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第一部分:Fas siRNA的设计、合成与筛选按sirNA的设计原则,设计和化学合成3个针对大鼠Fas的siRNA,对大鼠正常肝细胞(BRL细胞)传代养后,转染Fas siRNA,筛选高效抑制Fas表达的siRNA。
材料与方法:在Genebank中查找大鼠Fas mRNA序列((3enBank Accession No.NM139194),应用Ambion公司的设计软件,设计针对Fas mRNA的3对Fas siRNA序列:
Fas siRNA1:175位点,正义链:5’GACAACAACUGCAGAA dAdC3,反义链:3’dCdA GCUGUUGUUGAGAGUCUU 5;
Fas siRNA2:315位点,正义链:5’ACACGGACAGGAAACACUA dGdT 3反义链:3’dTdG UGUGCCUGUCCUUUGUGAU 5:
Fas siRNA3:481位点,正义链:5CACCUCGUGUGGACUUGAA dTdG 3.反义链:3dGdT GUGGAGCACACCUGAACUU 5。
同时合成阴性对照siRNA:正义链:5UUCUCCGAACGUGUCACGUdTdT3;反义链3dTdT AAGAGGCUUGCACAGUGCA 5。
化学合成方法生产Fas siRNAs。
取液氮保存之大鼠BRL细胞株,传代培养后用于转染。
试验分组:①空白对照组;②siRNA阴性对照组;③Fas siRNA 1组:④FassiRNA 2组;⑤Fas siRNA 3组。
3对Fas siRNA分别按50nmol/L的浓度转染BRL细胞,作为Fas siRNA组,以阴性siRNA转染细胞作为siRNA阴性对照组,非转染细胞作为空白对照组。转染前细胞培养基更换为Opti-MEM,在30 μl Opti-MEM中稀释siRNA,50μlOpti-MEM中加入2μl Lipofectamine2000混合,将稀释的siRNA与稀释的lipofectamine2000混合,室温培养20min,然后将siRNA和Lipofectamine2000的混合液加入细胞培养孔中,摇晃孔板使充分混合。孵育48h后收集细胞,RT-PCR检测Fas mRNA,Western blot检测Fas蛋白。
采用SYBR Green Ⅰ实时荧光定量PCR方法,对Fas mRNA进行相对定量检测。使用管家基因GAPDH作为内参,每一样本的Fas mRNA相对量除以GAPDH的相对量,即标准化,然后再用标准化值比较Fas mRNA在各样本中转录水平的差异。Western blot检测各转染细胞Fas蛋白水平,同时检测β-actin蛋白,作为内参较正Fas蛋白定量。
数据处理:计量资料采用均数4-标准差(x±s),进行单因素方差分析或予以一般统计学描述。数据统计使用spss10.0软件包,α设定为0.05。
本实验共合成3对siRNA,转染BRL细胞48h后,抽提总RNA进行RT-PCR检测Fas mRNA。3对siRNA均发挥了不同程度的干预效应(P<0.01),干预效果由强至弱为:Fas siRNA2>Fas siRNA1>Fas siRNA3,Fas mRNA相对表达量(Fas/GAPDH)分别低于空白对照组(69.3±7.8)﹪、(53.5±9.0)﹪和(45.0±8.9)﹪(P均<0.01),以Fas siRNA2抑制效率最高。而阴性对照siRNA无干预作用,与空白对照组相比无统计学差异(P>0.05)。
Westem blot结果经计算机灰度扫描并与内参照(β-actin)比较分析显示:转染Fas siRNA后灰度比明显减低,Fas蛋白表达量分别低于空白对照(50±5)﹪、(75±7)﹪和(57±9)﹪(P均<0.01),表明在蛋白水平Fas siRNA能显著抑制Fas基因表达,蛋白表达变化与mRNA改变基本一致,Fas siRNA2抑制效率最高。而siRNA阴性对照和空白对照相比无明显蛋白表达改变。
第二部分:本实验观察冷保存大鼠肝脏随时程延长细胞凋亡及Fas基因表达在冷灌注保存肝脏组织中的变化,并探讨通过水压注射法转染Fas siRNA对Fas基因表达进行抑制,能否减少冷灌注保存大鼠肝脏组织中的细胞凋亡。
材料与方法:
1、试验对象:16周龄SD大鼠54只,体重200-250g,均为雄性。
2、水压注射法转染siRNA:每组大鼠18只,10﹪水合氯醛腹腔注射麻醉,经阴茎静脉按实验分组注入配制好的实验药物,注射时间控制在15秒左右。实验分组:Fas siRNA组:注入200nmol/kg的Fas-siRNA(配入10﹪体重的磷酸盐缓冲液(PBS)内);siRNA阴性对照组:注入200nmol/kg的阴性对照siRNA(配入10﹪体重的PBS内)。空白对照组:18只;仅注射10﹪体重的PBS。
3、大鼠供肝获取:转染后48h,大鼠在乙醚麻醉下经腹主动脉进行肝脏冷灌注取肝。
4、标本采集:冷保存2、4、6h后每组取6只供肝,取肝中叶进行相关检测。
5、检测内容:组织切片HE染色检查、Fas免疫组化检查、TUNEL染色检测细胞凋亡、电镜检查,提取肝组织RNA行RT-PCR检测Fas mRNA;组织匀浆抽提蛋白Western blot检测Fas蛋白。
6、数据处理:计量资料采用均数士标准差(x±s),采用方差分析,P<0.05时有显著性差别。
结果:
1、所有大鼠都能安全接受水压注射法转染Fas siRNA。
2、TUNEL法检测冷保存大鼠肝组织肝脏组织中细胞凋亡,空白对照组的凋亡指数分别为2.40±0.29﹪、2.65±0.20﹪、6.65±0.38﹪,阴性siRNA对照组分别为2.25±0.31﹪、2.82±0.10﹪、7.60±0.29﹪。在2h、4h时,同组不同保存时间肝脏组织中凋亡细胞计数无显著性差异,但当保存时间到6h时凋亡细胞增多(P<0.01)。Fas siRNA组各时点凋亡计数分别为2.27±0.22﹪、1.88±0.14﹪、1.97±0.15﹪,各时点差别不明显,2h、4h时与对照组相比无明显差别,但6h时明显低于对照组(P<0.01)。电镜检测、HE染色检查发现Fas siRNA组的损伤较轻,细胞凋亡少。
3、在空白对照组和siRNA阴性对照组中,RT-PCR检测2h、4hFas mRNA表达量无明显差别,组间差别也不明显,此时Fas siRNA组的表达量明显较对照组低(P<0.01);6h两组对照组的。Fas mRNA表达量明显增高(P<0.01),组间差别不明显,而Fas siRNA组的Fas mRNA表达量仍无明显增高,与对照组问的差别更明显(P<0.01)。
4、在空白对照组和siRNA阴性对照组中,2、4h Fas蛋白量无明显差别,组间差别不明显,但Fas siRNA组的Fas蛋白量明显较对照组低(P<0.01);6h两组对照组的Fas蛋白水平增高,组问差别不明显,而Fas siRNA组的Fas蛋白水平仍无明显增高,与两组对照组间的差别更明显(P<0.01)。在免疫组化检测也可见到Fas蛋白被Fas siRNA明显下调。
第三部分:本试验建立大鼠肝移植模型,探讨针对大鼠Fas基因的siRNA,能否通过抑制Fas基因,减少肝移植缺血再灌注时的细胞凋亡,达到保护供肝的作用。
材料与方法:实验动物:雄性SD大鼠150只,体重200-250g,分为三组,每组25对雄性SD大鼠。Fas siRNA组:供体大鼠经阴茎静脉注入200nmol/kg的Fas-siRNA(配入10﹪体重的PBS内)。siRNA对照组:供体大鼠经阴茎静脉注入200nmol/kg的阴性对照siRNA(配入10﹪体重的PBS内)。空白对照组:供体大鼠经阴茎静脉仅注射10﹪体重的PBS。转染试验后48h,将供体取肝进行原位肝移植手术。
肝脏复流后1、3、6、12、24h每组处死5只受体大鼠取材,经下腔静脉取血2 ml,送检AST、ALT,作为肝细胞保存再灌注损伤的指标。
取肝中叶,其右半部分于-80℃保存备用,行RT-PCR检测Fas mRNA、Western blot检测Fas蛋白;部分行HE染色、TUNEL染色、免疫组织化学染色检测、电镜检测。
数据处理:实验数据以x±s表示,使用SPSS 10.0对实验数据进行单因素方差分析。结果对照组与siRNA组肝移植再灌注后血清ALT、AST水平都逐渐升高,6h达到高峰,随后逐渐下降。各时点siRNA组的血清ALT、AST水平明显低于对照组。 TUNEL法和透视电镜检测细胞凋亡,可见在各时点所取的大鼠肝脏组织标一VII—本中,均有细胞凋亡发生。凋亡指数在再灌注6h达到高峰,Fas siRNA组的凋亡指数明显较对照组低。随I/R损伤加重,Fas免疫组化阳性细胞由散在变为成片染色,Fas siRNA组的染色阳性细胞数在各时点均较对照组少。