神经元抑制性沉默元件双链RNA慢病毒载体的构建与鉴定

目的构建神经元抑制性沉默元件(RE-1/NRSE)双链RNA的慢病毒载体。方法根据RE-1/NRSE序列合成靶序列的寡核苷酸序列,退火形成双链DNA,与经HpaⅠ和XhoⅠ双酶切后的pGC-LV载体连接产生L-smRE-1/NRSE慢病毒载体,采用PCR和测序对阳性克隆进行鉴定。用L-smRE-1/NRSE和包装质粒pHelper 1.0、pHelper2.0共转染293T细胞,包装产生慢病毒颗粒,在倒置荧光显微镜下观察293T细胞中绿色荧光蛋白的表达量,并计算病毒滴度,初步观察其对大鼠间充质干细胞的转染效率。结果PCR和测序证实,构建出了RE-1/NRSE双链RNA的慢病毒载体L-smNRSE/RE-1。包装慢病毒,浓缩病毒悬液的滴度为4×108TU/ml。慢病毒颗粒能稳定转染大鼠间充质干细胞,当感染复数为80时,感染效率达100%。结论成功构建了RE-1/NRSE dsRNA的慢病毒表达载体。

不止是沉默——神经元限制性沉默因子及其作用元件的研究进展

神经元限制性沉默因子(neuron-restrictive silencer factor,NRSF;又称repressor element silencing transcription factor,REST)是一种锌指(zincfinger)蛋白,它能与某些基因中相应的神经元限制性沉默元件(neuron-restrictive silencer element,NRSE;又称repressor element-1,RE-1)相结合,使序列中的组蛋白发生去乙酰化,从而对某些神经性基因的表达发挥阻遏作用。随着研究的深入,人们发现NRSF-NRSE在神经发育过程中有着复杂的调控功能,这主要是由于NRSF/NRST蛋白及REST辅助蛋白(CoREST)介导的甲基化作用,NRSF蛋白转录后形成的一系列剪切体也可能参与其中。另外,NRSF及其不同的剪切体还与一些神经系统疾病和肿瘤的发生密切相关。深入研究NRSF的调控机制对于进一步了解一些神经系统疾病的发生有着重要意义。

神经元限制性沉默因子对人胰岛素基因转录调控作用的研究

为了研究神经元限制性沉默因子(NRSF)调控神经元及胰岛细胞中神经特异性基因的表达,进一步寻找胰岛细胞中可能存在的其他NRSF调控基因.先用生物信息学手段对相关基因进行了分析.筛选及序列比对发现,人胰岛素核心启动子区有一段与NRSE相似的序列,提示,它可能受NRSF调控.构建了含NRSF基因的慢病毒载体,将其稳定转染于INS-1细胞.构建了3种荧光素酶报告载体:含有人胰岛素启动子-荧光素酶(hInsP-LUC)的慢病毒载体,pGL3-Basic载体和含有2拷贝NRSE样基序-荧光素酶(NRSE-LUC)的报告载体.利用稳定转染及瞬时转染实验观察NRSF对报告载体中荧光素酶活性的影响.利用电泳迁移率变动分析实验观察NRSE样基序与NRSF蛋白的结合情况,并通过竞争结合实验、引入特异性抗体实验证实探针与蛋白质结合的特异性.RT-PCR检测证实,感染空病毒的INS-1细胞不表达NRSF,感染含目的基因慢病毒的INS-1细胞能表达NRSF.将含有hInsP-LUC的慢病毒载体稳定转染于上述2种细胞,荧光素酶活性分析结果显示,NRSF的过表达能明显降低胰岛素启动子的活性.瞬时转染hInsP-LUC报告系统于上述2种细胞,结果也显示NRSF能明显抑制胰岛素启动子-荧光素酶的活性.将含有NRSE-LUC的报告载体瞬时转染于上述2种细胞,结果表明过表达NRSF的INS-1细胞组的荧光素酶相对值比对照组有明显下降.电泳迁移率变动分析实验进一步证实,此NRSE样序列可以与NRSF蛋白特异结合,这种特异结合可以被标准的NRSE序列所竞争.结果表明,人胰岛素启动子中含有NRSE样序列,该序列通过与NRSF蛋白结合从而抑制人胰岛素启动子的转录活性.这一研究工作有助于进一步了解NRSF在胰岛细胞中的调控作用.

NRSE/RE-1序列与小鼠胚胎干细胞向神经细胞诱导分化的关系

目的探索神经限制性沉默元件(NRSE/RE-1)序列与小鼠胚胎干细胞向神经细胞诱导分化的关系。方法应用序贯诱导法定向诱导鼠胚胎干细胞分化为神经细胞,基因芯片筛选出的11种含NRSE/RE-1序列的神经相关基因,实时定量PCR测定其在分化过程中的表达。结果诱导分化后的胚胎干细胞表达多种成熟神经元标志,11种含NRSE/RE-1序列基因随诱导分化的进程表达量升高。结论鼠胚胎干细胞可通过序贯诱导分化为神经细胞,NRSE/RE-1序列可能是胚胎干细胞向神经元诱导分化的主要调控位点。

NRSF慢病毒干涉载体的构建及功能初步检测

为研究神经元限制性沉默因子(NRSF)负调控神经元及胰岛细胞中神经特异性基因的表达,拟通过RNAi的方法降低NRSF表达以进一步观察其调控的下游基因的表达情况.构建含人胰岛素启动子-荧光素酶(HIP-LUC)的pcDNA3.1报告载体.通过RNAi序列设计软件进行NRSF干涉片段及脱靶对照片段的设计,然后构建慢病毒干涉载体.包装产生慢病毒干涉毒液,用其感染HeLa细胞获得稳定干涉NRSF的细胞株,利用RT-PCR、实时定量PCR、蛋白质免疫印迹、免疫荧光染色等方法检测NRSF的干涉效果及其下游基因的表达情况,观察干涉NRSF后胰岛素启动子报告载体荧光素酶活性的变化.构建具有NRSF干涉效果的慢病毒干涉载体成功,并获得了稳定干涉NRSF及脱靶对照的HeLa细胞株,RT-PCR及实时定量PCR检测结果表明,NRSF干涉片段的干涉效率为56%(n=6,P<0.01),蛋白质免疫印迹、免疫荧光染色方法检测证实干涉后NRSF蛋白表达水平明显降低.RT-PCR实验表明干涉NRSF后下游基因开始表达,荧光素酶活性分析表明,干涉NRSF后胰岛素启动子活性增强了2.4倍(n=3,P<0.01).上述结果表明,成功构建NRSF的慢病毒干涉载体并获得稳定干涉NRSF的HeLa细胞株,干涉NRSF后,其下游基因特别是胰岛素基因开始表达.这一研究工作有助于我们进一步了解NRSF在胰岛细胞发育分化中的调控作用.

内含子序列对CART基因转录调控作用的初步研究

目的研究内含子序列对可卡因-苯丙胺调节转录肽(cocaine-and amphetamine-regulated transcript,CART)基因转录水平的调控作用。方法分别以HeLa细胞和人源性间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)的基因组DNA为模板,PCR扩增CART内含子Ⅰ(Intron)、CART截短内含子Ⅰ(去除NRSE基序,NRSEnonIntron)序列,克隆入载体pGL3-Basic-CART32,构建pGL3-Basic-CART32-Intron、pGL3-Basic-CART32-NRSEnon Intron荧光素酶报告载体。经质粒酶切和DNA测序进行鉴定。将报告载体瞬时转染入NT2/CloneD1细胞系,进行荧光素酶活性的分析。取1×107NT2/CloneD1细胞,采用抗NRSF和抗IgG抗体进行染色质免疫共沉淀,分析NRSF与CART内含子区NRSE的体内结合情况。结果构建的pGL3-Basic-CART32-Intron、pGL3-Basic-CART32-NRSEnonIntron报告载体经酶切和测序鉴定正确。pGL3-Basic-CART32-Intron荧光素酶活性相对pGL3-Basic-CART32下调57.9%(P<0.05),pGL3-Basic-CART32-NRSEnon Intron相对pGL3-Basic-CART32-Intron上调53.8%(P<0.05)。在NT2/CloneD1细胞中,CART内含子区NRSE调控元件能与NRSF蛋白结合。结论研究结果表明,CART内含子序列对CART基因转录发挥负调控作用,内含子中的NRSE序列参与介导了其对CART基因的转录负调控作用。