小鼠MSTN shRNA可控表达载体构建及基因沉默效率研究

肌肉生成抑制素(MSTN)是肌肉发育的负调控因子。根据MSTN mRNA序列设计1对MSTN shRNA并构建整合型四环素诱导表达MSTN shRNA载体pSingle-tTS-MSTN shRNA-GFP。重组载体转染小鼠成肌细胞并经G418筛选,通过强力霉素(DOX)诱导细胞中MSTN shRNA表达,利用荧光显微镜观察细胞中GFP表达情况,利用实时荧光定量PCR(QRT-PCR)及Western blot检测MSTN mRNA及蛋白的表达水平。结果表明:经DOX诱导后,转染含MSTN shRNA重组载体细胞组MSTN mRNA相对表达水平比未经DOX诱导组及其他对照组细胞中降低70%左右,差异极显著(P0.01),MSTN蛋白也下降90%左右,其他各组间MSTN mRNA及蛋白表达量差异不显著(P0.05)。该研究成功构建了可控表达MSTN shRNA载体,并在细胞水平证明其有很好的基因表达及调控效率,为后续制备可控表达MSTN shRNA转基因小鼠,通过精细调控MSTN基因的表达为研究该基因在肌肉发育中的功能奠定基础。     

山羊PHGPx基因干扰质粒构建及其抑制效应评价

为了构建高效的靶向山羊PHGPx基因的干扰质粒,并在山羊共培养生精细胞中验证其抑制效应,利用Am-bion在线软件设计4对针对山羊PHGPx有潜在干扰效果的siRNA,体外退火后形成具有发夹结构的shRNA,将其与线性化的pGPU6/GFP/Neo载体相连形成质粒,然后经Pst I和BamH I酶切和测序鉴定;利用脂质体将其转染到体外共培养生精细胞中,用RT-PCR和Western印迹方法检测其PHGPx基因的抑制效应。结果表明:经Pst I和BamH I酶切和测序确定了150、182、214和248共4种pGPU6/GFP/Neo-PHGPx-shRNA的阳性克隆质粒;Lipo-fectamine 2000TM脂质体瞬时转染的共培养生精细胞的Real-time PCR结果表明,pGPU6/GFP/Neo-PHGPx-150、214和248质粒能够显著降低共培养细胞PHGPx mRNA的表达,蛋白免疫印迹结果图像分析免疫条带的平均光密度结果表明,pGPU6/GFP/Neo-PHGPx-214质粒极显著降低了共培养生精细胞PHGPx蛋白表达(P<0.01)。pG-PU6/GFP/Neo-PHGPx-shRNA质粒载体构建成功,pGPU6/GFP/Neo-PHGPx-214质粒瞬时转染共培养生精细胞后可以明显抑制PHGPx基因表达,可用于进一步PHGPx基因功能的研究。     

RNA干扰DGAT1和DGAT2基因在猪肝细胞中的表达

为了探索DGAT1和DGAT2基因对宗地花猪脂肪沉积效率的影响,以宗地花猪为试验动物,针对基因DGAT1和DGAT2 mRNA序列设计6对shRNA序列,构建RNA干扰表达载体,将DGAT1和DGAT2的shRNA干扰载体分别转染至肝细胞中,采用荧光定量PCR筛选出最佳shRNA干扰载体,并测定最佳干扰组细胞代谢液中甘油三酯和总胆固醇含量变化。结果显示,所构建的6个shRNA干扰载体均能抑制肝细胞中目的基因的表达,肝细胞中DGAT1和DGAT2基因的最高抑制效率分别为78.45%和87.52%。转染干扰效率最佳的载体p GPU6/GFP/Neo-DGAT1-1和p GPU6/GFP/Neo-DGAT2-1后,肝细胞培养液中甘油三酯和总胆固醇含量均降低,两者差异不显著(P0.05)。转染p GPU6/GFP/Neo-DGAT2-1的肝细胞培养液中甘油三酯含量显著低于空白组(P0.05),DGAT1干扰载体的干扰效率略低于DGAT2干扰载体(P0.05)。综上,抑制DGAT1和DGAT2基因的表达,可降低肝细胞培养液中甘油三酯和总胆固醇含量。     

过表达及RNA干扰糖尿病相关锚定重复序列蛋白基因腺病毒的制备及鉴定

目的 构建含糖尿病相关锚定重复序列蛋白(DARP)基因的重组腺病毒过表达及RNA干扰载体.方法 应用PCR技术扩增大鼠DARP基因序列,设计并合成shRNA序列,分别插入表达载体GV-314和GV-119,经基因测序鉴定.用重组DARP过表达和shRNA表达穿梭载体与辅助包装质粒pBHGloxAE 1共转染人胚肾细胞HEK293,进行病毒包装、出毒和扩增,采用终点稀释法测定病毒滴度.用重组腺病毒感染大鼠H9c2细胞,荧光显微镜观察绿色荧光强度,Western Blot检测DARP蛋白表达.结果 基因测序显示DARP过表达及shRNA载体序列与原设计序列完全相符,转染HEK293细胞包装成功.DARP过表达和shRNA腺病毒明显影响H9c2细胞中DARP蛋白表达水平.结论 成功构建了大鼠DARP过表达及特异性shRNA腺病毒表达载体.     

Arkadia和UCH37表达载体的构建及其对TGF-β1/Smads信号通路的影响

【目的】构建泛素启动酶Arkadia和泛素羧基末端水解酶-5（亦称UCH37）的表达载体,并探讨Smad7蛋白的泛素化修饰对马兜铃酸肾病中TGF-β1/Smads信号通路的影响。【方法】通过观察绿色荧光的表达量及real-time PCR反应优化转染条件,转染Arkadia和UCH37 siRNA,real-time PCR检测mRNA表达抑制率。分别构建Arkadia和UCH37的表达载体pGPU6/GFP/Neo,经鉴定后转染细胞,real-time PCR和Western blotting检测Arkadia、UCH37和Smad7的表达变化。【结果】①30 pmol siRNA和1.5 μL LipofectamineTM 2000为最佳转染条件;②Arkadia-1490和UCH37-721的干扰效果最明显;③载体的插入序列完全正确,且pGPU6/GFP/Neo-Arkadia能上调马兜铃酸肾病模型中Smad7的表达,而pGPU6/GFP/Neo-UCH37使Smad7表达下降。【结论】成功构建了表达载体pGPU6/GFP/Neo-Arkadia和pGPU6/GFP/Neo-UCH37,且Arkadia和UCH37可分别放大、抑制TGF-β1/Smads信号通路。     

细胞和个体水平沉默效应的差异

[目的]研究3种不同长度的四联shRNA载体及其在细胞与个体水平的沉默效应差异。[方法]以EGFP为靶标基因,用hU6、mU6、h7SK、hH1 4种启动子,构建21、27、29 bp的3种四联沉默载体,通过转染Vero细胞和注射小鼠肌肉,以实时荧光定量PCR的方法检测绿色荧光蛋白基因的mRNA水平。[结果]3种载体都有很强的沉默效应,其在细胞水平上的沉默效应远高于个体水平上,可以通过未成年鼠的肌肉注射进行转基因。[结论]多位点串联表达shRNA是一种可以达到较好干扰效果的方法,肌肉注射将是一个简便的转基因途径。     

过表达及干扰人APE1重组腺病毒载体的构建与鉴定

目的 构建含过表达及干扰人APE1的重组腺病毒.方法 应用PCR技术扩增人APE1基因序列,设计并合成shRNA序列,分别插入pDC315-EGFP和pDC316-EGFP-U6表达载体,经基因测序鉴定.用重组APE1过表达和shRNA表达穿梭载体与辅助包装质粒pBHGdeltaE11ox3Cre共转染人胚肾细胞HEK293A,进行病毒包装、出毒和扩增,采用终点稀释法测定病毒滴度.用重组腺病毒感染人AC16心肌细胞,荧光显微镜观察绿色荧光强度,Western blot检测APE1蛋白表达.结果 基因测序显示APE1过表达及shRNA载体序列与原设计序列完全相符,转染HEK293A细胞包装成功.APE1过表达和shRNA腺病毒明显影响人AC16心肌细胞中APE1蛋白表达水平.结论 成功构建了人APE1过表达及特异性shRNA腺病毒表达载体.     

细胞和个体水平沉默效应的差异(英文)

[目的]研究3种不同长度的四联shRNA载体及其在细胞与个体水平的沉默效应差异。[方法]以EGFP为靶标基因,用hU6、mU6、h7SK、hH14种启动子,构建21、27、29bp的3种四联沉默载体,通过转染Vero细胞和注射小鼠肌肉,以实时荧光定量PCR的方法检测绿色荧光蛋白基因的mRNA水平。[结果]3种载体都有很强的沉默效应;其在细胞水平上的沉默效应远高于个体水平上;可以通过未成年鼠的肌肉注射进行转基因。[结论]多位点串联表达shRNA是一种可以达到较好干扰效果的方法;肌肉注射将是一个简便的转基因途径。     

质粒介导的RNAi沉默mdr1基因增强白血病耐药细胞HT9对姜黄素的敏感性

通过pSilencer 2.1质粒介导的RNAi技术沉默急性早幼粒白血病耐药HT9细胞的耐药基因mdr1表达,可提高耐药细胞对姜黄素的敏感性。通过设计合成靶向mdr1基因的shRNA干扰片段,定向克隆到pSilencer 2.1-U6neo质粒中,成功构建沉默mdr1基因特异表达的shRNA表达载体,电转染HT9细胞后筛选阳性克隆扩大培养。采用实时荧光定量PCR、Western blot检测细胞mdr1基因表达情况,流式细胞术检测P-糖蛋白外排泵功能,MTT法和流式细胞技术检测细胞对药物敏感性和细胞周期分布。结果显示,构建的shRNA表达载体pU6/shRNA/mdr1转染HT9细胞后,HT9/pU6/shRNA细胞mdr1 mRNA表达降低了78.84%(P0.01),P-糖蛋白的表达量降低了48.27%(P0.05),细胞内Rho123相对荧光强度由10.8%±0.58%升高至73.56%±1.37%;转染细胞对姜黄素敏感性明显增强,IC50由(24.10±0.83)μmol/L降至(5.10±0.14)μmol/L;耐药相对逆转率为84.74%±1.86%,与HT9细胞相比,经姜黄素处理的稳定转染细胞HT9/pU6/shRNA细胞周期阻滞在S、G2/M期。说明质粒介导的shRNA表达载体pU6/shRNA/mdr1能够稳定、持久地抑制mdr1基因表达,能有效增强HT9细胞对姜黄素的敏感性。     

CyclinE基因siRNA真核载体的构建及干扰效果的初步鉴定

根据CyclinE(细胞周期蛋白E)基因序列,设计siRNA干扰序列,将带9个碱基茎环结构的干扰序列插入带U6启动子真核表达载体,构建针对CyclinE基因的shRNA真核表达载体.酶切和测序鉴定确认载体构建成功后,脂质体法转染宫颈癌HeLa细胞,观察绿色荧光蛋白表达检测转染效率,RT-PCR法检测载体对CyclinE基因的表达抑制效果.实验结果显示CyclinE基因的RNAi真核表达载体构建成功,转入HeLa细胞后可以特异抑制细胞中CyclinE基因的表达.其中靶向(+797～+819)位点的质粒干扰效果较好,基因表达抑制率为59%.这些结果为利用该载体抑制CyclinE基因进行宫颈癌基因治疗研究奠定了基础.     

禽呼肠孤病毒σNS和σC基因shRNA载体构建及其干扰效果测定

禽呼肠孤病毒σC基因是病毒粘附蛋白,σNS基因具有结合单链RNA活性。根据siRNA靶序列设计原则,设计并合成siRNA模板并克隆到shRNA表达载体pSilencer-CMV 4.1 neo。分别构建了针对σC基因的shRNA载体C1、C2、C3和针对σNS基因的shRNA载体NS1、NS2、NS3。将构建的shRNA载体和阴性对照分别与表达σC和σNS基因的融合蛋白的真核表达载体pEGFP-σC及pEGFP-σNS共转染DF-1细胞。荧光显微镜观察结果表明,6个shRNA片段不同程度地抑制各自融合蛋白的表达。Real-time PCR检测结果表明,C3和NS1体外干扰病毒复制的效果最佳。     

人H1启动子转录shRNA的细胞种属特异性研究

利用siDirect软件预测绿色荧光蛋白(GFP)基因特异性小干扰RNA(siRNA),将人工合成的相应shRNA插入含人H1启动子的pSuper载体,获得表达载体pSuper-shRNA,再将H1-shRNA插入表达GFP基因的peGFP-N1载体,获得表达载体peGFP-H1-shRNA。分别以pSuper-shRNA peGFP-N1和peGFP-H1-shRNA转染COS-1、293-T、鸡胚肝(CEL)和鸡胚成纤维(CEF)细胞,根据相同条件下GFP阳性细胞数及荧光强度变化判断产生的siRNA对GFP基因表达的沉默作用,比较人H1启动子在哺乳动物和禽源细胞中的转录活性。结果表明:人H1启动子在2种哺乳动物细胞中能有效转录shRNA,但在2种禽源细胞中的转录活性很弱,提示在禽源细胞中表达siRNA和进行基因沉默研究应选用禽源启动子。     

CyclinE基因siRNA真核载体的构建及干扰效果的初步鉴定

根据CyclinE（细胞周期蛋白E）基因序列,设计siRNA干扰序列,将带9个碱基茎环结构的干扰序列插入带U6启动子真核表达载体,构建针对CyclinE基因的shRNA真核表达载体.酶切和测序鉴定确认载体构建成功后,脂质体法转染宫颈癌HeLa细胞,观察绿色荧光蛋白表达检测转染效率,RT-PCR法检测载体对CyclinE基因的表达抑制效果.实验结果显示CyclinE基因的RNAi真核表达载体构建成功,转入HeLa细胞后可以特异抑制细胞中CyclinE基因的表达.其中靶向（＋797～＋819）位点的质粒干扰效果较好,基因表达抑制率为59%.这些结果为利用该载体抑制CyclinE基因进行宫颈癌基因治疗研究奠定了基础.     

猪Cyclin A和CDK2蛋白对猪细小病毒增殖的调控作用

【目的】探究猪细胞周期素Cyclin A(pCyclinA)及其依赖性激酶2(pCDK2)对猪细小病毒(PPV)增殖的调控作用,为开展PPV复制机制研究提供依据。【方法】采用RT-PCR扩增pCyclinA和pCDK2基因,克隆至真核表达载体pEGFP-C1中构建重组载体,转染猪睾丸细胞(ST),经新霉素(G418)筛选获得pCyclinA或pCDK2过表达的ST细胞株。设计pCyclinA和pCDK2基因特异性干扰片段(shRNA)CycA894和CDK1163,构建干扰表达载体,转染ST细胞,经G418筛选得到pCyclinA和pCDK2低表达的ST细胞株,实时荧光定量PCR检测其干扰效率。流式细胞术分析pCyclinA和pCDK2过表达和低表达对ST细胞周期的影响。将猪细小病毒NY毒株(PPV-NY)接种过表达和低表达的ST细胞,用免疫过氧化物酶单层细胞染色法(IPMA)检测病毒滴度。【结果】pCyclinA和pCDK2基因的开放阅读框(ORF)分别为1 299和897 bp,构建了重组载体pEGFP-pCyclinA和pEGFP-pCDK2。荧光显微镜观察结果显示,融合蛋白EGFP-pCycA和EGFP-pCDK2分别在过表达细胞株ST-pEGFP-pCyclinA和ST-pEGFP-pCDK2中稳定表达。构建了干扰载体pGPU6-GFP/CycA894、pGPU6-GFP/CDK1163和pGPU6-GFP/-shNC(阴性对照);低表达细胞株ST-pGPU6-GFP/CycA894和ST-pGPU6-GFP/CDK1163中的pCyclinA、pCDK2基因的mRNA表达量均极显著降低(P0.01)。pCyclinA或CDK2过表达分别极显著或显著降低ST细胞S期的比例(P0.01或P0.05)。pCyclinA低表达能极显著降低ST细胞G0/G1期的比例(P0.01)、极显著增加S期和G2/M期的细胞比例(P0.01);pCDK2低表达能显著增加ST细胞G0/G1期的比例(P0.05),但却显著降低S期的细胞比例(P0.05)。PPV在过表达细胞株ST-pEGFP-pCyclinA和ST-pEGFP-pCDK2中的滴度均极显著低于对照细胞(P0.01)。低表达细胞ST-pGPU6-GFP/CycA894中PPV滴度极显著增加(P0.01),而ST-pGPU6-GFP/CDK1163中的PPV滴度无显著变化(P0.05)。【结论】pCyclinA或pCDK2过表达均能抑制PPV增殖;pCyclinA低表达可促进PPV增殖,pCDK2低表达对PPV增殖无显著影响;pCyclinA低表达极显著降低G0/G1期细胞比例、但极显著增加S期和G2/M期细胞比例。     

人乳铁蛋白基因乳腺特异性表达载体的构建及转染研究

构建了携带人乳铁蛋白(LTF)基因、绿色荧光蛋白(GFP)基因的乳腺特异性表达载体(pEBL),用脂质体法转染泌乳期莎能奶山羊乳腺上皮细胞,转染后于荧光显微镜下观察GFP表达情况。用G 418对转染细胞进行筛选,获得抗性细胞克隆,并对转染细胞进行PCR检测。结果显示,pEBL构建成功,转染6 h后可观察到细胞有GFP表达,PCR检测阳性克隆细胞转有LTF基因。表明pEBL载体已转染山羊乳腺上皮细胞,为进一步建立转基因动物乳腺生物反应器奠定了基础。     

猪STC-1 siRNA设计及其基因沉默效率检测

根据猪肌肉斯钙素(STC)mRNA序列设计3对小干扰RNA(siRNA)、阴性对照siRNA,转染PK15细胞后,通过荧光观察转染效率和基因表达效率,利用实时荧光定量PCR(QRT-PCR)及Western blot测定细胞内siRNA基因沉默后STC-1siRNA及蛋白的表达水平。结果表明:3个STC-1siRNA转染细胞后均有较高的荧光信号;STC-132细胞组STC-1mRNA和STC-1蛋白相对表达水平都最低,该组与其他组差异极显著。结果说明成功设计出STC-1siRNA序列,为后续通过调控STC-1表达研究其在肌肉发育中的功能奠定了基础。     

牛myf6基因真核表达载体的构建及在成肌细胞中的表达

【目的】构建牛myf6基因真核表达载体,并观察myf6真核表达载体转染鲁西黄牛成肌细胞后基因的表达和细胞形态的变化。【方法】在质粒pIRES2-EGFP的多克隆位点插入myf6基因构建真核表达载体pIRES2-EGFP-myf6,用脂质体技术转染鲁西黄牛成肌细胞,通过G418 筛选出稳定转染的细胞株。利用Western印记、Real-time PCR技术检测成肌细胞转染前后myf6基因、肌肉肌酸激酶基因和肌球蛋白轻链基因的表达量。【结果】与对照组相比,转染质粒的成肌细胞myf6蛋白和mRNA的表达量提高（P＜0.01）,肌肉肌酸激酶基因和肌球蛋白轻链基因的mRNA表达量提高（P＜0.01）。细胞形态观察显示成肌细胞融合为肌管。【结论】构建的真核表达载体pIRES2-EGFP-myf6能在成肌细胞中高效表达,myf6基因促进了成肌细胞向肌肉细胞分化。     

鸡生殖干细胞中Piwi基因的干涉效率

【目的】针对禽类干细胞研究中,存在转染效率与干涉效率低下的问题,通过比较不同干涉方式对鸡原始生殖细胞（primordial germ cells, PGCs）中Piwi基因的干涉效果,探讨提高禽类生殖干细胞干涉效率的有效方法。为进一步研究Piwi基因参与干细胞自我更新、RNA沉默以及转录后调控过程等生物学功能研究奠定基础。【方法】根据已建立的原代细胞分离技术,分别从健康鸡群的10日龄和4日龄鸡胚中分离成纤维细胞（chicken embryo fibroblast, CEF）与生殖脊,其中CEF作为PGCs细胞的饲养层,生殖脊经Trypsin-EDTA室温下消化获得PGCs细胞,并通过形态学、化学方法（PAS糖原染色、AKP 活性检测）和免疫学方法（TERT抗体、SSEA-1抗体）对其进行鉴定。根据Genbank公布的鸡Piwi基因的mRNA序列（NM_001098852）,利用在线软件分别靶向不同位点设计合成得到3个小片段的stealth siRNAs,并将通用无义序列BLOCK-iT^TM Alexa Fluor® Red Fluorescent Oligo作为荧光素标记的阴性对照siRNA。同时,在线设计三条干扰序列和一条非特异性阴性对照序列,将其插入线性化空载体 pRNA-U6.1,构建不同的shRNA干涉载体。分别采用不同类型的转染试剂将构建好的siRNA和shRNA转染PGCs细胞。首先利用通用无义siRNA以及仅带有GFP荧光标记基因的shRNA载体作为阴性对照,检测siRNA和shRNA转染效率,确定最佳转染条件。其次,将试验组siRNA和shRNA在优化条件下转染PGCs细胞,分别收集转染了24、48、72和144 h这4个时间点的细胞,提取各个时间段的总RNA,采用实时荧光定量PCR技术检测Piwi基因mRNA表达水平,并用SPSS软件分析不同处理组的差异。【结果】在对原代分离的PGCs细胞进行了形态学、化学以及免疫学方法鉴定后,确认其所获得的细胞为PGCs细胞且状态良好。根据不同的转染试剂量与siRNA或shRNA载体量的配比,得出siRNA转染最优条件为siRNA﹕LipofectamineTM 2000=50 pmol﹕2 μL; shRNA转染最优条件为shRNA﹕X-Treme GENE HP DNA Transfection Reagent=500 ng﹕1.5 μL。在以上最优转染条件下,将试验组siRNA和shRNA分别转染第二代PGCs细胞。发现在siRNA干涉组中,阴性siRNA组和空白组相比,Piwi基因表达量在24、48、72和144 h差异均不显著（P＞0.05）;而3个试验组siRNA与阴性对照组相比,在24、48和72 h的Piwi基因表达量均呈现显著下降（P＜0.05）,但在144 h时表达差异不显著（P＞0.05）。在shRNA干涉组中,空白组和阴性对照组相比,Piwi基因表达量在4个时间点上差异均不显著（P＞0.05）;而3个试验组与阴性对照组相比,Piwi基因表达量在4个时间点上均显著下降（P＜0.05）。与siRNA干涉试验组相比,shRNA 载体表现出更强及更长时间的稳定抑制Piwi基因的效果。【结论】siRNA与shRNA均能较好抑制目的基因的mRNA表达,不同干涉效果表明采用shRNA 载体具有更好及更长时间的抑制作用,这为RNAi技术在家禽生殖干细胞中的应用研究提供基础资料。     

鲁西黄牛成纤维细胞MSTN基因敲除研究

肌肉生长抑制素(Myostatin,MSTN)又称GDF-8,属于转化生长因子超家族,是在骨骼肌中广泛表达的一类糖蛋白。试验根据已知牛MSTN基因的序列设计引物,通过PCR技术克隆获得同源长短臂,利用pPNT质粒为骨架构建含有loxP-Neo-loxP结构的打靶载体,然后利用脂质体转染鲁西黄牛成纤维细胞,G418和GANC双向筛选,收集打靶细胞,PCR法进行鉴定,初步确定筛选到的细胞为MSTN基因敲除细胞,为后续试验获得MSTN基因敲除牛奠定了基础。     

M蛋白基因shRNA抑制PRRSV在Marc145细胞中复制的研究

 【目的】通过靶向PRRSV基因组中的M基因的siRNA来抑制PRRSV在Marc145细胞中的复制。【方法】构建4个能转录小发夹RNA（shRNA）的质粒,将其与靶蛋白表达质粒共转染HEK293A细胞,观察荧光或进行半定量PCR;或将其转染Marc145细胞,感染PRRSV后进行IFA、TCID50和实时PCR检测。【结果】shRNA表达质粒对M融合蛋白表达的抑制率约为50％,使M真核质粒表达蛋白的mRNA水平降低54%～64%,表达的shRNA在PRRSV感染后48 h使病毒的TCID50和mRNA水平均降低到1/10～1/100倍,间接免疫荧光结果表明shRNA表达质粒转染孔的荧光细胞数显著减少。【结论】shRNA表达质粒特异性的抑制了靶蛋白M和PRRSV的复制,靶向PRRSV基因组M基因不同区域的siRNA可以作为控制该病毒传播的候选策略。