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本文对NIS作为报告基因在心肌细胞中特异表达进行了研究。本研究分为两个部分:
第一部分:
目的:构建肌凝蛋白轻链蛋白-2(mlc-2v)启动子调控的人钠碘同向转运体(hNIS)的腺病毒载体,探讨NIS作为报告基因检测目的基因在心肌细胞中特异性表达的可行性。
方法:将mlc-2v启动子和hNIS基因亚克隆至腺病毒穿梭载体,再与含有骨架质粒pAdEasy-1的大肠杆菌BJ5183同源重组,经HEK293细胞包装并扩增得到重组腺病毒Ad-mlc-NIS,同时构建巨细胞病毒(CMV)启动子调控的腺病毒Ad-cmv-NIS,仅含有启动子的腺病毒Ad-mlc和仅含有NIS基因片段的腺病毒Ad-NIS作为对照组。腺病毒体外感染H9C2(大鼠心肌细胞)、A549(人肺腺癌细胞)和U87(人脑胶质瘤细胞),通过Western blot检测NIS蛋白的表达,动态摄碘及NaClO4摄碘抑制实验观察表达的NIS蛋白的功能和特性;台盼蓝染色实验检测腺病毒及其NIS摄碘对心肌细胞活力和增殖的影响。
结果:成功构建了重组NIS腺病毒,受不同启动子调控。重组腺病毒Ad-mlc-NIS和Ad-cmv-NIS分别感染心肌细胞系(H9C2细胞)和非心肌细胞系(A549细胞和U87细胞),Western blot示感染Ad-cmv-NIS的细胞中心肌细胞系(H9C2)和非心肌细胞系(A549和U87)均出现NIS蛋白的高表达。感染Ad-mlc-NIS的细胞,在非心肌细胞系中出现了微量蛋白表达,在心肌细胞NIS蛋白的高表达。动态摄碘显示感染Ad-mlc-NIS的心肌细胞摄碘约为对照组的10倍且能被NaClO4抑制,而对照组没有明显的摄碘功能;感染Ad-cmv-NIS的心肌细胞摄碘峰值较感染Ad-mlc-NIS的心肌细胞摄碘峰值低。台盼蓝染色实验示在此实验条件下腺病毒感染和摄碘对心肌细胞活力和增殖的影响较小。
结论:肌凝蛋白轻链蛋白-2(mlc-2v)启动子调控的腺病毒载体可使外源基因NIS在心肌细胞内特异性表达,NIS基因作为报告基因可以有效的检测目的基因的表达,为进一步NIS作为报告基因监测治疗基因的表达实验奠定了基础。
第二部分:
目的:通过引入内部核糖体进入位点(IRES)序列,构建含有血管内皮生长因子(VEGF165)和人钠碘同向转运体(hNIS)的真核分泌穿梭载体pIRES-VEGF-NIS。体外检测NIS蛋白和VEGF蛋白在HEK293和H9C2细胞中的表达,探讨NIS作为报告基因监测VEGF165治疗基因表达的可行性。
方法:PCR方法扩增得到目的基因hNIS和VEGF165通过酶切连接亚克隆至pIRES载体获得pIRES-VEGF-NIS质粒。将IRES-VEGF-NIS片段亚克隆至质粒pAdTRack-mlc质粒,构建好的质粒通过脂质体转染HEK293细胞,Western blot和免疫荧光检测VEGF和NIS蛋白的表达。
结果:成功构建了双基因共表达载体pIRES-VEGF-NIS。分别受巨细胞病毒(CMV)和肌凝蛋白启动子(mlc-2v)启动子调控,Western blot显示两种启动子调控的VEGF蛋白和NIS蛋白均可以同时在H9C2细胞中表达,但是在293细胞中仅有CMV启动子调控的蛋白表达。免疫荧光示转染的细胞表达的VEGF蛋白位于胞浆,NIS蛋白位于细胞膜上。
结论:IRES序列调控VEGF165与hNIS双基因在细胞中可以同时独立表达,且mlc-2v启动子具有心肌特异性,为进一步构建双基因表达重组腺病毒载体,并利用NIS作为报告基因实时监测VEGF165治疗基因的表达和分布奠定基础。