人HIF-1α的腺病毒表达载体的构建与分析

低氧诱导因子1 (hypoxia inducible factor 1, HIF1)是由HIF1α和 HIF1β组成的异源二聚体转录因子,在细胞的氧平衡过程中起重要作用。在应答低氧信号时,HIF1α亚基表达水平上调,并通过激活参与细胞能量代谢、红血细胞生成以及血管生成的靶基因表达,达到保护局部缺/贫血细胞免于凋亡或死亡,而后者则是临床上影响大脑和脊椎神经损伤恢复的主要原因。为了达到基因治疗急性神经损伤的目的,我们构建了表达HIF-1α的重组腺病毒载体。实验表明,重组腺病毒可以在大肠杆菌中组装,并在HEK293T细胞中包装。包装后的HIF-1α重组腺病毒载体的病毒感染效率为2×10¹³CFU,外源基因HIF-1α在He1a细胞中的表达6 h后达到峰值。目前正在开展建立在此基础上的急性神经损伤动物模型试验。     

AdEasy重组腺病毒系统对Ad-HIF1α的构建和鉴定

目的:采用AdEasy重组腺病毒系统构建重组腺病毒Ad-HIF1α并进行鉴定。方法:使用高保真PCR从EST克隆中扩增HIF1α基因编码区,并用限制性内切酶BamH I和Xba I对PCR片段限制性酶切,用T4 DNA连接酶将其连接至同样经BamH I和Xba I限制性酶切的穿梭载体pAdtrace-TO4,构建穿梭载体pAdtrace-HIF1α;将pAdtrace-HIF1α与腺病毒骨架质粒pAdEasy-1在细菌BJ5183中同源重组,得到重组腺病毒质粒pAd-HIF1α;pAd-HIF1α经Pac I酶切后转染至E1表达包装细胞系HEK293中进行HIF1α基因表达腺病毒包装,重复扩增,氯化铯密度梯度离心法纯化,获得高滴度Ad-HIF1α;感染干细胞株C3H10T1/2,通过荧光蛋白的表达了解其感染效率,并应用PCR及Western blot验证目的基因的表达,并通过检测下游靶基因VEGF的表达,了解该载体表达的目的蛋白的生物活性。结果:重组腺病毒质粒pAd-HIF1α,经PCR及酶切分析验证构建正确;在HEK293中进行HIF1α基因表达腺病毒包装,经反复冻融4次使细胞裂解,获得高滴度重组腺病毒载体;通过红色荧光蛋白(Red fluorescence protein,RFP)表达,观察到Ad-HIF1α能够高效感染C3H10T1/2细胞,并通过PCR证实了HIF1α在C3H10T1/2细胞较对照组明显高表达;在感染Ad-HIF1α的C3H10T1/2细胞中,HIF-1α下游靶基因血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的表达明显增高,证实表达的目的蛋白具有生物活性。结论:应用AdEasy重组腺病毒系统成功构建Ad-HIF1α,并证实其具有生物活性,为后续研究奠定了基础。     

低氧诱导因子和角质细胞生长因子双基因重组腺病毒的构建及其在肺泡上皮细胞中的表达

目的：构建同时携带低氧诱导因子-1α（HIF-1α）和角质细胞生长因子（KGF）N腺病毒载体（pAdxsi-GFP-HIF-KGF）,观察其在防治肺损伤潜在的应用前景。方法：低氧处理A549细胞后提取总RNA并逆转录为eDNA作为模板,依据GeneBank公布的HIF-1α cDNA设计引物,并分别引入KpnI和BamHI酶切位点,PCR扩增后将目的基因HIF-1α连接到载体pShuttle-CMV-EGFP上,构建重组质粒pShuttle-GFP—HIF。然后以质粒plRES2-EGFP-KGF为模板,用引入NheI和PmeI酶切位点的引物PCR扩增KGF基因并克隆到重组质粒pShuttle-GFP-HIF上,获得穿梭质粒重组质粒pShuttle—GFP-HIF—KGF。采用细菌内重组方法将目的序列重组到pAdxsi病毒骨架栽体上构建携带HIF．10t和KGF双基因的重组腺病毒载体pAdxsi-GFP-HIF-KGF。检测重组腺病毒滴度后,转染人肺泡上皮细胞A549,检测目的基因的转染表达。结果：通过对构建质粒克隆进行测序及酶切,证实携带HIF—lot和KGF双基因的重组腺病毒载体pAdxsi-GFP-HIF-KGF构建成功,且构建的重组腺病毒纯度好、滴度高。用pAdxsi-GFP-HIF-KGF以100MOI转染A549细胞后24h后在荧光显微镜下可观察到细胞有较强的绿色荧光表达,48h时荧光更强;转染48hELISA法检测培养上清中HIF-1蛋白表达水平为（56．36±4．53）ng／mL,KGF蛋白表达水平为（60．20±2．92）ng／mL。结论：成功构建了腺病毒栽体pAdxsi-GFP-HIF-KGF,其转染效率及目的基因的蛋白表达水平较高,具有潜在的进一步在肺损伤局部应用的前景,为后期制备可以同时发挥KGF、HIF-1作用的基因治疗药物打下基础,同时为高海拔地区应激性急性肺损伤的有效防治提供实验基础。     

生理性低氧通过HIF1α上调PLOD2参与绒毛外滋养细胞分化

生理性低氧在胎盘发育及滋养细胞分化中具有重要作用。HIF1α是响应低氧诱导的关键因子之一,但生理性低氧通过HIF1α影响胎盘发育的具体分子机制尚不明确。该研究首先通过生物信息学方法分析了HIF1α的下游靶基因和绒毛外滋养细胞分化过程中的差异表达基因,并筛选出两者交集基因作为HIF1α调控绒毛外滋养细胞分化的潜在靶标基因。实验验证发现,生理性低氧条件下(8% O_2),HIF1α和其下游靶基因PLOD2、HPCAL1、SLC16A3、FAM174B、SYDE1均被诱导上调表达,而NREP和CD4表达下调。过表达HIF1α后,上述靶基因被调控并呈现与生理性低氧诱导相同的表达模式。通过体外Transwell侵袭、细胞划痕和绒毛外植体实验发现,敲低靶基因PLOD2后可显著抑制滋养细胞的侵袭、迁移和外植体外延水平,并能进一步阻碍滋养细胞的细胞骨架重塑及滋养细胞上皮–间质转换过程。该研究初步发现,生理性低氧可以诱导HIF1α上调,并进一步介导其下游靶基因PLOD2等的选择性表达,促进EVT分化。     

遗传性红细胞增多症相关HIF2α基因点突变对人CD34+造血干祖细胞体外红系分化的影响

该文旨在研究与遗传性红细胞增多症相关的低氧诱导因子HIF2α基因点突变对人造血干祖细胞红系分化的影响。通过构建人HIF2α基因编码区、携带疾病相关的两个点突变体(M535V和G537R)以及文献中报道的HIF2α基因阳性对照突变(P531A)慢病毒表达载体,分别包装病毒并感染人脐血来源的CD34+造血干祖细胞,并进行常氧及5%低氧条件下的红系定向诱导分化培养。利用FACS流式分析比较红系分化进程特征分子CD71和CD235a的表达变化,结合荧光定量PCR检测HIF2α调控的红系分化相关的靶基因表达水平。结果显示,构建的HIF2α及突变体的慢病毒载体经病毒包装后感染K562细胞可在RNA和蛋白水平实现过表达;与对照组相比,感染表达HIF2α基因或其突变体病毒后的脐血CD34+HSPC在常氧及5%O_2条件下诱导红系分化培养的细胞CD71和CD235a的表达动态均无明显改变,但HIF调控的红系分化相关基因EPOR和VEGFA的表达水平有一定升高。综上,在体外红系分化培养体系中,慢病毒介导的HIF2α及突变体的过表达不直接影响造血干祖细胞的红系分化进程,提示疾病相关的HIF2α基因突变造成的红系分化异常增多的细胞内外调控机制需要更进一步的深入研究。     

表达miR-192的重组腺病毒的构建及其在肝细胞中的表达分析

目的：构建表达miR-192的重组腺病毒,感染HepG2细胞建立miR-192高表达的细胞模型,以研究miR-192在肝细胞中的功能。方法：将miR-192前体基因插入腺病毒穿梭载体pAdTrack,构建miR-192穿梭载体pAdTrack-miR-192,经线性化和同源重组,构建重组腺病毒载体pAd-miR-192;线性化后,在QBI-293A细胞中进行病毒包装;用包装成功的重组腺病毒感染HepG2细胞,72h后收集细胞,提取总RNA,逆转录后进行定量PCR,检测miR-192和潜在靶分子视网膜母细胞瘤基因1（RBl）mRNA的变化。结果：获得670bp的miR-192前体基因,经过穿梭载体后重组构建表达miR-192的腺病毒载体pAd-miR-192;将pAd-miR-192转染QBI-293A细胞,第8d细胞病变及荧光的表达结果表明重组腺病毒成功包装;感染HepG2细胞后,定量PCR检测表明miR-192的表达较对照增加了835．87倍,同时检测到细胞中RBlmRNA的表达显著降低。结论：构建了高效表达miR-192的腺病毒,建立了miR-192高表达的肝细胞模型,证明在肝细胞中抑制的RBl是miR-192靶分子,为后续miR-192在肝细胞中功能的研究奠定了基础。     

抑制RAGE表达的siRNA重组腺病毒载体的构建及鉴定

目的构建特异性针对细胞膜上晚期糖基化终末产物受体（RAGE）的小干扰RNA（siRNA）腺病毒载体,鉴定其对大鼠胰岛β细胞系INS-1细胞RAGE表达的影响。方法设计并合成针对大鼠RAGE基因的siRNA的靶DNA序列,克隆于穿梭载体pAdTrack中,与腺病毒骨架质粒pAdeasy-1在BJ5183细菌中进行同源重组,脂质体法转染至QB1293A细胞中包装,获得RAGE—siRNA的重组腺病毒,荧光显微镜观察RAGE—siRNA感染INS-1细胞后绿色荧光蛋白（GFP）的表达,Western印迹检测RAGE的蛋白表达。结果成功制备RAGE—siRNA重组腺病毒,在INS-1细胞中RAGE—siRNA感染效率达到90％以上,并能够抑制INS-1细胞RAGE的表达。结论成功构建了携带RAGE的siRNA重组腺病毒载体,能有效沉默INS-1细胞中RAGE的表达。     

人RARα基因重组腺病毒表达质粒的构建及其对人白血病NB4细胞的影响研究

利用AdEasy系统构建携带人RARα基因的重组腺病毒表达质粒,感染人白血病NB4细胞后用生理浓度的维甲酸诱导,观察其对NB4细胞增殖和分化的影响。以急性早幼粒细胞株NB4的cDNA为模板,PCR扩增RARα基因,克隆至穿梭质粒pAdTrace-TO4中,构建重组腺病毒穿梭质粒pAdTrace-TO4-RARα。用EcoR V和Sal I双酶切及测序鉴定,然后与骨架质粒AdEasy-1同时转化大肠杆菌BJ5183菌株的感受态,经同源重组获得重组腺病毒质粒Ad-RARα。酶切验证后,Pac I酶线性化后转染AD293细胞,包装出重组腺病毒Ad-RARα,经3轮扩增后,测定病毒滴度,进行PCR鉴定。流式细胞术测定病毒感染效率,Western blot法检测重组腺病毒感染的人NB4细胞中RARα蛋白和凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2的表达,CCK-8法检测重组腺病毒感染对NB4细胞增殖的影响,Annexin V/PI双染法测定细胞周期,PI测定细胞凋亡。重组腺病毒穿梭质粒pAdTrace-TO4-RARα经双酶切及测序证明构建正确,病毒感染效率可达70%,与空载体感染及未感染的NB4细胞相比,重组腺病毒感染的NB4细胞内RARα蛋白的表达明显升高(P0.05),且经生理浓度全反式维甲酸ATRA处理后,能够有效地促进感染重组腺病毒细胞的分化成熟和凋亡。该研究成功构建了携带人RARα基因的重组腺病毒表达质粒,感染NB4细胞后可促进细胞增殖,经生理浓度维甲酸诱导后能促进NB4细胞分化成熟和凋亡,为进一步研究该基因在急性髓细胞白血病发生发展中的作用奠定了基础。     

免疫系统防御强,遇到缺氧HIF帮（英文）

缺氧诱导因子(hypoxia-inducible factor,HIF)是一类受氧调控的转录因子。其α亚基是氧敏感性亚基,包括HIF-1α、HIF-2α和HIF-3α,与β亚基形成异源二聚体,活化目标基因的表达以调节细胞对低氧的反应。HIF本身受到精细调节,包括转录组水平的调节,以及通过蛋白质翻译后修饰所进行的蛋白质水平的调节,以确保细胞对低氧压力产生适当反应。免疫应答常伴随局部组织的低氧状况,HIF是低氧环境中先天免疫和适应性免疫应答的重要调节因子。在天然免疫系统,HIF激活一系列与代谢相关的基因表达,调节中性粒细胞、巨噬细胞和树突状细胞的发育、极化和功能。对于适应性免疫,近年来的研究确立了HIF在CD4+T细胞分化和功能中的重要作用。本综述将重点讨论近年来有关HIF调节机制,及其在免疫细胞功能研究的进展。     

HIV-1 C亚型密码子优化gp120基因重组腺病毒载体的构建及表达

目的构建含有HIV-1C亚型gp120基因重组腺病毒载体,并在293细胞中表达gp120蛋白。方法PCR扩增,获得HIV-1C亚型gp120片段,定向克隆人腺病毒转移载体pTrack-CMV,线性化后转化至含有腺病毒骨架载体pAd-easy-1的大肠埃希菌BJ5183,获得重组子prAd—gp120,PacI酶切纯化后转染293细胞,包装成复制缺陷型重组腺病毒vAd—gp120。结果经PCR、酶切及DNA测序,插入片段大小、方向正确,获得了具有感染力的vAd—gp120重组腺病毒;通过Western印迹检测,重组腺病毒在293细胞中表达出分子量为120kD的蛋白。结论成功构建了含有HIV-1C亚型gp120基因重组腺病毒载体,并获得该基因的表达。     

RNA干扰沉默低氧诱导因子-1α对低氧下大鼠肺动脉平滑肌细胞增殖的影响

本研究应用基因克隆技术,将合成的发卡样特异性低氧诱导因子-1α（hypoxia inducible factor-1alpha,HIF-1α）干扰寡核苷酸（siRNA）序列插入真核表达载体中,构建出特异性HIF-1α基因RNA干扰（RNAi）真核表达载体。采用组织块种植法,原代培养大鼠肺动脉平滑肌细胞（pulmonary artery smooth muscle cells,PASMCs）,将构建出的特异性HIF-1αRNAi真核表达载体转染到PASMCs;分别在常氧和低氧下进行细胞培养,采用RT-PCR检测PASMCsHIF-1αmRNA表达水平,用MTT和流式细胞仪检测细胞增殖水平,探讨低氧条件下HIF-1αRNAi真核表达载体对PASMCs增殖的影响。结果表明,低氧培养48h后,正常PASMCs和转染了HIF-1αsiRNA阴性表达载体的细胞增殖显著,HIF-1αmRNA表达水平也显著升高;而转染了HIF-1αsiRNA阳性表达质粒的细胞增殖不显著,HIF-1αmRNA表达水平较低。结果提示：HIF-1αRNAi真核表达载体能显著干扰培养的PASMCsHIF-1αmRNA表达,同时抑制低氧环境下PASMCs的增殖。     

p38 Signaling-mediated hypoxia-inducible factor 1alpha and vascular endothelial growth factor induction by Cr(VI) in DU145 human prostate carcinoma cells

Chromium(VI) (Cr(VI)) is widely used in industry and is a potent inducer of tumors in animals. The present study demonstrates that Cr(VI) induces hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1) activity through the specific expression of HIF-1alpha but not HIF-1beta subunit and increases the level of vascular endothelial growth factor (VEGF) expression in DU145 human prostate carcinoma cells. To dissect the signaling pathways involved in Cr(VI)-induced HIF-1 expression, we found that p38 mitogen-activated protein kinase signaling was required for HIF-1alpha expression induced by Cr(VI). Neither phosphatidylinositol 3-kinase nor extracellular signal-regulated kinase activity was required for Cr(VI)-induced HIF-1 expression. Cr(VI) induced expression of HIF-1 and VEGF through the production of reactive oxygen species in DU145 cells. The major species of reactive oxygen species responsible for the induction of HIF-1 and VEGF expression is H(2)O(2). These results suggest that the expression of HIF-1 and VEGF induced by Cr(VI) may be an important signaling pathway in the Cr(VI)-induced carcinogenesis.