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YWHAZ重组腺病毒及逆转录病毒的制备

2013-10-09王雅雯王世宝黄映辉

中国实验诊断学 2013年3期
关键词:逆转录腺病毒病毒感染

王雅雯,于 宏,王世宝,黄映辉

(吉林大学中日联谊医院 血液肿瘤科,吉林 长春130033)

YWHAZ(又名14-3-3ζ)属于14-3-3基因家族,分子量约28-33kD。人类基因组中存在7种14-3-3家族基因,分别是α/β、ε、η、γ、τ/θ、δ/ζ和σ,其中α、δ和τ分别是β、ζ和θ的磷酸化形式。14-3-3蛋白表达于从植物到动物的所有真核细胞中,且氨基酸序列具有高度同源性,不同种属的每个亚型序列也基本相同[1]。14-3-3蛋白主要分布于细胞质,自然状态下以同源二聚体(hormodimer)或异源二聚体(heterodimer)的形式存在,通过特异性识别底物上的磷酸化基序RSXpSXP或RXXXpSXP而与该底物结合[2],在信号传导、细胞周期以及细胞凋亡的调控等方面发挥重要作用[3]。最近研究发现与正常细胞相比,肺癌、乳腺癌、头颈鳞癌、胃癌[4-7]等多种肿瘤细胞中均有YWHAZ高表达,且表达程度与肿瘤恶行性呈一定相关性[8]。YWHAZ与肿瘤的发生发展关系密切,已然成为极具研究价值的潜在原癌基因,但其作用机制鲜有报道。本实验将构建YWHAZ重组腺病毒、YWHAZ重组逆转录病毒并在293T细胞中验证基因表达情况,为体内外进一步研究YWHAZ基因及其相关信号通路在肿瘤发生发展中的作用奠定基础。

1 材料和方法

重组穿梭质粒pacAd5CMV-IRES-GFP、腺病毒骨架载体pacAd5 9.2-100(Cell BioLabs公司);重组逆转录病毒质粒PLXSN-IRES-GFP(实验室现有);E.coliDH5α感受态细胞(TIANZHEN BIOTECH 公司);腺病毒包装细胞293T(实验室现有);逆转录病毒包装细胞Ampho293(实验室现有)。

1.2 生化试剂

限制性内切酶EcoRⅠ、calI、BamH和PacⅠ(New England Biolabs公司);DNA 纯化回收试剂盒(Roche公司);碱性磷酸化酶、反转录试剂盒、PCR试剂盒、T4DNA 连接酶、DL 10,000DNA marker、Trans 2KDNA marker(TaKaRa公司);100bp DNA marker、质粒DNA 小/大量提取试剂盒(Bioscience 公司);FuGENE Transfection Reagent(Invitrogen公司);DMEM 高糖细胞培养基(Invitrogen 公 司 );胎 牛 血 清 (Biological Industries);病毒纯化试剂盒(Cell BioLabs公司);上海生工生物工程技术服务有限公司完成引物合成及重组质粒测序。

1.3 pacAd5-YWHAZ重组腺病毒质粒的构建与鉴定

用 上 游 引 物:5′-CTATCGATTGGATGGATAAAAATGAAGCT-3′和下游引物:5′-GCGGATCCTTAATTTTCCCCTCC-3′,从293T 细胞中扩增YWHAZ基因。PCR产物用限制性内切酶claI和BamHI双酶切,纯化回收后,经T4DNA连接酶连接于 pacAd5CMV-IRES-GFP 的 claI和BamHI多克隆位点,16℃定向连接12h后转化E.coliDH5α感受态细胞。Ampicillin抗性培养基筛选、扩增目的菌种。小量提取质粒,用claI和Bam-HI双酶切鉴定。

1.4 PLXSN-YWHAZ重组逆转录病毒质粒的构建与鉴定

用 上 游 引 物:5′-CCGCAATTCATGGATGGATAAAAATGAAGCT-3′和下游引物:5′-CCGGAATTCTTAATTTTCCCCTCC-3′,从 293T 细胞中扩增YWHAZ基因。PCR产物用限制性内切酶EcoRI单酶切,再经碱性磷酸酶去磷酸化,纯化回收后经T4DNA连接酶连接于PLXSN-IRESGFP的EcoRI多克隆位点。16℃定向连接12h后转化E.coliDH5α感受态细胞。Ampicillin抗性培养基筛选、扩增目的菌种。小量提取质粒,用EcoRI单酶切鉴定。

1.5 PacAd5-YWHAZ重组腺病毒的包装、扩增

PacI单酶切pacAd5-GFP-YWHAZ及pacAd5 9.2-100,去除pacAd5 9.2-100中的ori和 Amp等质粒构件。用FuGENE Transfection Reagent将酶切后的两个质粒共转染至预铺有293T细胞的60mm培养皿(见图1A)。24小时后30%细胞表达绿色荧光(见图1B),7天后80%细胞表达绿色荧光(见图1C)且出现完全细胞病变效应(cytopathic effect)。收获细胞,-80℃与37℃反复冻融三次获得pacAd5-GFP-YWHAZ第一代腺病毒。重复感染293T细胞,大量扩增病毒。经病毒纯化试剂盒(ViraBind Adenovirus purification Kit)纯 化 后-80℃冻存备用。

图1 A光镜下未感染病毒的293T细胞;B pacAd5-YWHAZ及包装质粒共转染293T细胞24小时;C pacAd5-YWHAZ及包装质粒共转染293T细胞7天;D PLXSN-GFP-YWHAZ转染ampho293细胞并筛选6天。

1.6 PLXSN-GFP-YWHAZ重组逆转录病毒的包装、扩增

Ampho293细胞带有逆转录病毒包装基因,直接用 FuGENE Transfection Reagent将 PLXSNGFP-YWHAZ质粒转染至预铺有Ampho293细胞的60mm培养皿,24小时后40%细胞表达绿色荧光。G418(500μg/ml)筛选稳转细胞,3天后60%细胞表达绿色荧光,6天后90%细胞表达绿色荧光(见图1D),收取细胞上清液,-80℃冻存保存病毒。

1.7 病毒感染效果及基因过表达检测 分别用Pac-Ad5-GFP-YWHAZ 重 组 腺 病 毒、PLXSN-GFPYWHAZ重组逆转录病毒感染293T细胞,24、48、72小时后观察细胞绿色荧光表达情况,验证病毒侵染效果。提取正常293T及病毒感染的293T的mRNA,PCR检测YWHAZ基因表达情况。

2 结果

2.1 重组质粒的酶切鉴定

重 组 腺 病 毒 质 粒 pacAd5-GFP-YWHAZ 经claI、BamHI双酶切,重组逆转录病毒质粒PLXSNGFP-YWHAZ经EcoRI单酶切,琼脂糖凝胶电泳,均获得大小约为700bp(YWHAZ)、7kb(载体)片段。质粒构建正确(见图2A)。

2.2 重组质粒测序及PCR扩增鉴定

重组腺病毒质粒pacAd5-GFP-YWHAZ、重组逆转录病毒质粒PLXSN-GFP-YWHAZ进行基因测序,测序正确(见图2B、C)。分别以两重组质粒为模板,YWHAZ特异引物进行PCR反应,获得359 bp目的基因。证明重组质粒构建成功(见图2D)。

2.3 病毒感染效果及YWHAZ基因过表达检测

分别用 PacAd5-GFP-YWHAZ 重组腺病毒、PLXSN-GFP-YWHAZ重组逆转录病毒感染6孔板中293T细胞,24小时绿色荧光40%、30%;48小时绿色荧光60%、40%;72小时绿色荧光80%、60%(图3A、B)。提取正常293T细胞及两种病毒分别感染的293T细胞的mRNA,逆转录后调整同一模板浓度进行PCR反应,病毒感染的293T细胞与未感染293T细胞相比,显著高表达YWHAZ基因(图3C),证明两种YWHAZ病毒均制备成功。

图2 A重组质粒的酶切鉴定:○MDL 10,000DNA marker;①pacAd5-GFP-YWHAZ双酶切可见700bp目的片段;②PLXSN-GFP-YWHAZ单酶切可见700bp目的片段。B重组腺病毒质粒中YWHAZ测序图。C重组逆转录病毒质粒中YWHAZ测序图。D两种重组病毒质粒为模板,PCR可获得目的基因:○MTrans 2K DNA marker;①重组腺病毒质粒为模板;②重组逆转录病毒质粒为模板。

图3 A重组腺病毒感染293T细胞3天;B重组逆转录病毒感染293T细胞3天;C病毒感染的293T细胞显著高表达YWHAZ基因:○M100bp DNA marker;①未感染病毒的293T细胞中扩增YWHAZ基因,②③分别为从重组腺病毒及重组逆转录病毒感染的293T细胞中扩增YWHAZ基因。

3 讨论

大量研究发现,肿瘤的发生发展及转移系多种基因突变的结果。原癌基因的发现为解释肿瘤发生、早期诊断肿瘤及肿瘤靶向治疗提供了新思路。YWHAZ是最新发现的一个原癌基因,其在正常组织中少量存在,但在许多肿瘤组织中高表达[8]。相关研究发现其可调控细胞周期,明显增加G2期细胞比率,增强细胞增殖,明显抑制细胞凋亡[9]。转移性肺癌中该基因表达明显高于非转移性癌,提示YWHAZ与肿瘤转移有关[10]。高表达YWHAZ基因的乳腺癌表现出对他莫昔芬强耐药性[11],顺铂耐药的卵巢癌细胞也高表达YWHAZ基因[12],说明该基因可能通过某些机制导致了肿瘤的药物抵抗[13]。越来越多的实验结果表明YWHAZ与肿瘤发生、转移及耐药有关[14],但其作用机制鲜有报道。构建载体,达到过表达该基因的目的,用以深入研究该基因功能及作用机制成为亟待解决的问题。本实验从过表达病毒的构建入手,成功构建了可高效表达目的基因的重组腺病毒及逆转录病毒,可高效侵染目的细胞并获得稳定表达YWHAZ的细胞系。这一实验成果是后续该基因功能性研究的基础,为深入研究该基因提供了必要的工具。

本实验采用最新的RAPAd CMV Adenoviral Bicistronic Expression System 构建 YWHAZ重组腺病毒。该系统3周即可完成重组腺病毒的包装、扩增,极大缩短了实验时间,且包装出的腺病毒转染效率高、感染细胞范围广、可高效介导基因的体内外转移[15]。本实验首次用自带包装信息的 Ampho293包装、扩增YWHAZ重组逆转录病毒。既避免了共转染包装质粒,简化了实验步骤;又筛选出稳转细胞系,持续产生重组逆转录病毒。逆转录病毒可使YWHAZ插入宿主细胞染色体,使目的细胞稳定的过表达该基因[16],为后续实验研究奠定了基础。两种过表达质粒的成功构建为体内外进一步研究YWHAZ基因及其相关信号通路在肿瘤发生发展中的作用奠定了基础。

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