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目的构建乏氧应答启动子调控的人钠/碘共同转运体hNIS报告基因重组质粒,并对其在人肺腺癌A549细胞株微环境乏氧检测中的应用进行初步研究,为实体瘤微环境乏氧的实时监测提供实验基础。方法(1)构建5个串联乏氧反应元件(HRE)核苷酸片段,定向克隆入pGL3-promoter载体中,构建为pGL3-promoter-5×HRE重组真核载体。然后将扩增的hNIS基因插入pGL3-promoter-5×HRE载体中,构建为pGL3-promoter-5×HRE-NIS重组质粒。通过RT-PCR检测载体中目的基因NIS的正确插入,并进行测序验证。(2)以DMSO处理组作为对照,CoCl2处理人胚肾HEK293细胞模拟乏氧;将经验证的pGL3-promoter-5×HRE-NIS质粒转染HEK293乏氧细胞,同时将根据乏氧诱导因子-1α(HIF-1α)序列构建的pcDNA3.1-HIF-1α质粒和pGL3-promoter-5×HRE-NIS质粒按照3∶1比例转染HEK293细胞,共转染空质粒pcDNA3.1和pGL3-promoter-5×HRE-NIS质粒组作为对照。通过qRT-PCR法检测hNIS基因mRNA表达的变化;流式细胞术检测其蛋白水平表达变化。99m高锝酸盐(99mTcO4-)处理双质粒共转染的HEK293细胞,洗脱游离高锝酸盐后通过γ计数器采集细胞放射性计数检测所表达hNIS蛋白的功能。(3)用不同浓度CoCl2处理转染后细胞诱导乏氧,以脂质体法转染pGL3-promoter-5×HRE-NIS重组质粒于人肺腺癌A549细胞中,转染后用qRT-PCR法检测hNIS、HIF-1α基因mRNA表达的变化;免疫荧光染色观察其蛋白表达情况。同样条件下,用99mTcO4-处理细胞,洗脱游离高锝酸盐后用γ计数器采集细胞放射性计数。结果基因测序结果提示所构建含hNIS报告基因的质粒产物与预期一致,序列无碱基的突变。在人胚肾HEK293细胞,共转染HIF-1α质粒组及转染pGL3-promoter-5×HRE-NIS的CoCl2处理组,其hNIS基因的表达量明显高于转染空质粒及DMSO处理组。共转染HIF-1α质粒组细胞的99mTcO4-摄取率显著高于空质粒对照组(P <0.01)。在CoCl2诱导乏氧的人肺腺癌A549细胞中,转染pGL3-promoter-5×HRE-NIS真核表达载体后,低浓度CoCl2处理组hNIS、HIF-1α基因mRNA表达较空白对照组及高浓度处理组均明显增高(P <0.01),蛋白表达及核素摄取计数呈现一致变化趋势,且hNIS蛋白能正确表达于细胞膜上。结论(1)成功构建含有hNIS报告基因的pGL3-promoter-5×HRE-NIS重组质粒;(2)含hNIS报告基因的重组质粒转染正常人胚肾HEK293细胞后,外源性hNIS基因能间接反应HIF-1α基因表达,对低氧有响应;(3)模拟细胞微环境乏氧条件下,人肺腺癌A549细胞中转染含hNIS报告基因的重组质粒后,外源性hNIS基因能响应HIF-1α基因的表达,正确转录并表达跨膜蛋白,实现摄取放射性核素99mTcO4-的功能,为肿瘤细胞微环境乏氧的核素显像提供实验依据。