类转录激活因子效应物核酸酶(TALEN)介导的基因组定点修饰技术

人工构建的序列特异性核酸内切酶能够识别并切割特定的DNA靶序列,造成双链断裂,从而引起基因组结构的定点改变。人工核酸内切酶技术使得研究人员有可能对任意物种的基因组进行定点修饰,开启了反向遗传学研究的新天地。类转录激活因子效应物核酸酶(Transcription activator-like effector nuclease,TALEN)自2010年底开始成功应用于基因打靶,很快成为一种比锌指核酸酶(Zinc-finger nuclease,ZFN)更容易设计、特异性更高和毒性更低的人工核酸内切酶。文章综述了TALEN技术的研究进展及应用前景,重点介绍TALEN的结构、作用机制与构建方法和利用TALEN进行基因组定点修饰的策略,以及目前利用这一技术已成功实现突变的物种及内源基因,特别是在斑马鱼中的应用,为开展这一领域的研究工作提供参考。

类转录激活因子效应物核酸酶介导的E-cad和Bmi-1基因联合干预鼻咽癌的体外研究

目的:检测类转录激活因子效应物核酸酶(transcription activator-like effector nuclease,TALEN)介导的E-钙黏蛋白(E-cadherin,E-cad)、B细胞特异性莫洛尼氏白血病毒插入位点1(B-lymphoma Moloney murine leukemia virus insertion region-1,Bmi-1)基因联合干预对鼻咽癌细胞生物学行为的影响。方法:构建多位点基因打靶载体p UC-DS1-E-cad-2ANeo-DS2(以下简称E-cad打靶载体)和p UC-DS1-Bmi-1 sh RNA-Zeo-DS2(以下简称Bmi-1打靶载体),将E-cad打靶载体、Bmi-1打靶载体及佛山科学技术学院分子医学研究院前期构建的TALEN载体以不同组合转染鼻咽癌CNE-2细胞。采用PCR检测靶基因的整合,Western印迹检测靶基因蛋白表达水平变化,细胞计数试剂盒(cell counting kit-8,CCK-8)检测细胞增殖能力变化,流式细胞仪检测细胞周期和细胞凋亡变化,Transwell实验检测细胞迁移和侵袭能力变化。结果:靶基因E-cad和Bmi-1 sh RNA表达元件成功整合到鼻咽癌CNE-2细胞的基因组中;转染后鼻咽癌CNE-2细胞中E-cad的蛋白表达水平明显上升,Bmi-1的蛋白表达水平明显下降;干预E-cad及Bmi-1不影响细胞的增殖、周期和凋亡,但显著抑制细胞的迁移和侵袭能力,且E-cad和Bmi-1联合干预比单独干预更能显著抑制鼻咽癌CNE-2细胞体外迁移能力(均P<0.01)。结论:TALEN介导的E-cad和Bmi-1联合干预能有效抑制鼻咽癌CNE-2细胞的体外迁移和侵袭,可为人类癌症的基因治疗建立前期的实验基础。

MRI联合血清赖氨酸氧化酶样蛋白4、信号转导和转录激活因子3检测用于原发性肝癌诊断的价值

目的:探讨磁共振成像(MRI)联合血清赖氨酸氧化酶样蛋白4(LOXL4)、信号转导和转录激活因子3(STAT3)检测用于原发性肝癌诊断的价值。方法:选取肝占位性病变患者214例,比较分析原发性肝癌和肝脏良性病变患者血清LOXL4、STAT3水平差异,以及原发性肝癌不同患者间差异,同时分析MRI联合血清LOXL4、STAT3水平诊断原发性肝癌的价值。结果:确诊为原发性肝癌患者92例,肝脏良性病变122例。原发性肝癌患者血清LOXL4、STAT3明显高于肝脏良性病变患者(均P<0.05)。TNM分期Ⅲ-Ⅳ患者血清LOXL4、STAT3明显高于肝脏良性病变患者(均P<0.05)。低分化患者血清LOXL4、STAT3明显高于中高分化患者(均P<0.05)。血清LOXL4、STAT3水平诊断原发性肝癌的ROC曲线下面积分别为0.890和0.896(均P<0.05)。MRI联合血清LOXL4、STAT3水平诊断原发性肝癌的灵敏性和阴性预测值分别为95.65%和96.00%,高于MRI检查(均P<0.05)。结论:原发性肝癌患者血清LOXL4、STAT3水平升高,与TNM分期及分化程度有关;MRI联合血清LOXL4、STAT3检测诊断原发性肝癌有较好的应用价值。

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.

急性脑梗死患者血清淋巴细胞过氧化小体增殖剂激活型受体γ、内皮素转换酶、可溶性骨髓细胞样转录因子-1水平变化及意义

目的探讨急性脑梗死(ACI)患者淋巴细胞过氧化小体增殖剂激活型受体γ(PPARγ)、血清内皮素转换酶(ECE)及可溶性骨髓细胞样转录因子-1(sTLT-1)的变化水平及临床意义。方法我院收治的ACI患者60例为研究组,同期健康体检者60例为对照组。将研究组按照美国国立卫生研究院脑卒中量表(NIHSS)评分分为轻度、中度、重度3组。比较研究组与对照组血清PPARγ、ECE与sTLT-1水平差异,以及研究组各亚组血清PPARγ、ECE与sTLT-1水平差异;分析血清PPARγ、ECE、sTLT-1的表达水平与神经功能状况的相关性,以及PPARγ、ECE、sTLT-1表达水平对ACI患者神经功能重度损伤的临床预测价值。结果研究组PPARγ水平低于对照组,ECE、sTLT-1水平高于对照组(P<0.05);中重度组血清PPARγ水平低于轻度组,重度组低于中度组(P<0.05);中重度组血清ECE、sTLT-1高于轻度组,重度组高于中度组(P<0.05)。ACI患者NIHSS评分与血清PPARγ呈负相关,与ECE、sTLT-1呈正相关(P<0.01)。血清PPARγ为277.05 ng/L时,对ACI患者神经功能重度损伤预测价值最高,敏感性85.71%,特异性87.50%;其次为ECE,cut-off为74.27 pmol/L时,敏感性85.71%,特异性81.25%;sTLT-1含量为72.30 pg/ml时敏感性78.57%,特异性93.75%,约登指数为0.723。结论PPARγ、ECE与sTLT-1可反映ACI患者神经功能受损严重程度,当患者神经功能受损严重时PPARγ随之降低,ECE与sTLT-1水平随之升高。

过氧化物酶体增殖物激活受体-γ激动剂对急性胰腺炎大鼠核转录因子-κB/Toll样受体4通路的调节及肾损伤的保护

目的探讨过氧化物酶体增殖物激活受体-γ激动剂对急性胰腺炎大鼠核转录因子-κB/Toll样受体4通路的调节以及肾损伤的保护作用。方法选择72只SD大鼠随机分为假手术组(SO组)、模型组(SAP组)和罗格列酮组(ROSI组),各组再随机分为术后6 h、12 h、24 h组,每组8只。SAP组采用两次腹腔注射L-精氨酸制备SAP模型,ROSI组30 min后股静脉注射10%罗格列酮溶液6 mg/kg,SO组腹腔注射等体积生理盐水。观察大鼠肾脏病理改变,测定肾脏TLR4、NF-κB蛋白表达水平,检测血清TNF-α、IL-1β、IL-6、BUN、Cr含量。结果 ROSI组大鼠肾小管细胞病理损害较SAP组减轻;与SAP组比较,肾组织内NF-κB、TLR4蛋白明显下降(P<0.05);ROSI组外周血IL-1β、IL-6、TNF-α和BUN、Cr含量与SAP组比较明显下降(P<0.05)。结论 PPAR-γ激动剂罗格列酮能减轻急性胰腺炎大鼠肾小管上皮细胞的损伤,同时抑制NF-κB、TLR4蛋白表达,降低促炎细胞因子水平,推测PPAR-γ激动剂对NF-κB/TLR4通路的调节可能是胰腺炎的保护机制之一。

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。

RNA干扰沉默信号转导和转录激活因子3对类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞增殖的影响

目的探讨RNA干扰沉默信号转导和转录激活因子3(STAT3)对类风湿关节炎(RA)成纤维样滑膜细胞(FLS)增殖的影响。方法取本院2012年2—12月行关节镜滑膜切除的RA患者的滑膜组织,先进行RA FLS培养。将FLS分为5组:空白组(正常培养的FLS)、阴性对照组(加入空白质粒的FLS)、RNAi-1组、RNAi-2组和RNAi-3组,后3个组均加入靶向小干扰RNA(siRNA)的重组质粒,分别针对3个不同的靶点。然后用反转录聚合酶链反应和免疫印迹法分别检测各组FLS中STAT3 mRNA及其蛋白的表达情况;用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测FLS增殖情况〔以490 nm处的吸光度(A)值代表活细胞数量〕。结果 (1)在转染RA FLS后,空白组、阴性对照组、RNAi-1组、RNAi-2组和RNAi-3组STAT3 mRNA表达抑制率分别为(27.32±2.06)%、(30.61±2.47)%、(76.99±2.05)%、(72.75±1.74)%和(66.50±2.47)%,STAT3表达抑制率分别为(44.35±2.04)%、(43.10±2.59)%、(83.57±1.56)%、(77.05±0.54)%和(69.44±2.76)%,5组STAT3 mRNA及其蛋白表达抑制率间差异均有统计学意义(F值分别为362.92和248.08;P<0.01);其中RNAi-1组、RNAi-2组和RNAi-3组STAT3 mRNA及其蛋白表达抑制率均高于空白组、阴性对照组(P<0.05)。(2)空白组、阴性对照组以及RNAi组(即RNAi-1组)A值分别为(0.553 3±0.343 2)、(0.535 0±0.337 3)和(0.158 3±0.079 4),3组间差异有统计学意义(F=3.761,P=0.047);其中空白组A值与阴性对照组比较,差异无统计学意义(P=0.912);RNAi组A值均低于空白组、阴性对照组(P值分别为0.028和0.035)。结论 RNA干扰沉默STAT3能够有效抑制RA FLS中STAT3 mRNA及其蛋白的表达,并能明显抑制FLS的增殖。

基于类转录激活因子效应物(TALEs)的基因组定点操控技术

基于类转录激活因子效应物(transcription activator-like effectors,TALEs)的基因组定点操控技术能够对基因组功能体系的反向遗传操作于基因及转录水平进行精确操控。TALEs是来源于植物病原菌—黄单胞杆菌(Xanthomonas spp.)的DNA结合蛋白,其结合域通常由包含34个氨基酸残基的重复模块串联而成。根据编码规则,可人为重新编排重复模块顺序使其能够识别新的DNA序列。该人工设计TALEs对基因组的定点操控(包括转录调控和基因组编辑)已在体外培养的人类细胞和多种模式生物中得到了成功应用,为模式生物基因功能研究,农作物性状改善及人类遗传性疾病治疗等开辟了新时代。

环磷腺苷效应元件结合蛋白转录共激活因子在食管癌中的表达及与临床病理的关系

探讨环磷腺苷效应元件结合蛋白(CREB)转录共激活因子1(CRTC1)在食管癌组织与癌旁组织中的转录水平和翻译水平变化,及其变化与临床病理的关系。收集25例食管癌鳞癌患者的癌组织及与之配对的癌旁组织,通过qRT-PCR检测CRTC1的mRNA水平,Western blot检测CRTC1的蛋白水平。结果表明:在食管癌中,CRTC1蛋白表达低于癌旁组,而mRNA水平高于癌旁组;CRTC1在转录水平上与肿瘤位置和淋巴结转移有关。由此可见:CRTC1在食管癌中存在异常表达,CRTC1的mRNA有望用于食管癌诊断及淋巴结转移评估。

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。

外周血单个核细胞锌指样转录因子2、锌指样转录因子4mRNA表达与脑梗死静脉溶栓预后的相关性分析

目的检测急性动脉粥样硬化性脑梗死(ACI)病人外周血单个核细胞锌指样转录因子家族(KLF)2、KLF4表达变化,并分析其与病人重组人组织型纤溶酶原激活剂(rt-PA)静脉溶栓后预后的关系。方法选取2016年4月至2018年4月郑州大学附属郑州中心医院就诊并接受rt-PA静脉溶栓治疗的ACI病人117例作为研究对象,并根据溶栓治疗结局将病人分为预后良好组和预后不良组。统计病人一般资料及24 h美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分。利用实时定量PCR(qRT-PCR)法检测病人入院后及溶栓治疗24 h外周血单个核细胞KLF2、KLF4信使核糖核酸(mRNA)表达,酶联免疫吸附法(ELISA)法测定外周血白细胞介素(IL)-2、IL-6表达水平。结果与入院时比较,溶栓后24 h预后良好组病人外周血单个核细胞KLF2、KLF4 mRNA水平分别为(0.53±0.10)、(0.62±0.14)升高,外周血IL-2、IL-6表达水平分别为(4.08±0.85)、(4.19±0.74)降低(P<0.05),而预后不良组差异无统计学意义(P>0.05);与预后良好组比较,预后不良组病人入院时及溶栓后24 h外周血单个核细胞KLF2、KLF4 mRNA分别为(0.24±0.05)、(0.31±0.07)呈低表达,外周血IL-2、IL-6分别为(9.47±2.35)、(7.63±1.82)呈高表达(P<0.05);病人入院时外周血单个核细胞KLF2、KLF4 mRNA水平与90 d MRS评分负相关(r=-0.347、-0.349,均P<0.05);KLF2、KLF4 mRNA联合检测预测病人不良结局的AUC为0.970,灵敏度为85.90%,特异度为98.00%;logistic回归分析表明,入院时KLF2 mRNA≤0.36、KLF4 mRNA≤0.44、IL-2高表达、IL-6高表达、NIHSS评分>5分、糖尿病是溶栓治疗后ACI病人出现不良预后的危险因素(P<0.05)。结论预后不良病人入院时及溶栓后24 h外周血单个核细胞KLF2、KLF4 mRNA呈低表达,两者对急性动脉粥样硬化性脑梗死病人溶栓治疗90 d后结局具有一定预测价值。

转录因子FoxO1调节肝星状细胞的增殖和激活

背景和目的：FoxO是叉头基因（Forkhead）转录因子家族中的亚族．主要受PI3K／AKT信号转导通路的磷酸化调节．进而调节细胞的多种功能。肝星状细胞（HSC）的激活和增殖是肝纤维化的关键因素．各种致纤维化因素可以促进HSC的增殖以及激活静止的HSC．转变成一种能产生胶原的肌成纤维样细胞。方法：人HSC以及原代小鼠、原代大鼠HSC中导人FoxO1突变体然后观察各组细胞激活、

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。

类转录激活样因子效应物核酸酶技术的原理及应用

类转录激活因子效应物核酸酶(transcription activator-like effector nucleases,TALENs)是近年兴起的一种基因定点编辑技术,由特异性DNA结合结构域TALE和DNA切割结构域Fok I核酸内切酶组成。由于TALEN能对基因组中特异性基因进行识别和定点剪切,导致基因DNA双链断裂,进一步诱导DNA损伤后修复,可对基因组中的特定位点进行高效遗传操作,如基因的敲入、敲除和修复等。TALEN技术以其设计简单、特异性高、毒性低及靶点选择灵活等特点成为目前应用最为广泛的基因定点编辑技术。本文将就TALEN的原理、研究进展以及临床应用展望作一综述。

类转录激活因子效应物核酸酶(TALENs)的构建及其在基因组定点修饰中的应用

类转录激活因子效应物核酸酶(transcription activator-like effector nucleases,TALENs)是一种新发现的基因组定点修饰工具。TALENs由TALE蛋白及II型核酸内切酶Fok I组成,其中TALE由多个重复的氨基酸序列构成,对DNA序列的识别达到一个重复单元结合一个碱基的程度,它在结合Fok I内切酶后就形成了具有DNA定点修饰功能的TALENs。该文主要介绍TALENs的构建及其在基因组定点修饰中的应用。

人工核酸酶用于基因组定点编辑的研究进展

人工核酸酶(EN)技术,是利用设计并构建的核酸内切酶与靶DNA序列特异性结合,形成双链断裂(DSB),启动DNA修复通路,进行基因组定点编辑,目前已成功应用于多种细胞和生物体。

炎症性肠病相关受体蛋白和转录调节因子的研究

一般认为炎症性肠病(inflammatoryboweldiseases,IBD)主要与结肠粘膜免疫功能紊乱有关,致炎细胞因子对疾病的发生、发展起着非常重要的作用。生理和病理状况下,炎症细胞因子的表达受到多种因素的调控。本文就IBD发生和发展过程中,Toll样受体(Tolllikereceptors,TLRs)和过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisomeproliferationactivatingreceptors,PPARs)及转录信号传导子和激活子(signaltransducerandactivatoroftranscription,STATs)、细胞因子信号传导抑制因子(suppressorofcytokinesignaling,SOCSs)、核因子κB(nuclearfactorκB,NFκB)等相关信号传导转录调控因子的作用作一综合介绍。