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IFI16基因反义干扰表达载体的构建与鉴定

2014-03-23张艳欧赵文铖卢佳伟姚卉卉陈建明

关键词:反义喉癌干扰素

张艳欧,虞 游,赵文铖,朱 涵,卢佳伟,姚卉卉,陈建明

(杭州师范大学生命与环境科学学院,浙江杭州310036)

喉癌是头颈部常见的恶性肿瘤,其发病率呈逐年上升趋势.目前,对喉癌等恶性肿瘤的传统治疗方法是手术、放疗和化疗,但对中晚期患者来说,传统疗法的疗效并不理想且有很大毒副作用.因此,近年来兴起的综合疗法倍受人们关注,干扰素(interferon,IFN)治疗肿瘤就是综合疗法中最重要的一种[1-2].IFN是一种具有广泛生物活性的细胞因子,具有抗病毒、免疫调节、抗细胞增殖以及诱导细胞分化等功能.我们的前期研究发现,IFN-γ能抑制喉癌细胞Hep-2的增殖并诱导IFI16基因的表达,但却不影响与IFI16基因同一家族的MNDA基因的表达.我们推测IFN-γ抑制Hep-2细胞的增殖可能是通过诱导IFI16基因表达来介导的[3].IFI16基因是干扰素可诱导表达的IFI-200(又称p200)家族成员之一,该家族在人体中有4个成员,分别是IFI16、MNDA、AIM2和IFIX[4-6].近年来,有研究表明IFI16基因在头颈部肿瘤中起肿瘤抑制作用[7-9].根据我们的前期研究结果表明:IFI16基因外来表达能抑制Hep-2细胞增殖、阻滞Hep-2细胞周期在亚G0期并诱导其发生凋亡,证明IFI16基因在Hep-2细胞中起增殖抑制作用.本文根据文献报道的IFI16基因siNRA序列,设计合成IFI16基因shRNA序列,连接到带有绿色荧光蛋白的表达载体pGreenPuroTMshRNA后,构建成IFI16基因shRNA的表达载体,该载体将为进一步深入研究IFI16基因在Hep-2细胞中的作用奠定基础.

1 材料和方法

1.1 主要仪器

MyGene PCR仪(杭州朗基公司),Tanon Gis System凝胶成像系统(上海天能科技).

1.2 主要试剂

PCR扩增试剂盒(上海生工),DNA片段纯化/回收试剂盒(碧云天),DNA分子量标准、BamHI、EcoRI及T4DNA连接酶(碧云天),X-gal及IPTG(碧云天).

1.3 质粒、菌种

大肠杆菌DH5α为本室保存,pGreenPuroTM克隆表达载体由浙江大学医学院提供.

1.4 IFI16基因shRNA的设计合成

文献[10]报道的IFI16基因siRNA序列(5'-CGCUGGUCCUAACCAAACGU-3')设计合成为IFI16基因shRNA序列,正义链:5'-GAT CCG CTG GTC CTA ACC AAA CGT TTC AAG AGA ACG TTT GGT TAG GAC CAG CTT TTT G-3';反义链:5'-AAT TCA AAA AGC TGG TCC TAA CCA AAC GTT CTC TTG AAA CGT TTG GTT AGG ACC AGC G-3'.根据pGreenPuroTMshRNA表达载体的要求,首先在IFI16基因siRNA序列的5'-端加上BamHI酶切位点,随后在其3'-端加上Loop环序列TTCAAGAGA,接下来再加上其反向互补序列ACGTTTGGTTAGGACCAGC,最后加上转录终止子序列TTTTT及EcroI酶切位点,此为IFI16基因shRNA的正义链序列.再按同样方法设计IFI16基因shRNA的反义链序列,将设计好的IFI16基因shRNA的正义链及反义链交由上海生工合成.

1.5 IFI16基因shRNA表达载体pGreenPuro-IFI16shRNA的构建

将合成好的IFI16基因shRNA的正义链和反义链退火成双链DNA.pGreenPuroTMshRNA载体经BamHI和EcoRI双酶切后,凝胶电泳纯化回收目的酶切产物.按照pGreenPuroTMshRNA表达载体构建要求,将双链IFI16基因shRNA和pGreenPuroTMshRNA载体酶切产物在T4连接酶的作用下连接,将连接产物转化到DH5α感受态大肠干菌中并涂到含有氨苄的筛选培养板上.挑取几个抗性单菌落,摇菌并提取质粒进行下一步鉴定.

1.6 pGreenPuro-IFI16shRNA表达载体的鉴定

以P-F和P-R为引物,对质粒进行PCR初步检测.PCR反应体系(20μL):2×PCR Master 10μL;PF(10μM)0.5μL;P-R(10μM)0.5μL;质粒模板0.2μL;加灭菌水至20μL.载体鉴定引物P-F:5'-AAT GTC TTT GGA TTT GGG AAT CTT AT-3';P-R:5'-TGG TCT AAC CAG AGA GAC CCA GTA-3'.反应条件94℃4min,94℃30s,58℃30s,72℃30s,循环25次,72℃延伸10min,4℃保存.1.5%琼脂糖凝胶电泳,凝胶成像系统成像拍照.连入正确目的片段的质粒其PCR产物应为159bp,未连入目的片段的空载体可产生105bp的PCR产物.将PCR鉴定正确的质粒交由上海生工测序.

2 结 果

2.1 pGreenPuro-IFI16shRNA载体构建策略

设计合成好的IFI16基因shRNA,与经BamHI和EcoRI酶切后的pGreenPuroTMshRNA载体,用T4连接酶按常规方法进行连接,构建pGreenPuro-IFI16shRNA表达载体,构建策略见图1.

2.2 pGreenPuro-IFI16shRNA重组子PCR筛选

按上述构建策略将IFI16shRNA片段与pGreenPuroTMshRNA载体连接后的连接产物,转化DH5α菌后培养过夜,挑取几个抗性菌落用PCR法进行筛选.IFI16基因shRNA片段插入的重组子PCR扩增产物为159bp,而空载体PCR扩增产物为105bp,PCR筛选结果显示泳道2中的质粒DNA可能为目的重组子,PCR筛选结果见图2.

2.3 pGreenPuro-IFI16shRNA重组子测序鉴定

经PCR筛选可能为重组子的质粒DNA,选取一个送上海生工生物工程有限公司进行测序鉴定,测序结果显示重组子中插入片段的DNA序列与设计的IFI16shRNA序列完全一致,测序结果图谱见图3,测序结果说明成功构建了IFI16基因shRNA表达载体pGreenPuro-IFI16shRNA.

图1 pGreenPuro-IFI16shRNA载体构建策略图Fig.1 pGreenPuro IFI16shRNA Vector construction strategy schematic diagram

图2 pGreenPuro IFI16shRNA载体鉴定PCR结果Fig.2 The PCR identification result of pGreenPuro IFI16shRNA vetor

图3 pGreenPuro IFI16shRNA载体鉴定测序结果Fig.3 The sequencing result of pGreenPuro IFI16shRNA vector

3 讨 论

喉癌等恶性肿瘤的传统治疗方法主要有手术、放疗和化疗3种,传统疗法的疗效并不理想且毒副作用大.因此,近年来兴起的综合疗法倍受关注,以干扰素治疗肿瘤就是其中最重要的一种方法.IFI16是干扰素可诱导的IFI-200蛋白家族的一员,IFI16基因位于人一号染色体1q21-23区域,研究发现人一号染色体1q21-23区域的遗传改变与某些肿瘤及自身免疫疾病有关,目前已知IFI16基因是系统性红斑狼疮的易感基因[9-10].此外,近年来的研究报道证实,IFI16基因在头颈部肿瘤中起抗肿瘤作用[7-9].

我们前期研究发现,IFI16基因在Hep-2细胞内处于低表达状态,IFN-γ处理后能诱导其表达升高并能抑制Hep-2细胞增殖,由此推测IFI16基因可能介导IFN-γ对Hep-2细胞增殖的免疫抑制作用[3];随后我们构建了IFI16基因的表达载体并发现IFI16基因外来过表达能抑制Hep-2细胞的增殖,IFI16基因外来表达抑制Hep-2细胞增殖的研究结果初步印证了推测[11-12].为了进一步探讨IFI16基因是否介导IFN-γ免疫抑制Hep-2细胞的增殖,本文构建了IFI16基因shRNA的表达载体pGreenPuro-IFI16 shRNA,该载体在细胞内能转录表达出IFI16基因的小干扰性RNA,能特异性靶向沉默细胞内源性IFI16基因.利用本文构建的载体,我们可以在后续研究中通过转染筛选,建立细胞内源性IFI16基因靶向沉默的Hep-2细胞系,在内源性IFI16基因靶向沉默状态下研究IFN-γ处理对Hep-2细胞增殖及凋亡等的影响,可见,本文的研究结果将为进一步研究IFI16基因在IFN-γ免疫抑制Hep-2细胞增殖中的作用奠定基础.

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