骨形态发生蛋白2通过Smad途径上调Osterix的表达

Osterix（Osx）是一种重要的调控成骨细胞分化的具有锌指结构的转录因子．骨形态发生蛋白2（bone morphogenetic protein 2, BMP2）能够上调Osx的表达,但其分子机制并不清楚．采用实时定量RT-PCR方法检测到BMP2诱导成骨相关细胞C3H10T1/2, MC3T3-E1, C2C12中Osx的转录水平显著上调,并且与成骨分化指标Col1a1, osteocalcin具有相似的表达动力学特征．而且,在C3H10T1/2细胞中过表达负显性（dominant negative, DN）Osx基因,能够有效抑制BMP2诱导的成骨分化．过表达BMP/Smad信号通路抑制蛋白Smad6,能够抑制Osx转录水平的上调．但是通过荧光素酶报告载体对Osx的启动子-1254～+85区域进行分析后未发现接受BMP通路调控的启动子区域．上述结果表明,BMP2能够通过Smad途径上调Osx的表达,并对成骨分化的过程具有十分重要的作用．     

重组Osx腺病毒载体的构建及其调控成骨细胞增殖与分化的作用

构建表达成骨相关转录因子Osx的腺病毒,观察Osx对原代培养的小鼠成骨细胞增殖与分化的调控作用。将Osx编码基因克隆入腺病毒载体pAdEasy中,经293A包装后得到重组腺病毒,感染原代培养的小鼠颅骨细胞,茜素红染色观察矿化程度,实时定量RT-PCR检测成骨相关标志基因的转录水平,流式细胞检测细胞周期的改变。结果发现,①得到的病毒滴度为2×109PFU/ml,最佳感染复数为50;②表达Osx并不能够促进成骨细胞的矿化;③定量RT-PCR表明表达Osx 1d、3d、6d后成骨分化标志骨钙素、骨涎蛋白、Ⅰ型胶原蛋白的表达量明显上调(p<0.01);④流式细胞仪的结果表明Osx能够促进成骨细胞的增殖(p<0.01)。通过腺病毒在原代培养的成骨细胞中表达Osx能够促进成骨细胞的增殖,并对其分化具有一定的调控作用,为Osx在各种骨损伤的基因治疗应用方面提供了基础。     

Runx2参与调控Osterix 启动子活性及其基因表达

尽管Runx2和Osterix都是成骨细胞分化途径中关键的转录因子,但是Runx2是否能够调控Osterix,还不为所知.研究发现,在非成骨细胞系,无论是间充质干细胞还是已分化的细胞,以及成骨细胞系中,Runx2都能诱导Osterix的表达.同时Runx2能够上调3.2kb人的Osterix基因启动子活性.进一步实验证明,在这一段启动子中存在Runx2功能性的结合位点.因而,实验结果有力地支持了这样一个假设,即Runx2参与了Osterix基因的表达调控.瞬时转染和荧光素酶双报告分析结果显示,在非成骨细胞中,Osterix明显上调2.3kb的Ⅰ型胶原蛋白启动子活性,但Runx2却不能.这样的差别暗示,在成骨细胞分化过程中位于Runx2下游的转录因子Osterix是刺激Ⅰ型胶原蛋白基因表达所必需的.     

人NFBD1启动子的鉴定与初步分析

NFBD1,也称MDC1,是一个参与细胞内DNA损伤后细胞应答反应的重要分子.为了进一步深入研究其转录调控机制,本研究克隆鉴定了NFBD1的启动子.首先应用5′ RACE技术鉴定了NFBD1的转录起始位点,首次发现NFBD1至少存在3种丰度和转录起始位点不同的转录变异体.然后,通过PCR定向克隆和酶切亚克隆策略,构建了覆盖NFBD1基因5′侧翼区起始密码子ATG上游5 kb区域的一系列NFBD1启动子荧光素酶报告基因重组体.启动子活性分析表明,NFBD1启动子区域定位于主要转录起始位点区域附近1.5 kb的区域内.采用转录因子结合位点预测分析软件分析表明,NFBD1启动子缺乏TATA盒,但含有典型的CCAAT盒和GC盒以及其它潜在的转录因子结合位点,提示Sp1和NF-Y等转录因子可能参与NFBD1的转录调控     

假单胞菌M18株pltZ基因转录阻抑藤黄绿菌素ABC转运系统

假单胞菌（Pseudomonas sp.）M18株的藤黄绿菌素(Pyoluteorin,Plt )生物合成基因簇下游存在一个Plt生物合成负调控基因pltZ和一个负责Plt分泌及自身抗性的ABC（ATP_binding cassette）转运系统基因簇。利用启动子探针载体pME6015和pME6522分别构建ABC转运基因pltH与lacZ的翻译和转录融合表达质粒pHZLF和pHZCF,分别引入野生型假单胞菌M18株和pltZ突变菌株M18Z。半乳糖苷酶活性的测定结果表明：在pltZ突变株M18Z中,pltH’-‘lacZ翻译融合表达水平约比野生型提高3.7～8.4倍,pltH’‘lacZ转录融合表达水平显著提高了2.8～7.4倍,表明pltZ 能在转录水平上阻抑Plt ABC转运系统的表达,pltZ很可能通过阻抑Plt ABC转运系统的表达,间接地负调控Plt的生物合成。     

食管癌LAPTM4B mRNA表达及其启动子区甲基化

研究溶酶体相关4次跨膜蛋白B（lysosome associated protein transmembrane 4 beta,LAPTM4B）基因在食管癌中的表达,及其启动子区甲基化状态,为进一步揭示LAPTM4B在不同肿瘤中表达高低机理提供参考.采用半定量RT-PCR法,确定42对食管癌中LAPTM4B mRNA表达.采用5对肝癌中LAPTM4B mRNA表达做内对照（利用灰度值比较）,分析该基因在食管癌中的表达强度.选取其中3对食管癌组织样品（癌组织和癌旁正常组织）,提取基因组DNA,采用亚硫酸氢钠修饰法,联合基因测序法分析LAPTM4B启动子区是否有甲基化修饰位点存在.结果发现,在42对食管癌组织中,癌组织和癌旁正常组织LAPTM4B mRNA表达存在差异：癌组织中LAPTM4B mRNA表达阳性为37/42（88.1%）,癌旁正常组织中LAPTM4B mRNA表达阳性为26/42（61.9%）.经基因测序法分析3对食管癌组织经通用引物PCR扩增的片段,发现1例癌旁正常组织样品中有3个CpG位点.以上结果表明,LAPTM4B基因与肝癌比较在食管癌中低表达,其启动子区1例癌旁正常组织在靠近转录起始点上游-418、-416和-398位置,存在3个CpG位点,而其他2例癌旁正常组织和3例癌组织中,没有发现CpG位点.这提示,LAPTM4B基因启动子区甲基化是其表达调节的重要方式.     

软骨寡聚基质蛋白过表达对BMP-2诱导骨髓间充质干细胞分化的影响

目的：研究软骨寡聚基质蛋白（cartilage oligomeric matrix protein,COMP）过表达对BMP-2诱导骨髓间充质干细胞成骨及成软骨分化的影响。方法：BMP-2诱导骨髓间充质干细胞分化,通过脂质体转染含人COMP基因的质粒使骨髓间充质干细胞过表达COMP,采用实时定量PCR和Western blotting分析COMP基因过表达、成骨相关基因Ⅰ型胶原、RUNX2、骨钙蛋白以及成软骨相关基因Ⅱ型胶原、SOX9、蛋白聚糖、X型胶原的表达变化;通过茜素红染色观察成骨终末阶段矿化结节的生成情况,阿利新蓝染色观察细胞基质蛋白多糖的合成情况。结果：质粒转染后骨髓间充质干细胞COMP基因蛋白和mRNA表达水平显著提高（P<0.05）。COMP基因过表达后,成骨标记基因RUNX2、Ⅰ型胶原（Col1a1）mRNA水平均显著低于对照组（P<0.05）,RUNX2、骨钙蛋白（Osteocalcin）蛋白表达水平明显低于对照组（P<0.05）,而成软骨标记基因SOX9、蛋白聚糖（Aggrecan）mRNA水平均显著高于对照组（P<0.05）,SOX9、Ⅱ型胶原（Col2a1）蛋白表达均明显多于对照组（P<0.05）。细胞成骨茜素红染色弱于对照组,而阿利新蓝染色强于对照组。过表达组细胞X型胶原（Col10a1）基因表达显著低于对照组（P<0.05）,结论：骨髓间充质干细胞COMP基因过表达可抑制BMP-2诱导其成骨分化,促进骨髓间充质干细胞成软骨分化,并抑制软骨细胞的成熟肥大,为软骨组织工程研究提供新的方向。     

IRE1α上调人骨肿瘤细胞XBP1启动子转录活性的研究

目的研究内质网跨膜蛋白肌醇酶1α（inositol-requiring enzyme 1α,IRE1α）对其下游转录因子XBP1启动子转录活性的影响。方法在成功构建人IREla基因全长重组质粒的基础上,设计合成并构建靶向IRE1α基因的siRNA干扰载体（pS1;pS2）;采用巢式PCR扩增XBP1启动子,插入到pGL3．Basic载体,构建携带XBP1启动子的报告基因重组质粒pGL3-XBP1。分别将siIRE1α干扰质粒与pGL3-XBPl报告基因重组质粒共转染人SW1353细胞和Saos-2细胞中,48h后采用双荧光报告系统检测IRE1α对XBP1启动子转录活性的调控作用。结果酶切及测序结果证实siRNA1干扰质粒和XBPl启动子真核表达载体均构建成功,双荧光报告系统检测显示SW1353细胞和Saos-2细胞中,直接载体pcDNA3．15（-）IRE1α与pGL3-XBP1共转实验组的荧光素酶活性明显高于其他实验组（P〈0．5）,并随着IRE1α转染剂量的增加逐渐达到饱和;而silRE1α与pGL3-XBP1共转实验组的荧光素酶活性明显降低。免疫印迹结果显示,过表达IRE1α明显上调剪接型XBPlS蛋白的表达。结论人恶性骨肿瘤细胞中,过表达IRE1α明显上调XBP1启动子的转录与表达,并能有效促进XBPIU剪切生成XBPIU;通过siRNA方法抑制IRE1α后,XBP1启动子的转录与表达受到抑制。本实验为进一步研究骨肿瘤细胞中IRE1α调控XBP1启动子转录与剪接的分子机制奠定基础,为临床骨肿瘤的诊断与治疗提供一定的实验依据。     

马立克氏病病毒pp38基因和1.8kb转录子之间双向启动子的特性研究

从马立克氏病病毒(MDV)基因组DNA复制原点区某一点,将介于MDV pp38基因和18kb转录子之间的双向启动子分割成两个单方向的启动子。以pp38为报告基因,pUC18质粒为载体,构建了含不同方向完整启动子序列的pProfpp38和 pProrpp38质粒,以及含分割后单方向启动子序列的pdProfpp38和pdProrpp38质粒。4种质粒分别转染鸡胚成纤维细胞（Chicken embryo fibroblast, CEF）后,均能检测到pp38基因的表达。进一步以氯霉素乙酰转移酶（Chloramphenicol acetyltransferase, CAT）为报告基因,构建了含不同方向完整双向启动子的pProfCAT和 pProrCAT质粒,以及含分割后单方向启动子序列的pdProfCAT和 pdProrCAT质粒。通过转染试验,定量分析了完整启动子和分割后启动子在两个方向上的启动活性。实验结果表明,分割后的启动子在两个方向上的启动活性均比相应方向上完整启动子的活性低,其中1.8kb转录子方向上的活性下降了41倍。     

HNF1α对人FXR 启动子的调控作用

为探讨肝细胞核因子1α（HNF1α）对人胆汁酸受体（FXR）转录激活的作用及机制,将含HNF1α的真核表达载体（pcDNA3.1(+)HNF1α）和含有FXR启动子的荧光素酶报告基因载体共转染人肝癌细胞系HepG2,检测转染细胞中荧光素酶活性并用半定量RT-PCR、免疫印迹法检测FXR的表达.QuikChange法对FXR启动子HNF1α可能结合位点进行突变,将包含突变点的重组荧光素酶报告质粒单独或与pcDNA3.1(+)共同转染HepG2细胞,检测各组荧光素酶活性.根据凝胶电泳迁移率变化,分析HNF1α与FXR启动子区域的结合.结果发现,转染pcDNA 3.1(+)HNF1α可以上调FXR在HepG2细胞中的表达,并增强FXR启动子活性且具有剂量依赖性;－65～－48区域的点突变,导致FXR启动子活性明显降低,共转染pcDNA3.1(+)HNF1α也不具有增强作用.结果提示,转录因子HNF1α能调控FXR基因表达,其机制为：HNF1α与FXR启动子区域－65～－48区域的反向半位点结合,发挥其反式激活作用.