构建人HCN4基因重组腺病毒载体及其对大鼠骨髓间充质干细胞的感染效率

背景:超极化激活及环化核苷酸门控阳离子通道(hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated cation channel,HCN)基因由于具有不增加诱发心律失常的风险、能够接受自主神经系统调节等优势,成为目前最受关注的生物起搏备选基因.目的:构建携带人HCN4基因的重组腺病毒载体,并测定其对大鼠骨髓间充质干细胞的感染效率.设计、时间及地点:细胞-基因学体外实验,于2008-02/09在中山大学附属第二医院林百欣实验中心完成.材料:SD大鼠10只,由中山大学实验动物中心提供.携带目的基因人HCN4 cDNA的质粒pcDNA3.1-HCN4、人胚肾293细胞、大肠杆菌DH5α由中山大学附属第二医院林百欣实验中心保存.腺病毒穿梭质粒pShuttle-CMV、骨架质粒pAdxsi购自北京诺赛基因组研究中心有限公司.方法:质粒pcDNA3.1-HCN4用Hind Ⅲ+Xba Ⅰ双酶切后回收HCN4片段,亚克隆至pShuttle-CMV中,得到重组穿梭质粒;1-Ceu Ⅰ+1-Sce Ⅰ双酶切处理pShuttle-CMV-HCN4,回收CMV-HCN4片段,亚克隆至腺病毒骨架载体pAdxsi,得到重组腺病毒质粒;重组腺病毒质粒酶切线性化后,应用脂质体法转染293细胞进行包装扩增,得到重组腺病毒AdHCN4;应用AdHCN4转染大鼠骨髓间充质干细胞.主要观察指标:重组腺病毒质粒载体的鉴定,重组腺病毒的鉴定及滴度测定,重组腺病毒的感染效率.结果:构建的重组穿梭质粒pShuttle-CMV-HCN4用Hind Ⅲ+Xho Ⅰ双酶切,得到大小为3 600 bp(HCN4)和5 100 bp(pshutIle-CMV)两个片段,DNA测序结果证实人HCN4基因的全长序列已正确插入到pShuttle-CMV穿梭质粒中;重组腺病毒质粒pAdxsi-CMV-HCN4用Xho Ⅰ酶切得到7个片段,而作为对照的空腺病毒质粒只得到6个片段;重组腺病毒质粒在293细胞中包装后产生的重组腺病毒对293细胞有致病作用;重组腺病毒AdHCN4 PCR鉴定可见657 bp的阳性扩增条带;经多次重复感染后,病毒滴度检测达2.5×10~(11) PFU/mL.成功转染AdHCN4的大鼠骨髓间充质干细胞可表达绿色荧光蛋白,当病毒感染复数值为800,转染效率最高,达90%.结论:实验成功构建携带人HCN4基因的重组腺病毒载体,并可在体外有效转染大鼠骨髓间充质干细胞.     

血红素氧化酶1基因重组腺病毒的构建及感染效率鉴定

目的:构建含血红素氧化酶1基因的重组腺病毒及鉴定感染效率。方法:实验于2003-05/2004-06在解放军第三军医大学西南医院消化科实验室完成。①用限制性内切酶XhoⅠ+HindⅢ从克隆载体PRH01中切出血红素氧化酶1基因片段,亚克隆至Puc18中,将之用KpnⅠ+HindⅢ双酶切,再次亚克隆至质粒pAdTrack-巨细胞病毒中,形成转移质粒pAdTrack-Puc18-PRHO1。②将pAdTrack-Puc18-PRHO1PmeⅠ酶切线性化后与腺病毒基因组质粒pAdEasy-1共转化大肠杆菌BJ5183,得到含目的基因的重组体质粒。③重组腺病毒PacⅠ酶切后用脂质体转染293细胞,包装成重组体腺病毒AdH01。④对重组体腺病毒进行鉴定采用聚合酶链反应方法。结果:①利用氯化钙法由pAdTrack-Puc18-PRHO1和pAdEasy-1共转化BJ5183感受态菌,可获得阳性重组体细菌克隆。②重组腺病毒基因组DNA,用目的基因血红素氧化酶1引物进行聚合酶链反应检测,可特异性扩增出356bp的预期条带,而空载体组未能扩增出此片段,表明血红素氧化酶1基因已克隆入重组体腺病毒基因组中,根据绿色荧光蛋白记数法测得腺病毒滴度1.4×1013空斑形成单位/L。③重组腺病毒感染效率的测定结果:用浓缩后的重组腺病毒以感染复数为10感染肾小球内皮细胞,约85%的内皮细胞出现荧光,表明腺病毒AdH01在体外能有效表达相应的基因产物。结论:细菌内同源重组法获得AdH01在体外能有效表达。     

血红素氧化酶1基因重组腺病毒的构建及感染效率鉴定

目的：构建含血红索氧化酶1基因的重组腺病毒及鉴定感染效率。方法：实验于2003—05／2004—06在解放军第三军医大学西南医院消化科实验室完成。①用限制性内切酶XhoⅠ＋Hind Ⅲ从克隆载体PRH01中切出血红素氧化酶1基因片段，亚克隆至Puc18中，将之用KpnⅠ＋HindⅢ双酶切，再次亚克隆至质粒pAdTrack-巨细胞病毒中，形成转移质粒pAdTrack-Pucl8-PRH01。②将pAdTrack-Pucl8-PRHO1 Pme Ⅰ酶切线性化后与腺病毒基因组质粒pAdEasy—1共转化大肠杆菌BJ5183，得到含目的基因的重组体质粒。③重组腺病毒PacⅠ酶切后用脂质体转染293细胞，包装成重组体腺病毒AdH01。④对重组体腺病毒进行鉴定采用聚合酶链反应方法。结果：①利用氯化钙法由pAdTrack-Puc18-PRHO1和pAdEasy-1共转化BJ5183感受态菌，可获得阳性重组体细菌克隆。②重组腺病毒基因组DNA，用目的基因血红素氧化酶1引物进行聚合酶链反应检测，可特异性扩增出356bp的预期条带，而空载体组未能扩增出此片段，表明血红素氧化酶1基因已克隆入重组体腺病毒基因组中，根据绿色荧光蛋白记数法测得腺病毒滴度1．4&;#215;10^13空斑形成单位／L。⑧重组腺病毒感染效率的测定结果：用浓缩后的重组腺病毒以感染复数为10感染肾小球内皮细胞，约85％的内皮细胞出现荧光，表明腺病毒AdH01在体外能有效表达相应的基因产物。结论：细菌内同源重组法获得AdH01在体外能有效表达。     

携带人内皮抑素基因的重组腺病毒构建及表达

目的:内皮抑素是目前发现的作用最强的内皮细胞抑制因子,但内皮抑素蛋白极不稳定,难以制备及应用,故需要借助基因治疗发挥其抑制血管生成的作用.实验利用AdEasy-1系统构建并鉴定人内皮抑素重组腺病毒,并在人血脐静脉内皮细胞中表达出内皮抑素蛋白.方法:实验于2006-03/10在中山大学生命科学院完成.以Pshuttle-Endostatin质粒为模板,应用特异引物,通过聚合酶链反应扩增纯化得到Endostatin基因片断,经测序鉴定后,酶切插入穿梭质粒pAdTrack-CMV中,再与骨架质粒AdEasy-1在大肠杆菌BJ5183中进行同源重组,重组质粒经筛选、提取、纯化后,经酶切及测序鉴定正确,再大量扩增为腺病毒载体,线性化后利用脂质体2000转染AAV293细胞包装并扩增,得到的病毒液纯化扩增后,感染人脐静脉内皮细胞,反转录-聚合酶链反应检测感染细胞中目的基因的表达,蛋白免疫印迹检测感染细胞中蛋白的表达.结果:获得的Endostatin基因片段经酶切及测序鉴定正确,重组腺病毒质粒经酶切及测序鉴定正确,成功转染AAV293细胞,包装并扩增出病毒液,纯化后测滴度为2.06×1010 pfu/mL,进一步感染人脐静脉内皮细胞,在其中检测到目的基因及蛋白表达.结论:人内皮抑素重组腺病毒pAd-Endo构建成功,且可在人脐静脉内皮细胞中表达出相应的目的基因及蛋白.     

骨髓间充质干细胞中大鼠白细胞介素10复制缺陷型重组腺病毒的表达

背景:研究显示,白细胞介素10在脓毒症等炎性疾病发挥了抑制炎症反应、促进疾病转归的重要作用。目的:构建大鼠白细胞介素10重组腺病毒,并以骨髓间充质干细胞为基因载体,观察外源基因在细胞中的表达情况。方法:采用反转录-聚合酶链反应方法从SD大鼠新鲜脾脏组织中提取出的总RNA中克隆大鼠白细胞介素10基因,通过AdEasy系统成功包装、扩增并纯化出含目的基因的重组腺病毒颗粒。取大鼠骨髓细胞,利用密度梯度离心法和贴壁法分离并扩增骨髓间充质干细胞,并使用流式细胞仪进行表型鉴定。以不同感染倍数的Ad.rIL-10/Ad.GFP感染骨髓间充质干细胞,在荧光显微镜下观察感染效率,并用反转录-聚合酶链反应和Weaternblot方法检测目的基因在大鼠骨髓间充质干细胞中的表达。结果与结论:成功构建了重组腺病毒Ad.rIL-10,计算病毒滴度为6.0×1010pfu/mL。重组腺病毒Ad.rIL-10对骨髓间充质干细胞有较高的转染效率,当感染复数=200时为70%。提示含外源基因大鼠白细胞介素10的骨髓间充质干细胞持续高效地表达目的基因,是基因治疗的良好细胞载体。     

携带人内皮抑素基因的重组腺病毒构建及表达

目的：内皮抑素是目前发现的作用最强的内皮绌胞抑制因子，但内皮抑素蛋白极不稳定，难以制备及应用，故需要借助基因治疗发挥其抑制血管生成的作用。实验利用AdEasy-1系统构建并鉴定人内皮抑素重组腺病毒，并在人血脐静脉内皮细胞中表达出内皮抑素蛋白。 方法：实验于2006-03／10在中山大学生命科学院完成。以Pshuttle—Endostatin质粒为模扳，应用特异引物，通过聚合酶链反应扩增纯化得到Endostatin基因片断，经测序鉴定后，酶切插入穿梭质粒pAdTrack-CMV中，再与骨架质粒AdEasy—1在人肠杆菌BJ5183中进行同源重组，重组质粒经筛选、提取、纯化后，经酶切及测序鉴定正确，再大最扩增为腺病毒载体，线性化后利用脂质体2000转染AAV293细胞包装并扩增，得到的病毒液纯化扩增后，感染人脐静脉内皮细胞，反转录聚合酶链反应检测感染绌胞中目的基因的表达，蛋白免疫印迹检测感染细胞中蛋白的表达。 结果：获得的Endostatin基因片段经酶切及测序答定正确，重组腺病毒质粒经酶切及测序鉴定正确，成功转染AAV293细胞，包装并扩增出病毒液，纯化后测滴度为2．06×10^10pfu／mL，进一步感染人脐静脉内皮细胞，在其中检测到目的基因及蛋白表达. 结论：人内皮抑素重组腺病毒pAd—Endo构建成功，且可在人脐静脉内皮细胞中表达出相应的目的摹囚及蛋白，     

大鼠缝隙连接蛋白Connexin 43的shRNA重组腺病毒载体的构建和鉴定

目的:构建缝隙连接蛋白connexin 43(CX43)特异性shRNA重组腺病毒载体,为应用基因沉默技术从转录后水平进行基因治疗研究奠定基础。方法:合成CX43发夹样shRNA的DNA单链一对和对照单链scramble一对,退火后将其克隆至带有增强型绿色荧光蛋白(eGFP)报告基因的穿梭质粒pAd shRNA/H1,得到pAd shRNA/H1-CX43和pAd shRNA/H1-scramble。分别酶切及DNA测序鉴定后,经Pme I线性化后转化入BJ5187-AD-1感受态细菌,在细菌内进行同源重组构建含目的基因的重组腺病毒质粒载体。用Pac I酶切鉴定重组菌。将Pac I酶切重组的两种腺病毒质粒载体后,经脂质体转化293细胞进行包装得到重组的腺病毒颗粒,并通过293细胞绿色荧光表达反应重组腺病毒表达情况。将重组的腺病毒Ad-Cx43 shRNA和对照病毒Ad-scramble shRNA分别感染大鼠原代培养的星形胶质细胞,并检测星形胶质细胞CX43的表达。结果:证实穿梭质粒的以及重组腺病毒质粒均构建正确,腺病毒质粒转染293细胞后48 h即可见绿色荧光蛋白表达,10 d后全部细胞表达绿色荧光,并有半数细胞飘起,收获病毒感染培养星形胶质细胞后48 h,均有绿色荧光表达,经感染Ad-Cx43 shRNA的星形胶质细胞CX43的表达明显低于感染对照病毒Ad-scramble shRNA的星形胶质细胞。结论:成功构建表达大鼠CX43特异性发夹状shRNA的重组腺病毒载体,将为应用基因沉默技术研究CX43在神经系统疾病尤其是缺血性脑损伤中的作用提供依据。     

利用Gateway技术构建重组腺病毒载体pAd-LMP-1

背景:目前大多采用Adeasy系统来构建和包装腺病毒载体,整个过程需要多次酶切,连接和转化筛选,并且在BJ183菌中的重组阳性率很低,还可能存在假阳性的可能,整个过程耗时、繁琐.目的:应用Gateway技术较快速构建大鼠LIM矿化蛋白1基因重组腺病毒载体.方法:从SD大鼠成骨细胞内提取总RNA,并设计LMP-1特异性引物进行RT-PCR,获取LMP-1基因后利Invitrogen公司的TOPO定向克隆技术创建入门克隆pENTR/D-LMP-1,转化TOP10细菌后挑取阳性克隆摇菌提取质粒,入门克隆再与表达载体pAD/CMV/V5-DEST进行同源重组反应得到病毒载体pAD/CMV/V5-LMP-1,转化细菌后挑选阳性克隆摇菌提取重组病毒质粒,用Pac Ⅰ内切酶线性化后用转染293A细胞后得到重组腺病毒载体.将目的基因与Genebank中LMP-1(基因号:AF095585)一致性BLAST比较,并观察重组腺病毒载体pAd-LMP-1的表达.结果与结论:总RNA后电泳结果显示所提RNA完整,RNA纯度符合要求.成功获取大鼠LMP-1基因,入门质粒与病毒表达质粒经过酶切鉴定以及测序证明,目的基因Genebank中LMP-1(基因号:AF095585)作BLAST比较,发现系列一致,没有突变.构建出来的腺病毒载体载体能在293A细胞中包装成功.提示利用Gateway技术构建LMP-1重组腺病毒载体相对简单、快捷地获得pAd-LMP-1.