利用Gaussia萤光素酶建立乳腺癌实时定量检测动物模型

目的:建立一种基于分泌型萤光素酶的实时定量检测实验动物体内肿瘤大小的方法。方法:以分泌型Gaussia萤光素酶(Gluc)为报告基因,以嘌呤霉素为筛选基因,将两者用T2A元件连接后克隆到慢病毒载体,包装慢病毒后感染乳腺癌MCF-7细胞,经嘌呤霉素筛选得到稳定转染细胞MCF-7-Gluc,并检测细胞上清中Gluc活性随时间和细胞数目的变化;将MCF-7-Gluc扩大培养后经皮下注射到雌性BALB/c裸鼠前肢腋下,待肿瘤形成后,检测外周血液中Gluc活性与肿瘤体积的相关性。结果:体外实验显示稳定转染细胞MCF-7-Gluc分泌到细胞上清的Gluc活性与时间和细胞数量在一定范围内均呈现良好的线性关系,体内实验显示裸鼠血液中的Gluc活性与肿瘤体积呈正相关。结论:Gluc技术可作为一种灵活、方便、实时定量检测活体动物体内肿瘤大小的有效工具。

膜锚定Gaussia萤光素酶的细胞标记及生物荧光成像

目的:制备表达膜锚定Gaussia萤光素酶(extGluc)报告基因的慢病毒,用于标记细胞。方法:将报告基因extGluc克隆至慢病毒载体pCCsin.PPT.SFFV.IRES.eGFP.Wpre(VeGFP)中,以聚乙烯亚胺(PEI)介导,将慢病毒包装所需4种质粒(pVeGFP-extGLuc、pMDL、pRev、pVSVG),转染293FT细胞,72 h后收集病毒上清进行浓缩,感染293FT细胞,并用流式细胞仪检测病毒滴度,生物荧光成像和化学发光分析extGluc的表达;之后,用收集的慢病毒感染人单核细胞白血病细胞株U937。结果:对经PCR筛选出的阳性克隆所含质粒进行酶切鉴定,表明extGlu报告基因插入载体中;重组慢病毒包装成功且病毒滴度为5×106 TU/mL;用包装的病毒颗粒感染293FT细胞,生物荧光成像和化学发光证实extGluc的膜定位,且酶活性与细胞数目呈线性相关;病毒颗粒能够感染悬浮细胞U937。结论:包装了extGluc标记的重组慢病毒,可用于标记细胞,为体内监测细胞迁移、聚集和变化提供了一种方法。

Gaussia分泌型萤光素酶的研究进展及其应用

Gaussia分泌型萤光素酶是近年发现的一种来源于海洋桡脚类动物Gaussia princeps的新型分泌型萤光素酶,是目前已知的可自然分泌的最小萤光素酶,因其分子小、灵敏度高、半衰期短和可高效分泌,而成为一种理想的报告基因,广泛应用于体内外研究。我们就Gaussia分泌型萤光素酶的发光原理、荧光特性及其应用等进行简要综述。

T细胞活力响应性启动子(TARP)萤光素酶报告系统在CAR⁃T细胞功能鉴定中的应用

目的将T细胞活力响应性启动子(TARP)纳米萤光素酶报告基因系统导入含有嵌合抗原受体(CAR)编码基因的慢病毒质粒中,为CAR⁃T细胞活化水平及功能鉴定提供一种便捷的、定量分析的方案。方法采用全基因合成及分子克隆技术构建重组质粒。慢病毒包装并感染人原代T淋巴细胞,流式细胞术检测慢病毒感染T细胞的阳性率。通过萤光素酶报告基因系统、Western blot法、流式细胞术、小动物活体成像技术鉴定CAR⁃T细胞的功能。结果酶切鉴定和质粒测序结果表明重组质粒的顺利构建,流式细胞术结果显示CAR⁃T细胞的正常制备,萤光素酶活力检测结果表明本系统能够动态响应CAR⁃T细胞的激活,体外功能实验证实本系统能够反映CAR⁃T细胞的耗竭状态,小动物活体成像结果体现了本系统在小鼠体内的示踪功能。结论TARP纳米萤光素酶报告基因系统为评估CAR⁃T细胞活化水平,耗竭状态以及体内示踪等方面提供了更加便捷、灵敏、定量分析的技术手段。

一株受二噁英类化学物质诱导表达的萤光素酶肝癌细胞系

构建了一对二英类化学物质敏感的人肝癌细胞株 ,用于二英类化学物质生物筛选和快速半定量检测 .首先构建一在二英增强子调控下的萤光素酶报告基因质粒 ,该质粒转染入人肝癌细胞株HepG2 ,筛选稳定转染细胞株 .2 ,3,7,8 四氯代二苯并二英 (TCDD)诱导稳定转染细胞株萤光素酶表达 ,发光检测萤光素酶活性 .该细胞株用于TCDD检测 ,检测下限为 1 1pmol L ,线性范围为 1～ 10 0pmol L .

含人DNA聚合酶β基因启动子萤光素酶报告载体的构建

目的:构建含人DNA聚合酶β(DNA polymerase beta,polβ)基因启动子的萤光素酶报告基因表达载体pGL3polβ/promoter。方法:利用PCR技术扩增人类polβ基因启动子的核心片段,克隆至含新霉素抗性的萤光素酶表达载体pGL3-Neo-enhancer,构建含DNApolβ启动子的萤光素酶表达载体pGL3polβ/promoter,重组子经双酶切、PCR及测序鉴定。将构建的载体用脂质体转染体外培养的食管癌EC-1细胞株,应用萤光素酶测定系统检测萤光素酶的表达活性。结果:测序结果表明,克隆获得的polβ基因启动子序列与GenBank报道的一致,且插入方向正确。pGL3polβ/promoter组萤光素酶的表达活性(2207348.000±71626.763)与空白组(451.670±23.347)和pGL3-Neo-enhancer组(4884.330±1623.047)相比,差异有统计学意义(F=5681.596,P<0.05)。结论:成功构建了含人DNA polβ基因启动子的萤光素酶报告基因表达载体pGL3polβ/promoter。

利用萤光素酶标记的肿瘤细胞建立肝癌原位移植模型及其活体成像

目的:利用生物发光成像技术非侵入性地监测活体裸鼠原位肝癌发展过程。方法:将包含有萤火虫萤光素酶基因的pCI-neo-Luc载体转染人肝癌HepG2细胞系,筛选获得具有高萤光素酶活性的细胞克隆;利用流式细胞仪对萤光素酶表达的稳定性进行初步研究,并分析细胞的生物发光情况;持续表达萤光素酶的肿瘤细胞培养扩增后被植入裸鼠皮下,2周后以形成的异体瘤作为供体瘤,进行肝脏原位移植手术;对建立的肝癌原位移植模型,用影像学资料显示肿瘤部位,用IVIS成像系统动态监测肿瘤生长情况。结果:体外影像的结果显示,表达萤光素酶细胞的数量与发光强度呈正相关;活体成像的结果显示,成功地建立了萤光素酶标记的原位肝癌动物模型。结论:生物发光成像可以监测活体内肝癌演进过程,为抗肿瘤药物的筛选和评价提供了新的手段和工具。

测定化学物对萤光素酶抑制毒性的微板发光法研究

基于萤火虫萤光素酶生物发光反应体系,以SpectraMax M5酶标仪为发光强度测试设备,建立了测定化学物对萤光素酶抑制毒性的微板发光测试新方法。系统地研究了萤光素酶浓度、萤光素浓度、ATP浓度、pH、温度、反应时间等实验条件对发光强度的影响。发现ATP对发光呈现双相响应关系,最大发光度出现在ATP浓度为1.1×10-4 mol·L-1。应用该方法成功地测定了NaF,NaCl,KBr和NaBF4对萤光素酶的发光抑制毒性效应,基于非线性最小二乘法拟合化学物对萤光素酶毒性的剂量-效应曲线(DRC),拟合效应与实验结果之间的决定系数(R2)均大于0.99。通过拟合的DRC参数,准确地计算了化学物的半数效应浓度EC50。对比有关文献方法,萤光素酶毒性测试的微板发光法具有更简便快捷,节省试剂药品,便于多次平行测定从而提高准确度等优点。

人CXCR4基因启动子萤光素酶报告载体的构建及鉴定

目的构建并鉴定人CXCR4基因启动子萤光素酶报告载体,为AIDS的靶向基因治疗奠定基础。方法利用PCR技术扩增人CXCR4基因启动子的核心片段,克隆至含新霉素抗性的萤光素酶表达载体pGL3-neo,构建含CXCR4启动子的萤光素酶表达载体pGL3-neo-CXCR4,重组子经双酶切、PCR及测序鉴定。再将构建的载体用脂质体转染体外培养的Jurkat细胞株,检测萤光素酶的表达活性。结果扩增得到CXCR4基因启动子序列,克隆入pGL3-neo-CXCR4的CXCR4基因启动子序列与GenBank报道的一致,实验组(pGL3-neo-CXCR4组)萤光素酶的表达活性为869 159.0±62 618.8,与空白组(未转染组)的464.2±44.0和对照组(pGL3-neo组)的39 088.4±3867.9相比,差异有统计学意义(F=1415.124,P均<0.05)。结论成功构建了含人CXCR4基因启动子的萤光素酶报告基因表达载体pGL3-neo-CXCR4。

利用NF-κB转录活性萤光素酶报告系统检测白细胞介素1及白细胞介素1受体拮抗剂的生物活性

目的:利用NFκ-B转录活性萤光素酶报告系统,建立新的白细胞介素1(interleuk in-1,IL-1)和白细胞介素1受体拮抗剂(interleuk in-1 receptor antagon ist,IL-1 ra)生物学活性的检测方法。方法:运用萤光素酶转录报告系统,选用小鼠胸腺瘤细胞系EL4细胞(EL4的某些亚克隆细胞表面具有高密度IL-1受体表达),以pNFκ-B-luc质粒和内对照pRL-TK质粒共转染,并加入IL-1β激活,以双萤光素酶报告基因检测系统检测IL-1β及其抑制剂IL-1 ra的生物学活性。结果:这种方法检测到IL-1β激活NFκ-B报告基因表达萤光素酶,并且这种激活可被IL-1 ra所抑制,实验重复性好。IL-1β在5μg/L为激活NFκ-B报告基因表达萤光素酶的最佳浓度,并可被IL-1 ra 50μg/L最大抑制。结论:这种检测方法的建立为今后对IL-1β和IL-1 ra的生物学活性检测提供了新的途径。

孕烷X受体应答元件萤光素酶报告基因的构建及活性检测

目的建立孕烷X受体(pregnane X receptor,PXR)应答元件萤光素酶报告基因,并检测其活性。方法利用化学合成方法得到五聚体PXR应答元件(everted repeat elelment-6,ER-6元件)5和(direct repeat element-3,DR-3)5序列;将五聚体PXR应答元件序列(ER6或DR3)克隆至p GL3-Promoter载体上;利用萤光素酶报告基因系统检测PXR应答元件报告基因的活性。结果 PXR应答元件萤光素酶报告基因具有明确的活性。PXR激动剂茴香霉素能够剂量依赖地诱导ER6-Luc(R2=0.95;P=0.002 2)和DR3-Luc(R2=0.96;P=0.000 91)报告基因的活性,其EC50值分别为(0.11±0.04)μmol/L和(0.13±0.06)μmol/L;PXR拮抗剂酮康唑能够剂量依赖地降低茴香霉素诱导的ER6-Luc(R2=0.97;P=0.000 85)和DR3-Luc(R2=0.98;P=0.000 11)的活性,IC50值分别为(0.71±0.11)μmol/L和(1.73±0.15)μmol/L。结论成功构建了PXR应答元件报告基因,建立了PXR转录活性的检测方法。

基于萤火虫荧光素酶ATP生物发光法灵敏度的研究进展

在工业化制造过程中,对微生物总数的监测至关重要,尤其是在食品、药品、电子和化妆品等产业。基于萤火虫荧光素酶的ATP生物发光法是一种快速、简便的方法。尽管在上述领域中有部分认可,但由于该法存在对环境的敏感性、微生物的检测限偏高、缺乏检测结果 RLU的标准等局限性,限制其更为广泛的应用。该研究综合分析了该方法的原理、检测步骤、存在的问题,讨论了通过ATP提取方法、提高荧光素酶活性稳定性、引入扩增体系的研究作为提高方法的灵敏度的切入点,并综述了国内外在此方面的研究进展,为研制更稳定、更精确的生物发光方法提供思路。

cAMP反应元件萤光素酶报告基因载体的构建

目的:构建含有cAMP反应元件(CRE)的萤光素酶报告基因载体。方法:以含有gal4位点的萤光素酶报告基因质粒为模板,利用PCR方法,在去除gal4位点的同时,连入4个CRE元件得到pCRE-luc;将该载体与G蛋白偶联受体(GPCR)共转染人胚肾细胞HEK293,测定萤光素酶活性;应用蛋白激酶A(PKA)抑制剂确认CRE的活性是否与Gs通路相关。结果:pCRE-luc的活性直接相关于GPCR的激活程度,并依赖Gs信号通路。结论:CRE萤光素酶报告基因载体构建成功,可用于检测Gs偶联GPCR的活性,为基于GPCR的高通量药物筛选奠定了基础。

甘露碱合成酶基因启动子调控的萤光素酶基因在转化烟草中的表达

利用我们自己分离的甘露碱含成酶基因启动子与萤光素酶结构基因、胭脂碱合成酶基因’3末端结构相拼构成一融合基因,并在带有此融合基因的中间载体PBZ7610插入Ti质粒T区的tmr基因,构成中间载体pBZ7621。利用改建的Ti质粒载体PGV3850,将萤光素酶融合基因引入了烟草植株,结果表明,萤光素酶融合基因在转化烟草中能表达。中间载体pBZ7610还带有PstⅠ,HindⅢ,XbaⅠ等多个单一的酶切位点,外源基因极易插入。利用中间载体pBZ7621,还可研究启动子在高等植物不同发育阶段中的功能特征。

萤光素酶报告基因在病毒学研究中的应用

萤光素酶是一类在氧气存在下能催化其底物特异性发光的酶,检出灵敏度高、特异性强。萤光素酶催化底物发光因无须外源光的激发,避免了非特异性干扰,具有其他报告基因不可替代的优势。萤光素酶基因作为报告基因已成为医学科学研究领域的重要标记工具,具有良好的应用前景。我们简要综述了萤光素酶报告基因在病毒学研究中的应用进展。

鸡GNAS基因c.36-2277T>C突变对萤光素酶表达的影响

为分析探讨鸡GNAS基因ENSGALT00000062075.1:c.36-2277T>C突变对转录调控的影响,本试验选择乌骨鸡和芦花鸡血液样本,构建了c.36-2277T>C突变点的不同基因型质粒,并转染鸡胚成纤维细胞后,检测双萤光素酶报告基因分析系统的表达。结果表明:样本芦花鸡均为TT基因型,乌骨鸡均为CC基因型;c.36-2277T>C突变点的上下游-175～+818 bp片段具有显著增强转录活性作用(P<0.01),且CC基因型活性极显著高于TT基因型(P<0.000 1)。转录因子预测结果表明:此993 bp片段中TGGCA结合蛋白位点数量最多;紧邻突变点分别为AP-1和ER-alpha/T3R-alpha结合位点。研究认为,GNAS基因c.36-2277T>C突变点的碱基类型会对基因转录调控进程产生重要影响,且该突变可能是通过与上下游转录因子结合位点共同作用来发挥效用。

不同地域卵黄萤荧光素酶基因的克隆与序列分析

为了比较不同地域萤火虫荧光素酶基因的进化关系,通过GenBank中已知的荧光素酶基因保守区段设计引物,利用5′-RACE(rapid-amplification of cDNAends)和3′-RACE技术克隆了来自云南省文山州和西双版纳州的同种卵黄萤荧光素酶基因cDNA和全基因序列.来自不同地域的2种卵黄萤荧光素酶在基因序列上存在3个不同碱基位点,但是它们编码的荧光素酶只存在1个不同的氨基酸.卵黄萤荧光素酶基因全长(从起始密码子到终止密码子)1998bp,包含7个外显子,6个内含子,其cDNA序列共1976bp,包含102bp5′UTR(untranslated region)、1635bp的荧光素酶基因开放阅读框和239bp的3′UTR序列.卵黄萤荧光素酶基因的开放阅读框编码1个544个氨基酸的蛋白质,比同属的其它几种荧光素酶少4个氨基酸.来自2个不同地域的卵黄萤荧光素酶在进化上是比较保守的,它们与北美萤火虫Photinus pyralis荧光素酶在碱基序列上分别有62.9%和63%相似性.

虫萤光素酶固定化及其传感器

本文比较了戊二醛法，环氧法、重氮法和ＣＮＢｒ活化等方法固定虫莹光素酶，发现ＣＮＢｒ活化Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ４Ｂ后固定该酶的交果最佳．获得较高比活性（７５０ｕ／ｇ）和良好稳定性的固定化虫萤光素酶．我们构建了一套利用光纤传导的虫萤光素酶的测活装置；并以ＣＮＢｒ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ４Ｂ固定化酶为核心建成光纤生物传感器和柱式流动分析装置．可测定１０－１１～１０－８ｍｏｌ／ｍｌＡＴＰ．

建立利用萤光素酶快速检测细胞活性的方法

运用PCR的方法,从萤火虫萤光素酶基因载体pGL4.26扩增萤火虫萤光素酶基因片段,将其插入连接于原核表达载体pET24a中,构建重组表达载体pET24a-Luc.经酶切鉴定及序列分析后,将重组载体转化到表达菌株大肠杆菌BL21(DE3)中,获得阳性重组菌BL21/pET24a-Luc.IPTG诱导蛋白高效表达并通过镍柱亲和层析纯化萤火虫萤光素酶.该目的蛋白活性用Bright-Glo^(TM)试剂进行验证并用于建立一种基于测量ATP含量的检测细胞生物活性的方法.与传统的细胞生物活性检测试剂盒MTT,CCK-8以及Alamar Blue比较,该方法具有反应迅速、活力高、灵敏度好、生产方便的优点,具有实际应用的潜力.

带新霉素抗性的萤光素酶报告载体的构建

目的:构建带新霉素抗性的萤光素酶报告载体。方法:设计扩增新霉素抗性基因neo,克隆入萤光素酶报告载体pGL3,得到pGL3-neo。分别比较pGL3、pGL3-CMV promoter瞬时转染组和经G418筛选的pGL3-neo、pGL3-neo-CMV promoter稳定转染组细胞萤光素酶活性。结果:PCR扩增出neo表达单元;酶切和DNA测序分析鉴定得到带新霉素抗性的萤光素酶报告质粒pGL3-neo。G418筛选可获得稳定转染pGL3-neo细胞株和稳定转染pGL3-neo-CMV promoter的细胞株。荧光检测显示:瞬时转染pGL3组、pGL3-CMVpromoter组及稳定转染pGL3-neo组、pGL3-neo-CMVpromoter组萤光素酶活性值分别为1047±86、1504±107和34819±1479、456109±15791,稳定转染组萤光素酶活性均高于瞬时转染组,P<0.05。结论:成功构建了带新霉素抗性的萤光素酶报告基因载体,使报告基因检测数据的敏感性和可靠性显著提高。