人β-半乳糖苷酶R299L突变体的获得与活性研究

目的:GM1神经节苷脂贮积症是一种由半乳糖苷酶beta 1(galactosidase beta 1,GLB1)基因突变引起的β-半乳糖苷酶(β-galactosidase,β-gal)活性降低导致的严重的溶酶体贮积病。该病以进行性、致命性神经退行性病变为特征,目前尚无有效的治疗手段,AAV载体介导的基因治疗被认为是最有希望的治疗方法。通过基因定点突变获得具有较高β-gal活性的GLB1突变体,以期用于后续AAV介导的基因治疗。方法:对人类和其他6种脊椎动物GLB1基因进行多序列比对分析,筛选出部分氨基酸位点进行定点突变,采用携带突变位点的重组质粒和AAV9载体转染或感染HEK-293细胞,比较突变体与未突变体的活性差异。对GM1模型鼠注射携带coGLB1-R299L的rAAV9病毒,探究该突变体的体内活性表达。结果:从15个突变体中筛选出coGLB1-R299L突变体,经质粒转染导入细胞后,其β-gal活性比具有野生型氨基酸序列的coGLB1增加了30%~40%。AAV体外感染实验中,rAAV9-coGLB1-R299L组的β-gal活性较未感染的细胞对照组提升了约2.2倍。体内结果显示,rAAV9-coGLB1-R299L在模型鼠体内广泛表达,心脏、肝脏、脾脏、肺、脑组织中β-gal活性显著提升。结论:获得了具有更高β-gal活性的突变体coGLB1-R299L,初步探究了rAAV9-coGLB1-R299L的体外表达效果和模型鼠体内β-半乳糖苷酶的表达与分布,为该突变体应用于AAV介导的GM1神经节苷脂病治疗奠定基础。

TGFβ信号调控阿霉素诱导的衰老肿瘤细胞表达SA-β-gal

目的:细胞衰老是维持机体稳态的一种重要机制,表达SA-β-gal被认为是衰老细胞的一种特异性的标志,但有研究表明在衰老细胞中SA-β-gal染色阳性只是衰老细胞的溶酶体变大的结果,为了探究SA-β-gal的表达与细胞衰老之间的具体关系,我们验证了参与调节衰老细胞表达SA-β-gal的信号通路及SA-β-gal的表达情况是否会对细胞衰老的过程产生影响。方法:肿瘤细胞用低剂量的阿霉素处理24小时后,再分别给予不同的小分子抑制剂继续作用4天,观察SA-β-gal染色阳性的细胞数目及SA-β-gal表达与否对于衰老细胞在分泌细胞因子、生长阻滞等细胞生物学功能上的影响。结果:在阿霉素诱导细胞发生衰老的过程中,TGFβ抑制剂SB431542能够抑制衰老细胞表达SA-β-gal,而SA-β-gal表达的缺失并不影响细胞衰老的其他特征性改变。结论:低剂量的阿霉素作用肿瘤细胞后,细胞会进入衰老的状态。在细胞衰老的过程中,TGFβ受体I的抑制剂SB431542可以抑制衰老细胞表达SA-β-gal,但是SA-β-gal的缺失表达并不影响细胞衰老的过程及衰老细胞的其他特性,如:不可逆的生长阻滞、分泌有活性的细胞因子等。结果表明:SA-β-gal并不能作为衰老细胞的特异性标志。