H1启动子siRNA载体的构建及应用

利用双链RNA(dsRNA)调控基因表达已经成为研究基因功能的有力工具。用人H1启动子构建了pBS／H1PS小干扰RNA(siRNA)表达载体,用于在哺乳动物细胞中产生特异性dsRNA转录产物。通过对293细胞中的PSMA7分子进行表达抑制,证明该siRNA载体能够有效产生针对靶基因的RNA干扰(RNAi)效应。     

慢病毒载体介导的RNA干扰

RNA干扰(RNAinterference)是指由双链RNA分子抑制同源基因的表达。慢病毒载体(lentivirusvector)则是高效的基因转导工具,能将外源序列稳定导入分裂相和非分裂相细胞。将慢病毒载体和RNA干扰结合,能在哺乳动物各类细胞中,特异性抑制同源基因的表达;也是基因功能研究和基因治疗的有力手段。     

靶向端粒酶逆转录酶（hTERT）RNAi载体的构建及活性评价

RNA干涉是由与特定基因同源互补的双链RNA,在体内以序列特异的方式引发靶基因的mRNA降解,从而导致转录后基因沉默的过程.为研究内源性的siRNA对靶基因的抑制效果,用pPUR/U6载体构建用于细胞内转录靶向hTERT基因的短发夹状siRNA表达质粒,并评价其对hTERT基因的抑制效果.将hTERT cDNA 3 565～3 583一段19 bp的DNA序列及其反向重复序列,用9 bp的连接序列连接后再接上5个T碱基,将此段DNA序列克隆至pPUR/U6载体U6启动子的下游,形成能在体内合成hTERT特异性短发夹状RNA的重组质粒载体pPUR/U6/hTERT.将pPUR/U6/hTERT与对照质粒pPUR/U6分别转染HepG2细胞.采用嘌呤霉素筛选和富集转染具有抗性的细胞.收集存活的细胞接种12孔板、提取RNA和蛋白质.以细胞计数法测定细胞的生长速度,RT-PCR和蛋白质印迹分析hTERT基因的表达,端粒重复放大测定法检测端粒酶活性,蛋白质印迹检测p53蛋白水平.与转染对照质粒pPUR/U6的细胞相比,转染pPUR/U6/hTERT的细胞其hTERT基因表达水平显著下降,端粒酶活性降低,细胞生长速度变慢,p53蛋白表达明显升高.以上结果表明,以DNA质粒为载体产生的内源性短发夹状siRNA能高效抑制hTERT基因的表达,有望成为基因功能研究的有力工具.     

载体介导的小干扰RNA诱导p53基因的沉默

目的:筛选有效抑制p53基因表达的靶位点,以研究其在哺乳动物细胞中的功能.方法:用Ambion公司的RNA干扰(RNAi)设计软件设计了3段针对野生型p53基因的长度为19 nt的反向重复序列,在人工退火条件下形成双链,将其构建到pSilencer3.1-H1 neo载体上,与pcDNA3.1-HA-p53(野生型)载体共转染Cos7及293T细胞,用Western blot检测HA-p53蛋白质的表达;将pCMV-GFP-p53与p53-RNAi或空载体共转入Cos7细胞,于激光扫描共聚焦显微镜下比较GFP-p53的表达;将p53-RNAi和空载体分别转入BEL-7405-p53-RE-luc 细胞,在不同剂量化疗药物阿霉素的作用下,通过活体成像仪观察内源p53的表达;利用G418(neo)筛选获得稳定整合p53-RNAi的H460细胞(p53野生型)株,用流式细胞仪分析正常及p53基因沉默细胞的周期变化.结果:筛选到一个有效的p53基因沉默位点,并在H460细胞中得到p53基因沉默的稳定细胞株.结论:获得了有效的p53基因RNAi位点,为进一步研究p53基因在细胞中的功能提供了有力的工具.     

利用人U6 snRNA启动子构建RNA干扰质粒载体

RNA干扰技术已经成为基因功能研究等领域的有力工具,构建带有筛选标记的siRNA载体可以在细胞中持续抑制靶基因的表达.为了利用RNAi技术开展生物学研究,在克隆载体pUC19的基础上改造构建了人类细胞小干扰RNA（small interference RNA,siRNA）表达质粒pUC19NU.该质粒具有新霉素抗性标记和真核细胞复制起点,利用连入的人U6 snRNA启动子起始siRNA的转录.以EGFP 和p53为靶基因的干扰实验证明,所构建的siRNA表达质粒可以显著抑制细胞外源性增强绿色荧光蛋白（enhanced green fluorescent protein,EGFP）及细胞内源性p53蛋白的表达,而且抑制效果具有特异性.     

p53基因表达沉默的稳定Vero细胞系的建立及特性分析

利用慢病毒介导的RNA干扰技术,建立稳定沉默p53基因的Vero细胞模型。设计针对p53基因的shRNA序列,构建p53shRNA慢病毒载体并感染Vero细胞;嘌呤霉素筛选阳性细胞,局部消化法挑选细胞克隆;利用RT-PCR和West-ernblot检测p53的表达水平;利用虫荧光素酶报告系统,分析p53的转录激活功能。RT-PCR和Westernblot结果显示,慢病毒介导的shRNA有效地沉默p53基因表达;与对照组细胞相比,干扰组细胞的p53的转录激活功能明显降低。慢病毒介导的shRNA高效、稳定地沉默了p53基因的表达,同时,有效地降低了p53的转录激活功能,为研究p53的生物学功能提供了有利的工具。     

杆状病毒用于哺乳动物细胞快速高效表达外源基因的研究

现已发现杆状病毒可进入某些培养的哺乳动物细胞,这提示可将杆状病毒作为一种对哺乳动物细胞的新型基因转移载体。对杆状病毒转移载体的改造及对哺乳动物细胞的基因转移方式进行了进一步的研究。以绿色荧光蛋白基因为报告基因,利用Bac-to-Bac系统构建了分别含有正向和反向CMV启动子表达盒的两种重组杆状病毒。可观察到CMV启动子在Sf9细胞中可启动报告基因的表达,但表达效率较低。用重组杆状病毒感染后Sf9细胞的培养上清直接与HepG2细胞作用,以流式细胞术检测基因转移效率及荧光表达强度,发现这两种病毒在相同的感染复数下对HepG2细胞具有相似的基因转移及表达效率。同时,利用流式细胞术进一步研究了直接使用重组杆状病毒感染4d后Sf9细胞的培养上清对哺乳动物细胞进行基因转移的方法。通过对HepG2细胞的实验结果显示,将带毒Sf9细胞培养上清(1.2×10⁷PFU/mL)用哺乳动物细胞培养基1倍稀释后,37℃下孵育靶细胞12h(moi=50),可达到较高的基因转移及表达效率,同时不会对细胞造成明显损伤。将重组杆状病毒与脂质体和逆转录病毒这两种系统对HepG2及CV1细胞的基因转移效率进行了比较,结果发现在同样未经浓缩等特殊处理的条件下重组杆状病毒对这两种细胞的基因转移效率是最高的。因此可以认为,经过适当改造后的Bac-to-Bac重组杆状病毒系统可作为一种对哺乳动物细胞简便高效的基因转移表达载体。     

逆转病毒介导的突变型p53基因增加人肺癌细胞耐药性研究

应用PCR等方法从含有p53基因突变的人肺癌细胞系GL总RNA中扩增并克隆了人突变型p53基因(mt)cDNA.序列分析证实该cDNA含有人p53基因全部编码序列,在codon245出现了G→T突变,导致由甘氨酸变为半胱氨酸.构建了其逆转病毒表达载体(pD53M),并将该载体导入没有p53突变的药物敏感癌细胞系GAO.免疫组织化学证实pD53M转染的GAO细胞有突变型p53蛋白表达,说明重组逆转病毒表达载体pD53M在GAO细胞中可以稳定表达.体内和体外实验表明pD53M转染的GAO细胞对几种抗癌药的耐药性有不同程度的增加,最高增加了4倍.用定量PCR和FCM分析发现转染细胞MDR1基因表达没有增高,Pgp功能没有加强,MRP基因表达轻度增高,Mrp功能稍微加强,这提示突变型p53导致的耐药性可能与MDR1/Pgp无关,而与MRP/Mrp可能有一定关系.     

RNA干扰对乙肝病毒基因的抑制作用

双链介导的遗传干涉的机制是1998年发现的。它通过双链RNA的介导特异性地降解相应序列从而导致转录后水平的基因沉默。RNA干扰作为后基因组时代的一种下调基因表达的工具已被广泛用于基因功能的研究以及疾病的治疗。利用小干扰RNA与乙肝病毒DNA通过共传染于HepG2肝癌细胞中使乙肝病毒基因沉默以达到抑制乙肝病毒复制作用。     

RNA干扰对乙肝病毒基因的抑制作用

双链介导的遗传干涉的机制是1998年发现的。它通过双链RNA的介导特异性地降解相应序列从而导致转录后水平的基因沉默。RNA干扰作为后基因组时代的一种下调基因表达的工具已被广泛用于基因功能的研究以及疾病的治疗。利用小干扰RNA与乙肝病毒DNA通过共转染于HepG2肝癌细胞中使乙肝病毒基因沉默以达到抑制乙肝病毒复制作用。     

Knockdown of human p53 gene expression in 293-T cells by retroviral vector-mediated short hairpin RNA

RNA interference （RNAi） is an evolutionarily conserved process of gene silencing in multiple organisms, which has become a powerful tool for investigating gene function by reverse genetics. Recently, many groups have reported to use synthesized oligonucleotides or siRNA encoding plasmids to induce RNAi in mammalian cells by transfection, but this is still limited in its application, especially when it is necessary to generate long-term gene silencing in vivo. To circumvent this problem, retrovirus- or lentivirus-delivered RNAi has been developed. Here, we described two retroviral systems for delivering short hairpin RNA （shRNA） transcribed from the H1 promoter. The results showed that retroviral vector-mediated RNAi can substantially downregulate the expression of human p53 in 293-T cells. Furthermore, the retroviral vectormediated RNAi in our transduction system can stably inactivate the p53 gene for a long time. Compared to shRNAs transcribed from the U6 promoter, HI-driven shRNA also dramatically reduced the expression of p53. The p53 downregulation efficiencies of H1- and U6-driven shRNAs were almost identical. The results indicate that retroviral vector-delivered RNAi would be a useful tool in functional genomics and gene therapy.     

猪Nanog基因四环素诱导干扰载体的构建和鉴定

Nanog基因是在早期胚胎和干细胞等多能性细胞中特异表达的重要基因,但有关猪Nanog基因功能的相关研究甚少。四环素诱导干扰载体是一种可通过四环素等药物条件性诱导干扰目的基因的载体,尤其适用于在发育过程中起着关键作用的基因沉默。常规的四环素干扰系统为二元载体,与一元载体相比获得针对特定基因干扰的稳定细胞系所需周期更长。首先通过构建pGenesil 1.0-shRNA重组干扰载体,瞬时转染稳定过表达猪Nanog基因的猪胎儿成纤维细胞后通过Realtime-PCR筛选出干扰效率可达80%以上的干扰片段。之后将筛选得到的干扰片段插入到改造的一元四环素诱导干扰载体TREsilencer,对稳定表达猪Nanog基因的猪胎儿成纤维细胞进行了瞬时转染。实验分别通过光密度检测以及Realtime-PCR检测了不同浓度doxycycline的诱导效率和干扰效率。结果表明,所构建的四环素诱导干扰载体TREsilencer-shRNA5随着四环素浓度的增加,诱导Nanog基因的干扰效率增加,在处理浓度为1μg/ml时干扰效率可达70%以上,为后续得到可诱导的稳定干扰猪Nanog基因的细胞系和进一步研究猪Nanog基因功能奠定了基础。     

siRNA delivery technologies for mammalian systems

Inhibition of gene expression using the RNA interference (RNAi) pathway is rapidly becoming the method of choice for studying gene function in mammalian cells. However, successful knockdown of the target gene requires efficient delivery of short interfering RNAs (siRNAs). Several technologies have been developed that enable effective delivery of siRNAs to both cells in culture and whole animals. These technologies will allow the use of RNAi to study gene function in mammalian model systems in which classical methods are often limited and costly.     

Comparative Studies of Various Artificial microRNA Expression Vectors for RNAi in Mammalian Cells

Artificial microRNA (amiRNA) has recently become an important RNA interference (RNAi) technology for gene therapy and gene function studies. Here nine expression strategies were employed to construct plasmid vectors expressing amiRNA (amiR-Fluc) against firefly luciferase (Fluc). Our results indicate that all nine vectors can successfully produce mature amiR-Fluc and specifically suppress the expression of Fluc, although the RNAi efficiency in different mammalian cells displays obvious differences. Among these nine vectors, three can efficiently co-express DsRed reporter gene linked with amiR-Fluc cassette. Moreover, the recommended number of concatenated amiRNAs in a multi-amiRNA expression vector should not be more than four, and the relative position of an amiRNA in the multi-amiRNA expression vector has no apparent influence on its RNAi activity. In summary, all these results described here provide valuable information for the rational design and application of amiRNA expression vector.     

Analysis of gene function in somatic mammalian cells using small interfering RNAs

RNA interference (RNAi) is a highly conserved gene silencing mechanism that uses double-stranded RNA (dsRNA) as a signal to trigger the degradation of homologous mRNA. The mediators of sequence-specific mRNA degradation are 21- to 23-nt small interfering RNAs (siRNAs) generated by ribonuclease III cleavage from longer dsRNAs. Twenty-one-nucleotide siRNA duplexes trigger specific gene silencing in mammalian somatic cells without activation of the unspecific interferon response. Here we provide a collection of protocols for siRNA-mediated knockdown of mammalian gene expression. Because of the robustness of the siRNA knockdown technology, genomewide analysis of human gene function in cultured cells has now become possible.