血管内皮生长因子121和骨形态蛋白2双基因共表达重组腺病毒载体的构建及鉴定

背景:人血管内皮生长因子121和骨形态蛋白2在激素性股骨头坏死骨缺损中均具有成血管成骨作用,目前国内在以人血管内皮生长因子121和骨形态蛋白2基因联合治疗激素性股骨头坏死方面少有报道。目的:构建人血管内皮生长因子121与人骨形态发生蛋白2双基因腺病毒穿梭质粒。方法:将质粒pShuttle-CMV-VEGF121-IRES-hrGFP-1经KpnⅠ/XbaⅠ酶切后,将BMP2片段定向连入pShuttle-CMV-VEGF121-IRES,构建可同时表达2个目的基因重组质粒pShuttle-CMV-VEGF121-IRES-BMP2,注入H5a细胞扩增,铺板,筛选阳性菌落,提取质粒,进行酶切分析及序列测定。将已构建确认正确的腺病毒质粒,经BJ5183-AD-1电转感受态细胞进行电穿孔后,铺板,筛选阳性菌落,提取质粒,进行酶切分析,PCR检测和序列分析。结果与结论:酶切分析及核酸序列测定证实重组质粒构建正确,提示实验成功构建了血管内皮生长121及骨形态蛋白2双基因共表达重组腺病毒载体。

表达HIF1α^(mu) EPCs增强BMP2转染BMSCs成骨及成血管能力

目的研究表达突变型低氧诱导因子1α的内皮祖细胞(EPCs)对骨形态形成蛋白2(BMP2)转染的骨髓基质细胞(BMSCs)成骨及成血管的影响。方法密度梯度离心法分离培养兔BMSCs和EPCs并鉴定,MTT法检测不同比例BMSCs/EPCs混合培养时增殖作用,以确定混合细胞比例。实验分为6组:A组(BMSCs);B组(Adv-BMP-2BMSCs);C组(BMSCs+EPCs);D组(Adv-BMP-2 BMSCs+EPCs);E组(BMSCs+Adv-HIF1αmu-EPCs);F组(AdvBMP-2 BMSCs+Adv-HIF1αmu-EPCs)。以Adv-HIF1αmu和Adv-BMP2的最佳转染指数(MOI)分别转染EPCs和BMSCs。Western blot检测HIF-1α和BMP-2蛋白表达。行碱性磷酸酶活性检测;用qRT-PCR检测相关基因的表达,以评价共培养细胞成骨和成血管情况。结果 BMSCs与EPCs以1∶1混合培养增殖能力优于1∶2及2∶1,故该实验混合细胞比例确定为1∶1。Adv-BMP-2 BMSCs和BMSCs组可见BMP-2蛋白表达且表达量高于EPCs和AdvHIF1αmu-EPCs组(P<0.05)。Adv-HIF1αmu-EPCs组可见HIF1α蛋白表达且表达量明显高于Adv-BMP-2 BMSCs、BMSCs及EPCs组(P<0.05)。F组ALP活性以及成骨和成血管相关基因表达高于其他组(P<0.05)。结论表达HIF1αmu的EPCs能够增强Adv-BMP-2 BMSCs成骨和成血管潜能。

骨髓间充质干细胞中突变型人低氧诱导因子1α真核表达载体的表达

背景:转基因小鼠体内实验证实,重组的低氧诱导因子1α可以促进皮肤形态功能正常的血管新生。目的:构建能够在常氧条件下同时表达突变型低氧诱导因子1α目的蛋白和绿色荧光蛋白报告分子的新型腺病毒真核表达载体,并转染SD大鼠骨髓间充质干细胞,检测该基因在细胞中的表达情况。方法:利用Lipofectamine2000介导将构建成功的重组腺病毒真核表达载体pAd-HIF1αmu-IRES-hrGFP-1转染HEK293A细胞,包装病毒,以最佳感染指数=50将重组腺病毒转染大鼠骨髓间充质干细胞,并设3个对照组,即阳性对照组:转染Ad-CMV-HIF1α-IRES-hrGFP-1;阴性对照组:转染Ad-CMV-IRES-hrGFP-1组;空白组:未转染病毒。结果与结论:①腺病毒载体成功转染HEK293A细胞,包装成功,细胞内有大量绿色荧光表达。②转染突变型低氧诱导因子1α腺病毒表达载体的细胞在常氧条件下蛋白表达量明显高于转其他3组,3个对照组间差异无显著性意义(P>0.05)。提示突变型腺病毒真核表达载体Ad-HIF1α-IRES-hrGFP-1在HEK293A内成功包装;突变后低氧诱导因子1α基因能够在常氧条件下大量且高效表达。

常氧条件下同时表达突变型低氧诱导因子1α目的蛋白和人源化绿色荧光蛋白报告分子腺病毒真核表达载体的构建(英文)

背景:低氧诱导因子1能够调控多种基因共同表达,在骨缺损部位可诱导生理功能完整的新血管生成。目的:构建能够同时表达突变型低氧诱导因子1α(hypoxia inducible factor 1 alpha,HIF-1α)目的蛋白和人源化绿色荧光蛋白(human renilla reniformis green fluorescent protein,hrGFP)报告分子的新型腺病毒真核细胞表达载体。方法:对目的基因供体质粒pCMV6-XL5-HIF1α携带的人低氧诱导因子1α基因进行测序和对其序列内部限制性内酶识别位点进行分析,利用PCR(poly-merase chain reaction,PCR)技术定点突变低氧诱导因子1α基因编码区的第402位、564位和803位氨基酸,酶切、测序检测突变情况,将正确突变后的低氧诱导因子1α基因(突变mutagenesis,突变后的HIF-1α基因写作HIF-1αmu)定向连入腺病毒穿梭载体pShuttle-CMV-IRES-hrGFP-1中。携带HIF-1αmu基因的重组腺病毒穿梭载体经测序鉴定、PmeⅠ酶切线性化后转化BJ5183-AD-1电感受态细胞,利用细菌内同源重组机制将HIF-1αmu和人源化绿色荧光蛋白基因连同其顺势表达元件重组入腺病毒基因组质粒,通过PacⅠ酶切及测序鉴定获得重组体。结果与结论:经基因测序证实,HIF-1α基因编码区的第402位、564位和803位氨基酸均定点突变成丙氨酸。经酶切鉴定及测序证实,重组腺病毒表达载体构建成功。结果表明,成功构建了新型重组腺病毒突变型真核细胞表达载体pAd-HIF1αmu-IRES-hrGFP-1。

携带低氧诱导因子1α^(mu)和人源化海肾绿色荧光蛋白双基因真核表达载体构建及其在HEK293A细胞中的表达

背景:低氧诱导因子1能够调控多种基因共同表达,在骨缺损部位可诱导成熟的血管生成,为各种细胞的成骨分化和成骨活动提供营养支持和代谢保证,促进骨愈合,但其真核表达载体的构建及表达却少见报道。目的:实验拟构建携带低氧诱导因子1αmu(hypoxia inducible factor 1 alpha,HIF-1α)目的蛋白和人源化海肾绿色荧光蛋白(human renilla reniformis green fluorescent protein,hrGFP)的双基因真核表达载体,并将其转染HEK293A细胞,观测其在细胞中的表达。方法:利用PCR技术定点突变目的基因供体质粒pCMV6-XL5-HIF1α携带的人HIF1α基因编码区的第402位、564位和803位氨基酸以及去掉其终止密码子,之后在基因序列前后添加新的酶切位点NotⅠ和PvuⅠ,酶切、测序检测突变情况,将正确突变的HIF1αmu定向连入腺病毒穿梭载体pShuttle-CMV-IRES-hrGFP-1中。经测序鉴定、PmeⅠ酶切线性化后转化BJ5183-AD-1电感受态细胞,通过hrGFP基因荧光表达检测转染情况。结果与结论:经基因测序证实,HIF-1α基因编码区的第402位、564位和803位氨基酸均定点突变成丙氨酸,终止密码子成功去除。经酶切鉴定及测序证实,重组腺病毒表达载体构建成功。荧光显微镜下观察表明,感染重组腺病毒的HEK293A细胞内有大量绿色荧光表达证实通过Lipofectamine 2000途径可使得重组腺病毒载体成功转染HEK293A细胞。

腺病毒介导BMP-2联合低氧诱导因子1α突变型与单基因BMP-2分别转染BMSCs后成骨效应的比较研究

目的比较腺病毒载体Ad-BMP-2-内部核糖体进入位点(internal ribosome entry site,IRES)-低氧诱导因子1α突变型(hypoxia inducible factor 1αmu,HIF-1αmu)与Ad-巨细胞病毒(cytomegalovirus,CMV)-BMP-2-IRES-人源化海肾绿色荧光蛋白1(human renilla reniformis green fluorescent protein 1,hrGFP-1)分别转染BMSCs后的成骨效应,优化成骨细胞种子来源。方法取1月龄新西兰大白兔骨髓分离培养BMSCs。取第3代BMSCs进行病毒液转染,根据转染病毒液不同将实验分为4组,A、B、C组分别采用感染复数(multiplicity of infection,MOI)为50、100、150和200的Ad-BMP-2-IRES-HIF-1αmu、Ad-CMV-BMP-2-IRES-hrGFP-1、Ad-CMV-IRES-hrGFP-1(空腺病毒载体)转染细胞,D组为未被转染的BMSCs。选择最佳MOI值进行观察。转染后采用免疫组织化学染色检测BMP-2表达,Western blot检测BMP-2和HIF-1α蛋白表达,ALP活性测定和钙结节茜素红染色检测细胞成骨分化能力。结果 A、B、C组最佳MOI值分别为200、150和100。免疫组织化学染色示,A、B组BMP-2染色呈阳性,C、D组呈阴性;A组阳性细胞数明显多于B组(P<0.05)。Western blot检测示,A、B组BMP-2蛋白表达明显高于C、D组(P<0.05),A组高于B组(P<0.05);A组HIF-1α蛋白表达明显高于其余3组(P<0.05),其余3组间差异无统计学意义(P>0.05)。A、B组ALP活性明显高于C、D组(P<0.05),A组高于B组(P<0.05)。茜素红染色示,A、B组可见明显钙结节,C、D组未见钙结节形成;且A组钙结节数量多于B组(P<0.05)。结论单载体双基因Ad-BMP-2-IRES-HIF-1αmu与单载体单基因Ad-CMV-BMP-2-IRES-hrGFP-1分别转染兔BMSCs后,前者BMP-2和成骨效应表达均高于后者。

BMP-14转染脂肪来源干细胞后与软骨细胞共培养的实验研究

目的研究BMP-14与软骨细胞共同诱导脂肪来源干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)向软骨细胞分化是否具有协同作用,优化软骨组织工程种子细胞来源。方法取2只雄性新西兰大白兔(体重1.5、2.0 kg)关节软骨和皮下脂肪组织,分离、培养软骨细胞和ADSCs,取第3代细胞进行实验。对ADSCs行成骨(茜素红染色)、成软骨(阿利新蓝染色)和成脂(油红O染色)诱导鉴定。测定Ad-巨细胞病毒-BMP-14-内部核糖体进入位点-人源化海肾绿色荧光蛋白1转染的最佳感染复数(multiplicity of infection,MOI)并以其转染ADSCs。实验分为5组:A组,采用Transwell小室将BMP-14转染的ADSCs与软骨细胞共培养(1∶1);B组,采用Transwell小室将未转染的ADSCs与软骨细胞共培养(1∶1);C组,单纯BMP-14转染的ADSCs培养;D组,单纯软骨细胞培养;E组,单纯ADSCs培养。培养3周后,取细胞采用阿利新蓝法检测糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAG)含量,Western blot检测BMP-14和Ⅱ型胶原蛋白表达,RT-PCR检测Sox-9基因表达。结果培养细胞经鉴定提示为ADSCs。倒置荧光显微镜观察示,MOI值为150时转染效果最好。A、C组GAG含量、BMP-14和Ⅱ型胶原蛋白表达以及Sox-9基因表达均明显高于其余3组,A组高于C组,差异均有统计学意义(P<0.05);B、D组均明显高于E组(P<0.05),B、D组间差异均无统计学意义(P>0.05)。结论 BMP-14与软骨细胞能共同诱导并促进兔ADSCs向软骨细胞分化,两者之间具有协同作用。

突变型低氧诱导因子-1α腺病毒载体的构建及常氧表达

目的为了在常氧条件下观察低氧诱导因子-1α（HIF-1α）在骨缺损部位促新血管生成作用，构建能够同时表达突变型HIF-1仅和人源化绿色荧光蛋白（hrGFP）的腺病毒载体并检测其在兔骨髓间充质干细胞（MSCs）中的表达。方法利用聚合酶链式反应（PCR）定点突变人HIF-1α编码区（CDS）第402、564和803位氨基酸，将突变后HIF-1α和hrGFP重组入pAdEasy-1系统，包装病毒并测定滴度。以感染复数（MOI）=100将腺病毒转染MSCs，逆转录-聚合酶链反应（RT—PCR）和Westernblot方法检测转染细胞中HIF-1αmRNA和蛋白表达。结果（1）第402、564和803位氨基酸均定点突变为丙氨酸。（2）A、B两组HIF-10tmRNA表达量明显高于C、D两组，差异有统计学意义（P〈0．01）；A组HIF-1α蛋白表达量明显高于其他3组，差异有统计学意义（P〈0．01）。结论（1）腺病毒载体Ad—HIF-1α mu-IRES—hrGFP-1构建成功。（2）突变后HIF-1α基因能够在常氧条件下大量且高效表达。