内部核糖体进入位点介导核糖体翻译起始机制

部分正链RNA病毒基因的蛋白质合成是由其自身的内部核糖体进入位点(internal ribosomal entry site,IRES)以非依赖5’甲基化帽状结构来实现的。目前,IRES被分为4类,虽然这4类IRES在对其介导的基因合成目的蛋白的机制不同,但是这些不同蛋白翻译机制是依赖IRES与不同真核翻译起始因子相互作用形成特定的复合物来实现的。真核生物翻译是由起始tRNA(Met-tRNAMeti)/eIF2·GTP三元复合物引发,与翻译因子和40S小亚基结合形成43S复合物,43S复合物在eIF1A协助下与起始密码子结合形成48S复合物,在eIF5·GTP促进下60S亚基与40S亚基结合形成80S核糖体。IRES介导翻译通过eIF4G、IRES与eIF4A结合引导43S复合物与IRES结合。Ⅲ型IRES在无eIF3的参与下与40S小亚基的E位点结合并与eIF2·GTP/initiator tRNA形成48S亚基,在eIF5/eIF5B的调控下与60S亚基形成活化的核糖体进行蛋白质翻译。

内部核糖体进入位点(IRES)调控多种癌细胞系中尾型同源盒转录因子2的翻译

尾型同源盒转录因子2(caudal type homeobox transcription factor 2,CDX2)促进肠癌细胞增殖,并具有致瘤的潜能。然而,对于CDX2翻译水平的调控机制研究甚少。本研究基于转染及报告酶活性分析结果,首次证明CDX2 5'非翻译区(5'untranslated region,5'-UTR)存在内部核糖体进入位点(internal ribosome entry site,IRES),并通过IRES在HEK293细胞以及肝癌、肠癌和卵巢癌等肿瘤细胞株中介导翻译起始。IRES介导的翻译机制与经典的帽依赖翻译途径(cap-dependent translation)不同,在一些IRES反式作用因子(IRES trans-acting factors,ITAFs)的作用下,不需要帽状结构,IRES可以直接招募核糖体小亚基,起始翻译。同时,肿瘤细胞内IRES介导的翻译方式可能是引起蛋白质异常表达的原因之一。通过Western印迹检测CDX2在4种肿瘤细胞系中的表达,发现CDX2的IRES活性与其在肿瘤细胞中蛋白质表达量正相关,其活性在耐药型卵巢肿瘤细胞株中最高。此外,CDX2 IRES元件的5'端截短及报告酶活性分析证明,CDX2 5'-UTR的活性中心位于68~147碱基之间,而位于5'末端的67个碱基形成一个远端茎环,抑制全长IRES的活性。定点突变68~147活性区域的实验结果揭示,3个茎环结构域(68GCCGGC73,88GCCAG92和114CUCUG118)是IRES元件中不可或缺的部分。上述结果证明,CDX2 5'-UTR具有IRES活性,其活性依赖于二级茎环结构。因此,可以针对特殊的茎环结构域进行研究,使之成为肿瘤药物作用靶点。

用于筛选抑制丙型肝炎病毒内部核糖体进入位点活性药物的整合型细胞药物筛选模型的构建和评价

目的:构建一个能用于筛选抑制丙型肝炎病毒内部核糖体进入位点(HCV-IRES)活性药物的整合型细胞药筛模型。方法:构建携带HCV5'-UTR调控报告基因分泌型碱性磷酸酶(SEAP)基因的质粒pHCV5'-SEAP和用作筛选标记的pNeoR,线性化后共转染于Huh-7细胞中,经G418筛选后得到抗性细胞克隆,进行SEAP定量检测筛选后,得到能用于筛选抑制HCV-IRES活性药物的整合型细胞药筛模型;连续培养24代,用MTT法测细胞相对活力评价该药筛模型的生长稳定性,用SEAP定量检测法评价该药筛模型的SEAP表达稳定性,用反义寡聚核苷酸抑制试验评价模型的药筛灵敏度。结果:G418筛选后得到26个抗性细胞克隆;对其中5个抗性细胞克隆进行SEAP定量检测筛选后,得到3个能表达SEAP的阳性细胞克隆;连续培养24代过程中,该药筛模型的生长稳定性大于80%,SEAP表达稳定性达95%。结论:构建的细胞模型具有良好的稳定性和药筛灵敏度,符合作为药物筛选模型的要求。

内皮型一氧化氮合酶与血管结构及功能的相关性

目的:应用内部核糖体进入位点构建携带内皮型一氧化氮合酶和血管内皮生长因子的双基因表达载体,研究外源性基因内皮型一氧化氮合酶和血管内皮生长因子在人脐静脉内皮细胞ECV304中的转染表达,探讨内皮型一氧化氮合酶与血管结构及功能的相关性。方法:实验于2003-12/2004-12在南京鼓楼医院科研部完成。将Phcmvsp1a-enos中内皮型一氧化氮合酶基因和PcDNA-vegf中血管内皮生长因子基因定向克隆到真核表达载体PcDNA-ires中,构建重组质粒PcDNA-enos-ires-vegf,经酶切,聚合酶链反应扩增和部分DNA测序分析证实后,转染人脐静脉内皮细胞,硝酸还原酶法检测转染后细胞中一氧化氮和一氧化氮合酶活性,免疫组化和荧光双标记及westernblotting检测转染后细胞蛋白水平的表达,Trizol提取总RNA,反转录-聚合酶链反应测定转染后细胞mRNA水平的表达。结果:成功构建携带内皮型一氧化氮合酶和血管内皮生长因子的双基因表达载体PcDNA-enos-ires-vegf,双基因内皮型一氧化氮合酶和血管内皮生长因子在人脐静脉内皮细胞基因组中获得整合及表达。重组基因PcDNA-enos-ires-vegf组与对照组PcDNA-enos在一氧化氮含量和一氧化氮合成酶活性的表达差异无显著性意义。PcDNA-enos-ires-vegf转染细胞后转染效率为30%～40%。

smad7和uPA双基因共表达重组腺病毒载体的构建和鉴定

目的通过引入内部核糖体进入位点序列,构建并鉴定smad7和uPA基因共表达的腺病毒载体。方法PCR扩增uPA和smad7全长cDNA的片段,先后亚克隆入pIRES质粒;更换酶切位点后,将smad7IRESuPA片段克隆至穿梭质粒pAdTrackCMV,再与pAdEasy1质粒在BJ5183菌中同源重组产生腺病毒载体质粒。酶切鉴定后在293细胞中包装成重组腺病毒Adsmad7/uPA。RTPCR检测Adsmad7/uPA在L02肝细胞中的表达。结果该重组腺病毒质粒经测序、酶切鉴定,均与预期结果一致;转染AD293细胞后,2天可观察到GFP明显表达;RTPCR检测到转染后的L02细胞中smad7和uPA表达增强。结论成功构建了smad7和uPA双基因共表达重组腺病毒载体,为研究mad7和uPA双基因共表达对大鼠肝纤维化的预防、治疗作用奠定基础。

单纯疱疹病毒2型糖蛋白D和CCL28佐剂双顺反子重组DNA疫苗对小鼠的免疫保护效果

目的研究内部核糖体进入位点(internal ribosome entry site,IRES)序列连接"抗原-佐剂"的单纯疱疹病毒2型(herpes simplex virus type 2,HSV-2)DNA疫苗对免疫小鼠的保护作用。方法利用IRES重组构建HSV-2包膜糖蛋白D(glycoprotein D,gD)和CCL28佐剂双表达DNA疫苗pgD-IRES-CCL28和pCCL28-IRES-gD,经测序验证,肌肉注射免疫BALB/c小鼠2次后,定期收集小鼠的血清和阴道灌洗液样品,分离免疫后的脾细胞、肠系膜淋巴结细胞和直肠黏膜组织。通过终点ELISA法检测免疫后小鼠的抗原特异性抗体滴度,采用体外中和试验检测免疫后及攻毒后血清和阴道灌洗液中的中和抗体滴度,采用脾细胞和肠系膜淋巴结细胞趋化试验和直肠组织的免疫组织化学染色检测组织和器官内的CCL28响应性免疫细胞变化。对免疫后小鼠进行阴道攻毒试验,采用荧光定量PCR、称量体重及观察疾病严重程度的方法评估各组小鼠抵抗病毒感染的能力。通过与1∶1混合的单独表达gD和CCL28的DNA疫苗(pgD+pCCL28)的免疫保护效果比较,分析IRES双表达DNA疫苗诱导的小鼠体液免疫和细胞免疫应答水平,以及免疫保护效果。结果pCCL28-IRES-gD免疫小鼠后可产生与pgD+pCCL28组相似的血清IgG滴度、阴道灌洗液IgA抗体滴度,以及较高的抗体中和能力、直肠黏膜IgA+浆细胞和黏膜组织内CCL28响应性免疫细胞,攻毒后血清中和抗体出现较晚,但小鼠未出现体重减轻、疾病症状和死亡。但pgD+pcDNA3.1和pgD-IRES-CCL28对小鼠的免疫保护无效。结论pCCL28-IRES-gD双表达DNA疫苗可诱导小鼠产生较强的黏膜免疫应答,有较强的免疫保护作用。