cross-react with gp120 from several HIV strains, provided the protein is expressed in insect cells. We show that, although the cross-reactivity of these immunoglobulins depends on the level of glycosylation, nevertheless, some antibodies recognize the protein epitopes on gp120, at least some of which are linear in character. Further characterization of this unexpected cross-reaction will define its potential therapeutic utility.     

高迁移率族蛋白B1对大鼠局灶脑缺血/再灌注后大脑皮质梗死周围区神经干细胞增殖的影响

 目的：探讨高迁移率族蛋白B1（HMGB1）对局灶脑缺血/再灌注大脑皮质梗死周围区神经干细胞增殖的影响。方法：选取雄性SD大鼠48只,分为假手术组、模型组、RNA干扰组和阴性干扰组。采用线栓法制备大鼠局灶脑缺血/再灌注模型,缺血1 h再灌注7 d时观测。用携带大鼠HMGB1 shRNA的慢病毒载体介导RNA干扰抑制脑内HMGB1的表达,通过免疫荧光双标记HMGB1/GFAP和Western blotting法检测RNA干扰效果。通过免疫荧光双标记5-溴脱氧尿嘧啶（BrdU）/神经巢蛋白（nestin）检测大脑皮质梗死周围区神经干细胞的增殖。结果：与假手术比较,再灌注7 d时,模型组大脑皮质梗死周围区HMGB1蛋白表达明显升高（P<0.05）;与模型组比较,RNA干扰有效抑制HMGB1蛋白的表达（P<0.05）。与假手术组比较,模型组的BrdU/nestin双标记细胞明显增多（P<0.05）;与模型组比较,RNA干扰组的BrdU/nestin双标记细胞明显减少（P<0.05）。结论：局灶脑缺血/再灌注后大脑皮质梗死周围区HMGB1蛋白表达水平升高可促进该部位的神经干细胞增殖。     

慢病毒介导shRNA沉默Nicastrin基因的人永生化角质形成细胞模型构建

目的 构建Nicastrin(NCT)基因的RNA干扰慢病毒表达载体,并在人永生化角质形成细胞(HaCaT细胞)上鉴定其沉默效率,构建NCT基因稳定下调的人永生化角质形成细胞模型,为后续研究NCT基因下调对角质形成细胞的生物学行为影响奠定实验基础.方法 设计3个靶向NCT基因特异性短发卡RNA(shRNA)表达序列并连接到慢病毒表达质粒pGLV3/H 1/GFP+ Puro中,成功构建慢病毒重组表达质粒,并通过测序鉴定.将构建的重组表达质粒与包装质粒共转染293T细胞,产生慢病毒颗粒,并测其滴度.将HaCaT细胞分为空白组(未感染病毒)、阴性对照组(NC组,感染空载病毒LV3-shNC)和干扰组(感染NCT-shRNA1、2、3慢病毒).流式细胞仪检测慢病毒转染效率,实时荧光定量PCR(qRT-PCR)、Western印迹检测靶基因的沉默效率,筛选出沉默效果最佳的干扰序列.结果 测序表明,NCT-shRNA慢病毒重组表达质粒构建成功.重组表达质粒与包装质粒共转染293T细胞后产生的慢病毒颗粒滴度为109 TU/ml.慢病毒感染HaCaT细胞后,流式细胞仪检测,慢病毒转染效率大于95％.qRT-PCR结果,与NC组相比,干扰组NCT mRNA表达量明显下降,其中NCT-shRNA1组NCT基因沉默效果最佳,干扰效率达到75％.Western印迹结果,与NC组相比,shRNA1组NCT蛋白表达抑制率为71.7％.结论 成功筛选出高效NCT-shRNA干扰序列,构建NCT-shRNA慢病毒重组表达载体,并构建NCT基因稳定下调的人永生化角质形成细胞模型.     

PRL-3 miRNA重组慢病毒对胃癌SGC7901细胞增殖的抑制作用

目的 观察PRL-3在人胃癌SGC7901细胞增殖中的作用.方法 构建表达人工PRL-3 miRNA的慢病毒载体,转染SGC7901细胞,并检测其沉默PRL-3表达的效果;MTT试验评价沉默PRL-3表达对SGC7901细胞增殖的抑制作用.结果 成功构建表达PRL-3慢病毒载体.PRL-3慢病毒转染组,可沉默SGC7901细胞PRL-3的表达.MTT试验结果,沉默PRL-3的表达后,与空载体组比较,SGC7901细胞数下降了30.4%;生长曲线比较,SGC7901细胞的增殖受到明显抑制(P＜0.05).结论 PRL-3在胃癌生长中起着重要作用,可作为胃癌潜在的治疗靶点.     

STAT1过表达慢病毒载体的构建及其在MHCC97L细胞中的表达

目的：构建STAT1基因过表达慢病毒载体并实现其在人肝癌细胞MHCC97L中的表达。方法：根据人STAT1基因mRNA序列,全基因合成STAT1基因,构建至过表达载体并转化至感受态细胞DH5OC,进行测序验证。在脂质体介导下转染293T细胞,包装生产慢病毒。慢病毒载体转染人肝癌细胞MHCC97L,用荧光定量PCR和Westernblot检测原始细胞株（MHCC97L）,稳转细胞株（MHCC97－statl）中STAT1的表达情况,确定STAT1过表达的有效性。结果：测序证实STAT1基因过表达载体构建成功。过表达慢病毒包装成功。慢病毒转染人肝癌细胞MHCC97L48h后,STAT1基因在mRNA水平和蛋白质水平上表达显著增加。结论：STAT1基因过表达慢病毒载体构建成功,并实现其在人肝癌细胞MHCC97L中的表达。     

慢病毒介导的双自杀基因诱导胃癌细胞凋亡的研究

目的 观察慢病毒介导的KDR启动子驱动的CD/TK双自杀基因体系对胃癌细胞SGC-7901的体外杀伤作用.方法 用重组慢病毒FGW-KDRP-CD/TK体外感染SGC-7901细胞.噻唑蓝(MTT)比色法检测前药对细胞的杀伤效应;透射电镜及流式细胞术观察细胞凋亡及细胞内DNA含量.结果 慢病毒的感染率随病毒滴度的增高而递增.当前药更昔洛韦(GCV)为100 mg/L、5-氟胞嘧啶(5-FC)为320 mg/L时,对未转基因及转基因细胞的抑制率分别为18%、94%,两者筹异有统计学意义(P<0.01).电镜下用药组出现细胞凋亡.流式细胞仪检测显示,随着药物浓度的增加,凋亡细胞所占的比例逐渐增加.结论 KDR启动子可调控双自杀基因系统选择性杀伤SGC-7901细胞,并且该体系可以诱导胃癌细胞凋亡.     

逆转MDR-1小干扰RNA的慢病毒载体系统的构建和鉴定

目的 构建并鉴定表达MDR-1小干扰RNA的慢病毒载体系统并检测其对于喉癌多药耐药细胞系(LSC-1/TAX)多药耐药表型的逆转效果.方法 根据MDR-1基因序列,设计3条寡聚核苷酸序列,合成互补DNA链,插入慢病毒表达质粒pLVTHM中,与pCMV-dR8.74和pMD2G共转染293T细胞,包装产生病毒颗粒.以RT-PCR、realtime PCR及Western blot方法检测三条siRNA在人喉癌耐药细胞系(LSC-1/TAX)中的干扰效率,并采用MTT方法检测干扰前后化疗药物的敏感性.结果 通过酶切和测序证实慢病毒载体构建正确,产生能够表达GFP和siRNA的慢病毒颗粒,浓缩滴度为＞1×108TU/ml.三条siRNA均可以感染LSC-1/TAX细胞系,其中第三条siRNA敲减效果最佳.结论 成功建立逆转MDR-1小干扰RNA的慢病毒载体系统,为逆转喉癌多药耐药表型的实验奠定了基础.