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目的:
克隆肝细胞生长因子(HGF)基因,构建其重组真核表达载体;观察HGF拮抗经足叶乙甙(VP-16)处理后5株细胞的凋亡发生;转染Raji细胞,观察HGF基因的表达及对Raji细胞凋亡的影响;构建动物模型,观察HGF的抗凋亡和促血管新生的生物学效应,为研究HGF的生物学效应做相关基础工作。
方法:
1.HGF基因的克隆与重组克隆载体的构建及鉴定
由新鲜人肝组织提取总RNA,行逆转录聚合酶链反应获HGF基因cDNA,与载体pMD19-TSimple连接,构建重组克隆载体pMD19-Tsimple-HGF。将重组克隆载体以冷CaCl2法转化E.ColiDH5α并行氨苄青霉素和α-筛选,采用菌落直接PCR、MluI和SalI双酶切及序列分析等方法,证实目的片段的存在和序列正确。
2.HGF基因重组真核表达载体的构建与鉴定
将转化重组克隆载体pMD19-TSimple-HGF的E.ColiDH5α增菌后,提取重组载体行MluI和SalI双酶切,行琼脂糖凝胶电泳分离后将目的片段进行胶回收并测定浓度,与经相同双酶切的载体pVITRO2-mcs提取物连接成重组表达载体pVITRO2-mcs-HGF。将重组表达载体以冷CaCI2法转化E.ColiDH5α并行潮霉素B(100μg/ml)筛选,经菌落直接PCR、MluI和SalI双酶切等方法确定目标片段的存在。
3.细胞培养条件及筛选用潮霉素B浓度的确定
在维持底层胶琼脂糖浓度为0.5%的基础上,对上层胶琼脂糖浓度(0.1%~0.5%)和细胞浓度(100个/孔~5000个/孔)进行选择,改良琼脂糖半固体培养体系。取对数生长期的Raji细胞,以终浓度为1×105个/ml分别接种于含10~200μg/ml潮霉素B的RPMI1640培养液,于37℃、5%CO2作静置培养,以培养14天后仍有Raji细胞存活的最低潮霉素B浓度作为筛选用浓度。
4.HGF基因的细胞转染与阳性克隆的鉴定
采用脂质体转染法行重组表达载体转染Raji细胞。37℃、5%CO2常规静置培养24h后,采用50μg/ml潮霉素B进行筛选。以未处理Raji细胞和仅加脂质体Raji细胞为空白对照,以载体pVITRO2-mcs转染后Raji细胞为阴性对照。取筛选后存活组细胞提取总RNA,行RT-PCR,电泳,检测HGF基因的存在以确定成功转染。
5.IIGF基因转染后mRNA表达水平的检测
取第1、7、15代HGF基因转染后Raji细胞培养物提取总RNA,逆转录后采用实时荧光定量PCR,检测HGFmRNA的表达水平并评价其表达稳定性,以未转染Raji细胞和载体pVITRO2-mcs转染组为对照。
6.HGF基因转染后蛋白表达的检测
取对数生长期的HGF基因转染后Raji细胞,采用Westernblot、细胞免疫化学法定性检测HGF蛋白的表达。此外,分别收集第1、7、15代HGF基因转染后Raji细胞培养物上清液,采用ELISA法定量检测HGF蛋白的表达,并评价HGF蛋白表达的稳定性。以未转染Raji细胞组、载体pVITRO2-mcs转染组作为对照。
7.HGF基因转染对Raji细胞的生物学性状的影响
取HGF基因转染Raji细胞分别作半固体克隆培养、穿刺培养和单层细胞培养,置37℃、5%CO2作常规静置培养。第3天起每天观察细胞的生长情况至14天,观察集落形成情况,分别评价HGF基因转染对Raji细胞的增殖、侵袭和迁徙的影响。
8.HGF蛋白抑制肿瘤细胞凋亡的体外实验
将处对数生长期的5种肿瘤细胞株(HL-60急性粒细胞白血病细胞系、PC-3前列腺癌细胞系、HeLa宫颈癌细胞系、A549非小细胞肺癌细胞系、Raji淋巴瘤细胞系)分别以1×106/孔接种至6孔板,37℃、5%CO2常规静置培养24h后,适宜浓度VP-16处理6h,加入HGF(终浓度为100ng/ml),37℃、5%CO2常规静置培养24h,再按相关实验进行操作。以未经VP-16处理的细胞和处理的细胞为对照。
9.CCK-8细胞毒性试验
于96孔板每孔内加入100μl细胞,加入VP-16处理,置37℃,5%CO2细胞培养箱中孵育12h,加10μlCCK-8工作液,孵育1~4h,经酶标仪在450nm测定吸光度。
10.HE染色检测细胞形态变化
以细胞涂片(Raji、HL-60)或细胞爬片(PC-3、HeLa、A549)方式制片,用95%乙醇常温固定2-3min,水洗后,行HE染色,光镜下检测并计数。
11.吖啶橙染色检测细胞凋亡
制备活细胞悬液,浓度约为1×107/ml。取95μl细胞悬液,加5μl吖啶橙贮存液,混匀。吸一滴于洁净玻片上,盖玻片封片,激光共聚焦显微镜下观察并计数。
12.磷脂酰丝氨酸外翻与核膜完整性分析
采用AnnexinV/PI双染经流式细胞术检测。收集对数生长期的5种肿瘤细胞株(HL-60、PC-3、HeLa、A549、Raji),制备单个细胞悬液,离心,PBS洗涤后bindingbuffer重悬,调整浓度为1×106/ml。取100μl细胞悬液,加5μlAnnexinV和5μlPI,混匀常温避光孵育15min,加400μl1×bindingbuffer在1h内用流式细胞仪进行检测。
13.HGF基因转染抗淋巴瘤细胞的凋亡作用的体外实验
将处对数生长期的HGF基因转染的Raji细胞,以1×106/孔接种至6孔板,37℃、5%CO2常规静置培养24h后,用VP-16(终浓度为100ng/ml)于37℃、5%CO2处理6h,采用同上行CCK-8处理,同时检测其形态学特征(HE染色、吖啶橙染色)和生化特征(AnnexinV/PI)的变化。以未转染Raji细胞和未处理的转染Raji细胞为对照。
14.裸鼠体重和肿瘤体积的测量
Raji细胞接种裸鼠后每7日用游标卡尺测量肿瘤大小一次,并称裸鼠体重,连续观测8周。8周后称裸鼠体重,拉颈处死裸鼠,剥离皮下肿瘤,测量肿瘤长、短径。肿瘤体积(V)按公式计算:V=3.14/6×a×b2,其中a为肿瘤的长径,b为短径。
15.细胞凋亡指数的检测
切片常规脱蜡,梯度乙醇水化。20μg/ml蛋白酶K室温消化,采用原位DNA片段末端标记法(TUNEL)检测细胞凋亡。以细胞核中有黑色颗粒者为阳性细胞即凋亡细胞,每例切片至少计数10个400倍视野,以平均每1000个细胞核中含凋亡细胞个数作为凋亡指数。每次实验设阴性对照和阳性对照。
16.肿瘤微血管密度的检测
采用SP法染色,光镜下进行微血管计数并取其均值:每张切片先在低倍镜(100倍)下全面观察,确定5个血管密度最高区域,在高倍镜(200倍)下进行微血管计数,取各区域均值作为该标本的微血管密度。
结果:
1.HGF基因的克隆及其重组克隆载体的构建与鉴定
新鲜人肝组织提取总RNA后行RT-PCR,可见一约2.3kb的特异性条带,与目的片段大小一致(2229bp),提示HGFcDNA片段成功扩增。将构建的重组克隆载体pMD19-TSimple-HGF转化E.ColiDH5α,筛选出阳性菌落。将阳性菌落直接PCR产物、重组克隆载体SalI和MluI双酶切产物和重组克隆载体提取物等同时电泳,可见存在与目的片段大小一致的特异性条带(2229bp),提示pMD19-TSimple-HGF重组克隆载体成功构建。取纯化的重组克隆载体pMD19-TSimple-HGF行测序,序列测定结果与Genebank报道的序列相同,表明重组于载体的HGF基因片段序列正确。
2.HGF基因重组真核表达载体的构建与鉴定
将构建的重组表达载体pVITRO2-mcs-HGF转染E.ColiDH5α后采用潮霉素B筛选出阳性菌落。将HGF基因的RT-PCR产物、阳性菌落直接PCR产物、重组表达载体SalI和MluI双酶切产物、重组表达载体提取物等同时电泳,发现存在与目的片段大小一致的特异性条带存在(2229bp),提示重组表达载体pVITRO2-mcs-HGF获成功构建。
3.细胞培养条件及筛选用潮霉素B浓度的确定
采用24孔板进行半固体培养时,低层胶琼脂糖浓度为0.5%、上层胶琼脂糖浓度为0.3%、每孔细胞数为1000个。潮霉素B浓度以50μg/ml作为转染后细胞筛选用浓度。
结论:
HGF基因获成功克隆并构建了重组真核表达载体pVITRO2-mcs-HGF,转染Raji细胞可促进其增殖和迁徙及侵袭。细胞实验证实,HGF蛋白可明显抑制VP-16诱导的细胞凋亡,HGF基因转染可明显降低Raji细胞的凋亡。动物实验证实,HGF基因转染可促进Raji细胞在裸鼠的增殖,同时促进血管新生,抑制细胞凋亡,从而促进肿瘤的发生发展。上述结果将有助于深入研究HGF的生物学效应及对淋巴瘤进行基因治疗的探索。