自发光转录激活子样效应因子的功能分析

目的:对转录激活子样效应因子(TALE)蛋白进行特异性标记.方法:通过分子生物学技术,在TALE蛋白的C-端融合了一种具有优异光学性能的萤光素酶.结果:融合蛋白不仅可对目的 DNA进行特异性识别,还可产生萤光素酶的特征光谱.结论:萤光素酶的融合不影响TALE蛋白的正常功能,其光谱信息有望成为分析TALE蛋白与DNA相互作用的特异性检测信号.

类转录激活因子效应物及其在生物技术领域的应用

综述了类转录激活因子效应物(TALEs)技术的研究进展及生物技术应用前景,重点介绍TALEs的结构特征、作用机理、广谱抗性基因的人工构建及利用类转录激活因子效应物核酸酶(Transcription activator like effector nucleases,TALENs)进行基因组定点修饰的策略。

微小RNA-98-5p靶向Kruppel样转录因子9对大鼠心肌缺血/再灌注损伤的保护作用

目的探讨微小RNA(miR)-98-5p靶向Kruppel样转录因子9(KLF9)对大鼠心肌缺血/再灌注(MI/R)损伤的保护作用。方法50只大鼠随机分为假手术组、模型组、miR-98-5p agomir组、agomir-NC组及miR-98-5p agomir+pcDNA-3.1-KLF9组,每组10只。通过冠状动脉结扎法建立MI/R注模型。HE染色观察心肌组织病理情况;TUNEL检测心肌组织细胞凋亡情况;ELISA检测血清肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、乳酸脱氢酶(LDH)含量;Real-time PCR检测心肌组织miR-98-5p、KLF9 mRNA表达水平;Western blotting检测心肌组织KLF9、Bax和JAK2/STAT3信号通路相关蛋白表达;双荧光素酶报告实验验证miR-98-5p与KLF9的关系。结果与假手术组相比,模型组大鼠心肌细胞排列较乱,出现坏死;心肌组织细胞凋亡率、血清CK、CK-MB、LDH含量均升高,心肌组织miR-98-5p表达水平下降,KLF9 mRNA和蛋白及p-JAK2和p-STAT3蛋白表达均升高(P<0.05)。过表达miR-98-5p后,大鼠心肌细胞排列较为整齐,心肌细胞坏死减少;心肌组织细胞凋亡率、血清CK、CK-MB、LDH含量及心肌组织p-JAK2、p-STAT3蛋白表达均下降(P<0.05)。双荧光素酶报告实验结果验证KLF9是miR-98-5p的靶基因。过表达KLF9逆转了miR-98-5p agomir对心肌损伤大鼠产生的作用。结论MiR-98-5p靶向KLF9改善MI/R大鼠心肌损伤,其机制可能与miR-98-5p调控JAK2/STAT3信号通路抑制心肌细胞凋亡相关。

Kruppel样因子14介导的JAK-STAT信号通路对非小细胞肺癌预后的影响

目的探讨Kruppel样因子14(KLF14)介导的Janus激酶-信号转导子与转录激活子(JAKSTAT)信号通路对非小细胞肺癌(NSCLC)预后的影响。方法收集2018年1月至2019年9月本院手术切除的80例NSCLC组织和25例癌旁非肿瘤组织。患者随访至2023年4月结束。采用免疫组织化学检测组织中KLF14表达,根据KLF14表达的中值水平将患者分为高表达组和低表达组。通过在A549细胞中转染KLF14、JAK1过表达质粒和在HCC827细胞中转染KLF14、JAK1特异性短发夹RNA(shKLF14、shJAK1)来过表达或敲低KLF14、JAK1。采用细胞克隆形成试验分析细胞的增殖活力。Transwell分析细胞的迁移、侵袭情况。结果与癌旁正常组织相比,KLF14在NSCLC组织中表达降低(P<0.001)。KLF14的低表达与肿瘤直径>3 cm、淋巴结转移、临床分期Ⅲ期显著相关(P<0.05)。在高KLF14表达组和低KLF14表达组之间的总存活率有显著差异,低KLF14表达的患者预后不良(P<0.05)。KLF14过表达后,A549细胞的增殖能力、迁移和侵袭细胞数均显著降低(P<0.05),而KLF14敲低后,HCC827细胞的增殖能力、迁移和侵袭细胞数均显著增加(P<0.05)。与Vector+KLF14组相比,JAK1+KLF14组A549细胞的集落数、迁移和侵袭数显著增加(P<0.05);而与shNC+shKLF14组相比,shJAK1+shKLF14组HCC827细胞的集落数、迁移和侵袭数显著降低(P<0.05)。结论KLF14低表达与NSCLC患者较差的总生存期相关。KLF14上调显著抑制肺癌细胞在体外的增殖、转移能力,其作用机制可能与抑制JAK-STAT信号通路有关。

人工转录激活子样效应因子核酸酶与多位点基因打靶载体的构建与鉴定

目的构建并验证针对人类基因组核糖体DNA（rDNA）序列的转录激活子样效应因子核酸酶（TALEN）表达载体与人类通用多位点基因打靶载体。方法运用在线软件TALENs Targeter在rDNA序列上设计TALEN切割位点，并构建针对该位点的TALEN表达载体，利用细胞转染技术，筛选出一对有较高活性的TALEN，并计算其切割效率。将TALEN切割位点两侧的同源重组引导序列DSl、DS2以及GFP表达元件克隆到pUC-19质粒中，最终将TALEN与多位点基因打靶载体共转染293T细胞，经PCR与测序鉴定，对目的基因整合情况进行验证。结果经酶切、测序鉴定，成功获得一对切割活性高达78．5％的TALEN（TALEN-L1R2），成功构建人类细胞通用的多位点基因打靶载体pUC-DS1-EGFP-DS2；两种技术结合后将目的基因GFP成功整合于293T细胞基因组中。结论TALEN与多位点打靶技术结合，可有效将目的基因整合于基因组中。

碱性成纤维细胞生长因子和胰岛素样生长因子-1对牙周膜细胞增殖的影响

目的探讨碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)和胰岛素样生长因子-1(IGF-1)对人牙周膜(PDL)细胞增殖的影响。方法通过体外细胞培养技术,用噻唑盐(MTT)法检测bFGF和IGF-1单独或联合应用时对人PDL细胞增殖的影响。结果bFGF和IGF-1单独应用时均可明显促进PDL细胞增殖,在实验的5d范围内,bFGF浓度在1～100ng/ml和IGF-1浓度在1～100ng/ml时呈浓度-时间依赖关系,bFGF最佳效应浓度为10ng/ml(比对照组增加了247.8%),IGF-1最佳效应浓度为100ng/ml(比对照组增加了236.5%),两者的最佳效应时间均为3d。以二者的最佳效应浓度联合应用时,作用更为显著,培养3d时比对照组增加了290.4%(P<0.001)。结论bFGF和IGF-1均能促进人PDL细胞的分化和增殖,二者联合应用有协同效应。

运动性心脏重塑过程中胰岛素样生长因子IGF-Ⅰ基因的表达

为进一步探讨运动心脏重塑的发生机制 ,本研究采用反转录聚合酶链式反应 (RT -PCR)技术 ,对 60只SD大鼠 1 2周耐力训练过程中心肌胰岛素样生长因子 (IGF -Ⅰ )的表达进行了观察。结果表明 ,与安静对照组相比 ,耐力训练过程中心肌组织中IGF -Ⅰ在转录水平的表达均显著增强 ,其中 ,心房IGF-ⅠmRNA的表达在训练 1 0天达到高峰 (P <0 0 1 ) ,心室IGF -ⅠmRNA的表达在训练 3天即达到高峰 (P <0 0 1 ) ,训练 40天后心房、心室IGF -ⅠmRNA的表达基本恢复到正常对照水平。结果提示 ,心血管调节肽IGF -Ⅰ在运动性心脏重塑发生过程中起上调作用 ,且这种上调作用在运动心脏发生的早期即已启动 ,心房和心室组织中IGF

Toll样受体4激动剂LPS腹腔注射对大鼠心肌缺血再灌注损伤的预防作用及其作用机制

目的 探讨Toll样受体4(TLR4)激动剂LPS腹腔注射对大鼠心肌缺血再灌注损伤(MIRI)的预防作用及其作用机制。方法 将60只大鼠根据随机数字表法分为LPS干预组(0.1 mg/kg、0.5 mg/kg、1 mg/kg,均为小剂量)、维拉帕米干预组、模型组、假手术组,每组15只。构建MIRI模型前7 d,LPS干预组给予0.1 mg/kg、0.5 mg/kg、1 mg/kg LPS腹腔注射,维拉帕米干预组给予2.5%维拉帕米(2 mg/kg)腹腔注射,假手术组与模型组给予等容量生理盐水腹腔注射;均每日1次。然后,除假手术组外,其余组大鼠进行缺血再灌注处理。处理后72 h,采用超声检测各组大鼠心功能,苏木精—伊红(HE)染色观察各组大鼠心肌组织病理学变化,2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色测算各组大鼠心肌梗死面积;采用Western blotting法检测大鼠心肌组织FoxO3a、pFoxO3aS253、Beclin-1及LC蛋白。结果 与假手术组比较,模型组大鼠左心室射血分数(LVEF)、短轴缩短率(LVFS)减小(P均<0.05);心肌损伤严重,心肌梗死面积百分比升高(P均<0.05);心肌组织中pFoxO3aS253蛋白相对表达量降低(P<0.05),FoxO3a、Beclin-1、LC蛋白相对表达量升高(P均<0.05)。与模型组比较,维拉帕米干预组及LPS干预组大鼠LVEF、LVFS增加(P均<0.05);0.1 mg/kg及0.5 mg/kg LPS干预组大鼠心肌病变改善不明显,维拉帕米干预组和1 mg/kg LPS干预组大鼠心肌纤维水肿、断裂、坏死及炎细胞浸润程度均减轻;维拉帕米干预组及LPS干预组大鼠心肌梗死面积百分比降低(P均<0.05),pFoxO3aS253蛋白相对表达量升高(P均<0.05),FoxO3a、Beclin-1、LC蛋白相对表达量下降(P均<0.05)。结论 小剂量TLR4激动剂LPS可预防大鼠MIRI,其作用机制可能与促使FoxO3a磷酸化及抑制Beclin-1、LC激活有关。

基因编辑技术在免疫缺陷动物模型研究中的应用进展

免疫缺陷动物模型在临床前研究中发挥重要作用,是现代生物医学研究领域的重要实验工具,广泛应用于免疫学、遗传学、肿瘤学与微生物学等研究领域。基因编辑是针对生物体基因组进行靶向修饰的技术,从出现到应用,极大推动了生物医学研究领域的发展。基因编辑技术主要包括HEs、ZFNs、TALENs与CRISPR/Cas9系统。目前,研究者已利用该技术建立了多种类型的免疫缺陷动物模型,各有其优势和局限性。近年来,大量研究证实人源化免疫缺陷动物模型能够精准模拟癌细胞、药物以及免疫系统在人体内的作用,可以更好地模拟人类疾病,广泛用于研究人类免疫生物学及人类复杂疾病的潜在机制。本文对利用基因编辑技术构建免疫缺陷动物模型的研究应用进展进行综述,对基因编辑技术在免疫缺陷动物模型制备中存在的问题及优化策略深入探讨,并对其未来发展前景进行了展望,以期为研究者选用和建立免疫缺陷动物模型提供参考。

转录激活因子样效应物核酸酶

人工设计的核酸酶是目前进行精确基因组修饰的有效工具之一,在生命科学基础研究和人类遗传疾病的治疗研究领域有着广泛的应用价值。有必要综述转录激活因子样效应物核酸酶(transcription activator-like effector nucleases,TALEN)的技术背景,以及其应用研究基础上的核酸酶活性和特异性,并探讨TALEN用于靶向基因组修饰过程中所存在的一些问题。

转录激活因子样效应物敲除klf4 b基因的质粒构建与鉴定

目的： KLF4是哺乳动物细胞中调控和维持全能性的关键因子，构建与鉴定klf4 b基因敲除的有效位点与相关质粒，以期构建klf4 b基因敲除动物模型研究其功能。方法转录激活因子样效应物核酸酶是目前最有效敲除和编辑基因的基因工程技术之一，设计和组装了klf4 b基因TALENs质粒，在胚胎和整体动物水平验证其有效性。结果成功组装了两对klf4 b基因TALENs质粒，显微注射胚胎后，经检测其中一组成功诱导klf4 b靶向区域突变，突变类型既有插入型也有缺失型；遗传检测显示这些突变型高效的遗传给了下一代。结论在斑马鱼中有效敲除了klf4 b基因，成功获得了斑马鱼klf4 b突变群体；为进一步阐释斑马鱼中klf4 b基因的生物功能提供了良好的研究材料，也为全面理解哺乳类klf4基因的功能提供了研究模型。

基因编辑技术

基因编辑是指通过核酸酶对靶基因进行定点改造,实现特定DNA的定点敲除、敲入以及突变等,最终下调或上调基因的表达,以使细胞获得新表型的一种新型技术。基因编辑技术已被广泛运用于基因结构与功能的研究和多种细胞的基因工程改造,为疾病模型的建立、动植物新品种的培育及基因治疗等的研究提供新的手段。基因编辑技术主要包括锌指核酸酶技术(ZFN)、转录激活子样效应因子技术(TALEN)和成簇的规律间隔的短回文重复序列/CRISPR相关蛋白(CRISPR/Cas)系统等。本文将对3种基因编辑技术的原理、运用及其最新进展进行综述,以期为相关技术及其运用的研究提供参考。

TALENs技术在基因功能研究中的应用

基因敲除技术广泛应用于研究各类细胞和生物的基因功能。转录激活子样效应因子核酸酶技术(TALENs)是近年发展起来的一种新型基因敲除方法,其利用TALEs蛋白核酸结合域氨基酸序列与其靶位点核酸序列之间存在着恒定对应关系,从而组装出能特异性结合任意DNA序列的模块化蛋白。TALENs技术以其快速、高效的优势对生物基因研究领域产生深远影响,为遗传疾病的治疗提供了新的策略。

基因编辑技术原理及其在动植物研究中的应用

自人类基因组计划开展以来,越来越多生物的基因组序列得到了测定,基因的功能逐步得到鉴定.人们期望通过对基因表达的改变,来治疗人类疾病或提高生物的产量和品质.早期突变技术对基因的改变是不定向的,近年来,锌指核酸酶(ZFN)、转录激活子样效应因子核酸酶(TALEN)和CRISPR/Cas9等技术可对某个已知基因进行编辑.特别是CRISPR/Cas9技术,由于具有操作方便、效率高等优点,因此成为对基因进行定向操作的强有力工具.本文对几种基因编辑技术的原理和应用进行简要介绍和展望.

新型基因组编辑技术研究进展

基因组编辑技术是一种能精确靶向修饰生物基因组,实现对基因定点敲除和外源基因定点整合的技术。新出现的锌指核酸酶(ZFN)、转录激活子样效应因子核酸酶(TALEN)和规律性重复短回文序列簇与Cas9蛋白(CRISPRs/Cas9)系统3种新型的基因组编辑技术通过特异性结构识别靶位点,核酸酶发挥切割作用对靶位点进行定点编辑。3种新型基因编辑技术因具有高效准确、制作简单、耗时短等特点而在生命科学研究中得到广泛应用。论文对目前三种新型的基因组定点编辑技术的特点、结构原理、构建方法以及在传统生物模型、功能基因筛选、人类遗传病基因治疗等方面中的应用做一综述。

基因编辑新技术研究进展

基因编辑是一项旨在对基因组进行定点修饰的新技术,目前主要有人工核酸酶介导的锌指核酸酶(ZFN)技术、转录激活子样效应物核酸酶(TALEN)技术和RNA引导的CRISPR-Cas核酸酶(CRISPR-Cas RGNs)技术。它们都能特异性地识别靶位点,对其单链或双链进行精准切割后,由细胞内源性的修复机制来完成对靶标基因的敲除和替换。本文比较了这3种基因编辑技术,并对其应用进展做了介绍。

TALEN表达载体构建技术研究进展

转录激活因子样效应蛋白核酸酶(TALEN)是最新出现的基因组定点修饰技术之一。该技术在应用过程中为保证靶点序列的特异性,编码转录激活因子样效应物(TALE)结构域的序列一般较长,这使得TALEN表达载体的构建成为该技术的一个关键步骤和应用中的主要瓶颈,为此发展了多种TALEN表达载体构建方法。本文主要对其中常见的Golden Gate法、REAL法、单元组装法、FLASH法、ICA法、LIC法等方法及其研究进展进行了总结。随着TALEN表达载体构建方法的进一步丰富和普及,该技术必将在生物基因功能研究、农作物和家畜性状改良、人类遗传疾病治疗方面展现出广阔的应用前景。

基于专利的CRISPR/Cas技术全球发展态势和竞争力分析

随着CRISPR/Cas基因编辑技术在全球实验室中的使用,其廉价、便捷、通用性强的特点得到了学术界和产业界的广泛关注,成为继锌指核酸酶(ZFN)和转录激活因子样效应物核酸酶(TALEN)后的第三代基因编辑技术,并引发了持续至今的研究热潮。本文主要对CRISPR/Cas9技术专利进行分析,从专利的申请数量、技术生命周期、市场布局和创新能力、重点技术竞争力、申请机构竞争力、核心专利、研究主题、中美专利对抗等多个维度分析CRISPR/Cas技术的国际发展态势和竞争力,为相关研究提供借鉴和参考。

Kruppel样转录因子4与姜黄素对胃癌BGC-823细胞的协同抗增殖及促凋亡效应

Kruppel样转录因子家族（KLFs）成员之一的KLF4参与调节细胞增殖、凋亡、分化、炎症、迁移以及肿瘤形成，因而得到了极大关注。研究显示多种肿瘤中KLF4的表达下调。然而KLF4作为一种原癌基因在肿瘤中的作用尚未明确。姜黄素是一种多酚类天然化合物，广泛应用于食品烹饪和中药制剂。医学研究表明，姜黄素具有明显抑制肿瘤生长、侵袭、迁移、血管生成和肿瘤转移的特性，已成为一种抗癌化合物应用于多种肿瘤。本研究旨在检测过表达KLF4对人胃癌细胞株BGC-823增殖、凋亡以及侵袭的影响，探讨姜黄素是否与KLF4具有协同作用。

使用TALENs技术构建丁酰胆碱酯酶敲除小鼠模型研究

为了使用转录激活因子样效应物核酸酶(TALENs)技术构建丁酰胆碱酯酶(BChE)敲除小鼠模型,试验设计多对TALENs组合,合成相应的载体,并通过3T3细胞系对这些载体的活性进行检测,选择出活性最高的组合进行体外转录获得TALENs mRNA,并注射入小鼠受精卵中,对子代小鼠进行基因测序并筛选,最终获得BChE基因敲除小鼠。结果表明:针对4个基因位点设计并构建了30对TALENs组合,选择最优3L3-3R1组合进行体外转录并注射入小鼠受精卵,获得4只携带突变的F0代嵌合体小鼠;通过杂交及筛选,最终获得4只携带移码突变的F1代小鼠,可用于交配繁殖。说明通过TALENs技术可以稳定可靠地制备BChE基因敲除小鼠,并用于后续BChE功能的研究。