利用吗啉代寡核苷酸技术下调早期斑马鱼胚胎lmna基因的初步研究

目的利用吗啉代寡核苷酸技术建立下调斑马鱼lmna基因的技术方法。方法在斑马鱼lmna基因序列中选择靶点,设计针对斑马鱼lmna基因的吗啉代寡核苷酸序列(lmna-MO),构建能特异指示lmna基因表达的lmna-EGFP-pCS^(2+)重组质粒,并通过显微注射方式将二者共注射入斑马鱼胚胎中,通过观察胚胎中绿色荧光表达量反应lmna基因表达量,并通过蛋白质印迹法检测胚胎中lamin蛋白表达量。结果蛋白质印迹法检测斑马鱼体内lamin蛋白的表达,分别有大小为69 KD和62 KD两种蛋白表达。设计并构建了lmna-MO和重组质粒lmnaEGFP-pCS^(2+),单独注射lmna-EGFP-pCS^(2+)质粒后观察到从6 hpf到96 hpf胚胎均有绿色荧光蛋白表达;二者共注射后观察到,与对照组相比,实验组从6 hpf至30 hpf胚胎中绿色荧光蛋白表达量均不同程度下降或消失;蛋白质印迹实验结果显示实验组胚胎内lamin蛋白表达量明显下降。表明已成功下调了斑马鱼胚胎lmna基因表达。结论可通过lmna-MO和重组质粒lmna-EGFP-pCS^(2+)共注射方法下调斑马鱼lmna基因表达,并通过绿色荧光蛋白表达量反映下调效果。该方法可为深入研究人核纤层病提供良好的动物模型。

吗啉代寡核苷酸的应用研究进展

磷酰二胺吗啡啉寡核苷酸(吗啉代寡核苷酸,PMO)是一类功能强大的合成寡核苷酸类似物,在核酸药物发展史上属于第3代反义寡核苷酸。PMO的电中性吗啡啉结构使其具有结合亲和性高和抗酶解稳定性强的特点,通过序列特异性结合靶RNA,达到抑制RNA翻译和干扰RNA加工的效果,已成功应用于核酸药物的研发和基因功能的研究。本文简要综述了PMO作为治疗药物和RNA研究工具的进展、挑战和前景,及其进一步的结构修饰优化。

磷酰二胺吗啉代寡核苷酸AVI-7537固相合成及纯化工艺研究

目的建立一种可靠的制备磷酰二胺吗啉代寡核苷酸AVI-7537的固相合成及纯化工艺流程。方法以抗埃博拉药物AVI-7537为目标产物,确立固相合成反应条件及工艺流程,并采用阴离子交换层析和阳离子交换层析纯化方法,对目标产物进行纯化,通过高分辨质谱对目标产物进行结构确证。结果确立了磷酰二胺吗啉代寡核苷酸固相合成及纯化工艺流程,并合成得到目标产物AVI-7537。结论本研究建立的磷酰二胺吗啉代寡核苷酸固相合成及纯化工艺,能够用于该类化合物的制备。

磷酰胺吗啉代寡核苷酸关键中间产物的合成方法探索与工艺优化

目的探索与优化磷酰胺吗啉代寡核苷酸(PMO)关键中间产物7'-羟基-N-三苯甲基吗啉代核苷单体合成工艺路线和方法,使其合成更加高效与便捷,为以PMO为结构基础的反义寡核苷酸类药物研究奠定基础。方法以N4-苯甲酰基胞苷,鸟苷与5-甲基尿苷作为起始原料,经过将核糖环结构改造为吗啉环并对关键化学基团保护等步骤合成7'-羟基-N-三苯甲基吗啉代核苷单体。结果分别得到N4-苯甲酰基-7'-羟基-N-三苯甲基吗啉代胞苷、N2-苯甲酰基-7'-羟基-N-三苯甲基吗啉代鸟苷和7'-羟基-N-三苯甲基吗啉代胸苷,并对三者合成的工艺方法进行了优化,对所合成的中间体和目标物进行了结构确证。结论优化后的7'-羟基-N-三苯甲基吗啉代核苷单体合成工艺高效、便捷且适合放大制备。

(N,N-二甲基氨基)磷酰氯吗啉代核苷单体的合成工艺

分别以胞苷、5-甲基尿苷为原料,经氨基保护、5’-OH保护、吗啉环形成、吗啉环N-三苯甲基化、羟基脱保护、羟基磷酰化6步反应合成得到2个磷酰胺吗啉代寡核苷酸单体—(N,N-二甲基氨基)磷酰氯吗啉代核苷系列物,反应总收率分别为20%和30%。中间体及目标产物经LC-MS、^(1)H NMR、^(31)P NMR等结构表征确证,经HPLC纯度检测。并以胞苷为例探讨了氨基、羟基保护试剂、物质的配比等因素对单体7a收率的影响。

斑马鱼prkd1基因在心脏早期发育过程中的作用研究

为了探究蛋白激酶D(protein kinase D,PKD;又名PRKD)家族典型成员prkd1基因对早期心脏发育的影响,选用模式动物斑马鱼为研究对象,设计了吗啉代反义寡核苷酸敲低实验。表型观察结果显示,prkd1基因敲低会导致斑马鱼心脏发育异常,出现心包水肿、环化异常、心管线性化等畸形表型;斑马鱼心率分析数据显示,与野生型斑马鱼相比,prkd1基因的敲低会导致早期斑马鱼心率降低。利用转录组高通量测序技术对受精后3 d(3 days post fertilization,3 dpf)的斑马鱼对照组和敲低prkd1组进行测序,差异基因富集分析表明,prkd1的敲低与心脏相关信号通路如心肌细胞的肾上腺素信号通路等显著相关。进一步通过qRT-PCR对高通量测序结果进行验证,并对早期心脏发育关键因子进行检测,结果显示,部分心血管相关基因显著下调,tbx5a、gata4等心脏调控关键基因同样显著下调。这些表明prkd1基因可能通过调控心脏发育相关信号通路以及心脏发育关键基因来影响早期心脏发育,在早期心脏发育过程中发挥重要作用。

下调lmna基因促进斑马鱼胚胎细胞凋亡

目的探讨利用吗啉代寡核苷酸技术(MO)下调lmna后斑马鱼胚胎细胞的凋亡机制。方法在目的基因lmna序列中选择靶点,设计针对目的基因的吗啉代寡核苷酸序列(lmna-MO),利用显微注射技术,将lmna-MO注射到野生型斑马鱼(Tüebingen品系)胚胎中,下调斑马鱼lmna基因。采用流式细胞技术检测细胞凋亡,Western blot检测凋亡蛋白p-AKT、AKT及BCL-2的表达量。结果注射lmna-MO后24和72 h,斑马鱼胚胎均存在细胞早期凋亡,且与药物暴露时相存在相关性(P<0.01);lmna-MO注射后24和72 h,p-AKT蛋白的表达较野生型胚胎的表达均有增加(P<0.01);AKT蛋白的表达较野生型胚胎的表达均有增加(P<0.05);而BCL-2蛋白的表达较野生型胚胎的表达均有下降(P<0.05)。结论 lmna基因参与调控斑马鱼胚胎细胞凋亡过程,其机制可能与AKT蛋白及BCL-2蛋白的表达有关;p-AKT(S473)参与AKT通路活化,而lmna基因下调可促进AKT磷酸化,通过活化P13K/AKT信号通路来抑制凋亡促进细胞存活,但其并非唯一凋亡调控机制。

下调rpl15基因的表达抑制斑马鱼早期造血的发育

目的探究核糖体蛋白L15(ribosomal protein l15,rpl15)基因表达下调对斑马鱼早期造血发育的影响。方法设计并合成rpl15吗啉代反义寡核苷酸(morphilino antisense oligo,MO),通过显微注射到单细胞期斑马鱼(0~0.75 hpf)的受精卵中来下调rpl15的表达,通过qRT-PCR和Western blot技术验证下调rpl15基因表达的有效性。使用体式显微镜分别观察注射rpl15 MO(MO)组与野生型(WT)组的发育情况。O-dianisidine染色检测血红蛋白表达的情况,qRT-PCR检测红系特异性转录因子hbae3、hbbe1的表达变化。全胚原位杂交和qRT-PCR检测红系特异性转录因子gata1、髓系转录因子pu.1、粒系转录因子mpo、定向造血标志转录因子runx1和c-myb、原始祖细胞造血标志物scl和lmo2等早期造血发育过程的关键转录因子的表达变化。TUNEL实验检测造血组细胞的凋亡变化。结果显微注射rpl15 MO能显著下调斑马鱼rpl15的表达,与WT组相比,MO组表现出体节弯曲、发育迟缓、心包水肿等异常表型。MO组血红蛋白合成量与hbae3、hbbe1的表达量相较于WT组明显减少(P<0.05)。原位杂交及qRT-PCR结果表明,gata1的表达明显减少(P<0.05),pu.1、mpo、runx1、c-myb的表达无明显变化,scl的表达明显减少(P<0.01),lmo2的表达无明显变化。TUNEL实验显示造血祖细胞的凋亡无明显变化。结论下调rpl15的表达抑制了斑马鱼早期的造血发育,并可能与gata1和scl表达明显降低有关。