ISL1基因在心肌梗死中保护作用的机制研究

目的分析及验证ISL1基因在心肌梗死中的表达,挖掘其在心肌梗死中的作用机制。方法通过对GEO数据库中芯片表达谱数据进行分析找到ISL1基因在心肌梗死中的表达特征,以及ISL1基因高度共表达的相关基因及富集的通路功能,纳入急性心肌梗死患者及其健康对照,采用RT-PCR方法验证ISL1、GRIN2D等基因的表达。结果ISL1基因在心肌梗死样本的表达量高于对照组样本。GSE59867和GSE29111两个数据集中,top2000、top2500、top3000的相关性基因交集分别共有152个、231个、329个。共表达基因功能注释交集基因发现,交集基因与胚胎时期器官发生发育、基质蛋白的形成、上皮细胞的分化以及相关信号通路的活动密切相关。最后,ISL1相关ceRNA调控网络构建中,有12个基因位于ISL1 top2000的相关性交集中,与miRNA共参与形成21对miRNA-mRNA。并且通过多个队列找出其关键的调控基因为GRIN2D,该基因与ISL1竞争性结合多个miRNA且表达量在两个独立数据集中呈现高度负相关(r=-0.52,-0.41)。RT-PCR结果发现急性心肌梗死组miR-128-3p、miR-27a-3p、miR-27b-3p表达水平低于对照组,ISL1、GRIN2D表达水平高于对照组(均P<0.01)。结论ISL1可能通过参与基质蛋白的形成、上皮细胞的分化以及相关信号通路的活动,对心肌梗死发挥保护作用。

利用CRISPR/Cas9技术构建CreERT2定点敲入Isl1基因小鼠模型及分析

心肌祖细胞增殖和分化是心脏损伤后修复再生的基础,而Isl1被认为是心肌祖细胞的特异性标志。为了研究以及示踪Isl1+心肌祖细胞及其分化后代,该文尝试利用成簇规律间隔短回文重复序列CRISPR/Cas9系统,将Cre ERT2定点插入到小鼠Isl1内源基因启动子之后,建立了Cre ERT2基因敲入小鼠模型。通过与Rosa26-lox P-neo-lox P-lac Z小鼠(Rosa26-lac Z+)交配,获得Isl1-Cre ERT(KI)/Rosa26-lac Z+双杂合小鼠。经过基因型鉴定、组织表达谱测定和X-gal染色、冰冻切片和石蜡切片等方法,确认基因敲入小鼠的Cre ERT2表达在成年小鼠心脏窦房结、心脏神经节、主动脉弓和肺动脉根部,与文献报道的Isl1表达部位相同。该研究建立的模型可为研究心肌祖细胞的增殖和谱系示踪提供重要的模型。

室间隔缺损患者ISL1基因突变的研究

目的在中国室间隔缺损患者中寻找ISL1基因致病突变，探讨其与室间隔缺损发生之间的关系。方法采用PCR直接测序技术对195例室间隔缺损患者ISL1基因的主要编码区以及外显子一内含子交界区进行基因突变分析。结果在患者中发现3个已知的单核苷酸多态性位点rs2288468、rs2303750和rs2303751．没有发现新的基因突变。3个单核苷酸多态性位点的基因型频率和等位基因频率在室间隔缺损患者和对照组之间无统计学差异。结论1SL1基因突变在室间隔缺损的发病机制中可能不占主导地位。

Islet1基因与心脏发育

心脏发育及心脏疾病干细胞的治疗要求对心脏发育过程中的控制细胞增殖及分化的相关基因的作用机制进行深入了解.Islet1基因(Isl1基因)含有6个外显子和5个内含子,定位于人类5号染色体5q11.2.该基因在基因组内约占12kb,目前所知其最长可读框(ORF)至少由5个外显子组成,编码一个由384个氨基酸组成的转录因子蛋白.最近研究发现,不同的心脏细胞可能源于同一种多能心脏祖细胞—Isl1+细胞,心脏的这一发育模式与血液细胞的形成模式非常相像.另外有研究结果显示,Isl1是与心脏发育密切相关的转录因子之一,其表达随着心脏发育成熟而逐渐下调.虽然针对Isl1基因做了较多的研究工作,但是它表达调控的具体模式及发挥功能的详细作用机制目前仍未完全清楚,本文对最近几年Isl1基因的研究进展作一综述.

一例先天性心脏缺损相关ISL1基因新变异的发现及功能分析

目的分析与先天性心脏缺损(congenital heart defect,CHD)相关的ISL1基因变异及其功能特点。方法收集194例CHD患者和232名正常对照的临床资料和外周血样,提取基因组DNA。测序分析全部对象的ISL1基因的编码外显子及侧翼的部分内含子。构建野生型ISL1基因表达质粒ISL1-pcDNA3.1,通过定位诱变获得相应的变异体。应用脂质体将基因表达质粒转染CHO细胞,应用双荧光素酶报告基因分析试剂研究变异型ISL1的功能特性。结果在1例散发性房间隔缺损患者中检测出1种新的杂合性ISL1基因变异c.499C>T(p.Q167X)。功能研究表明变异型ISL1对靶基因MEF2C启动子的转录激活功能丧失。结论发现了一个与CHD相关的ISL1基因新变异,ISL1基因的缺陷可能为部分CHD的分子病因。

ISL1基因腺病毒过表达载体的构建及其诱导犬ADSCs向胰岛样细胞分化

构建腺病毒重组表达载体pADTrack-ISL1-AdEasy,经293A细胞的包装和扩增,获得具有感染性的重组腺病毒,将其按感染复数(MOI)=100感染犬脂肪间充质干细胞(adipose-derived mesenchymal stem cells,ADSCs),观察感染后4,7,10,13,16 d绿色荧光蛋白表达情况、细胞形态变化和胰岛β细胞发育相关基因的mRNA表达情况。结果显示,含ISL1基因的重组腺病毒感染犬ADSCs 48 h后,绿色荧光蛋白开始表达;13 d后犬ADSCs出现细胞形态变化,由梭形变为神经细胞样;qRT-PCR分析表明在犬ADSCs中过表达ISL1基因提高了PDX1、NGN3、MNX1、MAFA和NKX6.1基因的内源性表达。结果表明,含ISL1基因的重组腺病毒成功感染犬ADSCs,并可促进其向胰岛样前体细胞分化,具有进一步诱导形成胰岛样细胞的可能。

胰岛因子1基因2个SNP位点与儿童先天性心脏病的相关性研究

目的探讨天津地区汉族儿童胰岛因子1(Islet1,ISL1)基因2个单核苷酸多态性(SNP)位点rs41268421、rs1017与先天性心脏病(CHD)的相关性。方法应用聚合酶链反应(PCR)和基因测序技术对35例CHD患儿和30名除外CHD儿童的rs41268421、rs1017位点进行检测,分别比较两个SNP位点基因型频率和等位基因频率在两组的分布情况,并进行单体型分析。结果 SNP位点rs41268421存在GG、GT、TT 3种基因型,CHD组T等位基因频率及携带T等位基因的基因型(包括GT和TT)频率高于对照组(P<0.05),携带T等位基因的儿童患CHD的危险是G等位基因的4.833倍;rs1017位点存在AA、AT、TT 3种基因型,CHD组T等位基因频率及携带T等位基因的基因型(包括AT和TT)频率高于对照组(P<0.05),携带T等位基因的儿童患CHD的危险是A等位基因的4.491倍;2个SNPs位点得出4种单体型,以TT型儿童发生CHD的危险性最高(OR=7.813)。结论天津地区汉族儿童中ISL1基因单体型TT的出现很可能会增加CHD的患病风险。

慢病毒介导的Isll基因在人骨髓间充质干细胞中的表达

目的研究慢病毒介导的Isll基因在人骨髓间充质干细胞（hMsc）中的表达情况，并检测其下游基因Nkx2．5和Flk一1的表达。方法多位点Gateway载体构建技术构建2K7puro／EF1α-Isll慢病毒表达载体（由EF1α启动子启动Isll基因表达）。包装细胞293FT细胞获得慢病毒，再转染至hMSC。利用嘌呤霉素抗性筛选出Isll阳性细胞。应用RT．PCR、Westernblotting检测hMSC中Isll基因在转染后1-6周的mRNA和1—4周的蛋白表达情况。结果成功构建了慢病毒载体EF1α—Isll，转染后hMSC中检测出Isll基因mRNA和蛋白的表达，其mRNA表达随着培养时间延长而上调，第3周表达量（0．65±0．14）较1、2周增多（0．36±0．09，0．37±0．05，均P〈0．05），3周后表达趋于稳定。转染后在无任何诱导剂的情况下，检测到Isll下游基因Nkx2．5的表达，但尚未见Flk-1的表达。结论通过慢病毒载体将Isll基因转染hMSC后，可获得长期稳定的表达，并在无任何诱导剂的情况下，能促进下游基因Nkx2．5的表达。