・---——844・---—— Chin J Lab Di卿,Julv,2008,VoI12,No.7 细胞保藏库),DMEM、胰蛋白酶、新生胎牛血清购自 1.2.4转染SKOV3细胞实验分组①parental组; GIBCO公司;riftzol Reagent(Invitrogen,USA);RT—PCR ②无关RNA组;③shRNA a组;④shRNA b组;⑤ (Takara,Japan);Oligo DNA合成(大连宝生物)(PAGE shRNA C组每组设3复孑L。 级);体外转录试剂盒:Message MuterMT shRNA Pro— 转染前一日,接种SK—OV3于24孑L板中(1—2 X duefion kit(Epicentre,USA);转染试剂:siPORT Amine lO4 cells/孑L),加500 t4培养基正常培养。转染时, (Ambion);CCK一8 Cell Counting Kit一8(Dojindo,Japan); 将1 g shRNA稀释于培养基,终体积为100 ,摇 无关RNA(Qigaen公司),卡铂(齐鲁制药)。 匀,再加入6 t4 siPORT Amine转染试剂,上下翻转混 1.2方法 合5次。将样品于室温下(15℃一2O℃)孵育lO—l5 1.2.1细胞培养传代培养时应用0.25%胰蛋白酶 min,形成转染复合物。在转染复合物形成过程中, 一O.5%EDTA混合液消化,并按1:3比率传代(浓度 轻轻吸出孔板中培养基,加入300 新培养基(含 为2 X lO5个/m1),细胞培养液为含20%小牛血清的 10%胎牛血清)。加入转染复合物,轻轻旋动孑L板以 DMEM,并用同代细胞设立正常对照组与阴性对照。 使液体在细胞上平均分配后常规培养。 1.2.2 shRNAs的设计 Ncbi检索全序列;去除序 1.2.5 RNAi结果检测(CCK一8) (1)SK—OV3标准 号导入siRNA—target Finder查找合适序列后BLAST; 生长曲线:材料:96孑L板(BD公司,USA);Cell Count— BLAST后共获得146条相关链,经过仔细推敲选取 ing t一8(Dojindo公司,Japan)方法:①消化SK—OV3 了基因碱基分布比较合理的的9,21,43,70,75号单 细胞,计数。②接种:分别以5 X 10 000 Cells,2.5 X 链。经过基因序列合理性比较,选取其中3条。设 10 000 Cells,2X 10 000 Cells,1.5 X 10 000 Cells,1 X 10 计含靶序列、I17一启动子I及上下游额外8个可以帮 000 Cells,0.5 X 10 000 Cells种于96孑L板。③每孑L加 助提高T7一RNA聚合酶结合效率的核苷酸序列 1O l CCK一8(1:10)④在CO2孵箱中孵育孑L板1—4 (TATAGTGA);上述Oligo—DNA交大连宝生物合成。 h。⑤用小平板计数器测450 nln下的吸光度。⑥转 1.2.3体外转录法合成shRNA将公司合成的上 染:加样:96孑L板,每孑L加siRNA 0.075 g绘制标准 述Oligo—DNA,按体外转录方法经过退火杂交、 曲线。(2)与化疗药比较材料:卡铂(浓度800 Klenow酶切、自发转录形成如下短发夹即short—hair: Ⅱll,以5%葡萄糖稀释)方法:同前。 pinRNA(发夹序列由Epicentre提供),示意图以b序 2结果 列为例如图1: 2.1 shRNAs的设计 SequenDe A:5 ACCTGGAACTCACCTACCTCT 3 5 J帕6T 3 A_ li go_l 3 r ‘rDc^5 A._Oligo__2 Sequen腭B:5 ACATCTFCCACAAGAACCZ3:G3 5 r ^lTGTTT 3 耻D ligo_l 0 r I ̄#4AA 5 B- ligo_2 5 r^舶^TG。cTTG^^G^TGT TcG 3 B—9i igo_3 3 r T TC^J GGT1’CTTGT0G^^G^TGT 5 B—9ligo._4 Sequmu ̄C:5 AGATCACA ̄TFACCTATCTF 3 5 ^]r(:T 0 c_ Iigo_l 3 r T^6^ 5 c_ iigo._2 5 3 c_ ligo 3 3 r 5 c_ ligo._4 2.2体外转录法合成的shRNA(图1) 2.3 RNAi结果分析CCK-8细胞生长抑制情况测定 维普资讯 http://www.cqvip.com 中国实验诊断学2008年7月第12卷第7期 笛 ^|10∞ 《 2 ・‘———845・-——— T T 而siRNAc与对照组无明显差异。其中,siRNAb在2 l 5 0 5 2 l 0 5 ACA UC AG垒 !JG c G d的抑制作用最强。从整个时间段来看,siRNAb的 抑制作用最明显,而siRNAa和siRNAc的抑制作用 UGU AGA AGG UGU UCU UGG ACC C T T C 不明显,但siRNAa抑制作用强于siRNAc。 图1 shRNAb链示意图 a.标准曲线绘制用以证明SKOV3细胞是呈现 对数生长,可以正常进行后续试验。CCK.8试剂盒 可正确显色,并且能按照近似直线回归的方式进行 显示(曲线略)。 b.干涉后曲线(见图2) 图2经siRNA干涉后不同时间内的抑制曲线 如图2所示,经siRNA干涉后,各组在不同时间 点对细胞生长抑制曲线可见:在1 d siRNAb与卡铂 的抑制作用相仿,而siRNAa也有一定的抑制作用, 而siRNAc与对照组无明显差异。其中,si 在2 d的抑制作用最强。从整个时间段来看,siRNAb的 抑制作用最明显,而siRNAa和siRNAc的抑制作用 不明显,但siRNAa抑制作用强于siRNAc。 2.3 CCK.8细胞生长抑制情况测定(加入卡铂) — control —-一siRNAa 十siRNAb — 一siRNAc 一卡铂 图3经siRNA干涉及加入卡铂后不同时间内的抑制曲线 如图3所示,经siRNA干涉后,各组在不同时间 点对细胞生长抑制曲线可见:在1 d siRNAb与卡铂 的抑制作用相仿,而siRNAa也有一定的抑制作用, 卡铂 图4 shRNAb+卡铂使细胞生长得到明显抑制 如图4所示:以卡铂与本实验抑制率最明显的 SiRNAb链联合应用,使细胞生长得到明显抑制,说 明erbB2在卵巢癌耐药和预后不良中起重要作用。 3讨论 RNA干涉现象(RNA interference RNAi)是近十 年来基因组功能研究中最惊奇的发现。RNAi现已 迅速成为分析研究真核细胞基因功能的重要手段之 一,并且有望发展成为治疗性基因干涉[¨。 RNAi作用机制:外源性(如病毒)或内源性的 dsRNA在细胞内与一种RNA酶Ill—Dicer结合,随即 被切割成21.23nt的,带有3 端单链尾巴及磷酸化的 5 端的21.23nt的短链dsRNA,是RNAi的起始诱导 物,即siRNA,siRNA与Dicer形成RISC复合体。siR. NA作为引导序列,按照碱基互补原则识别靶基因转 录出的mRNA,并引导RISC复合体结合mRNA,随后 siRNA与mRNA在复合体中换位,核酸酶Dicer将 mRNA切割成22.23nt的片段,特异性地抑制靶基因 的表达,而新产生的双链RNA片段可再次形成RISC 复合体,继续降解mRNA,从而产生级联放大效应。 因此,每个细胞只需要几个siRNA分子就能够引起 强烈的RNAi效应。此外,siRNA还可以在RNA依 赖性RNA聚合酶的作用下进行大量扩增,并转运出 细胞,使RNAi扩散到整个机体并可以传代[ I3]。 siRNA合成:我们应用的是阳离子脂质体载体。 研究表明,在体外构建siRNA表达载体,通过启动子 诱导表达,在细胞内产生siRNA,触发RNAi,是一个 切实可行的方案。合成siRNA的一般原则是:① mRNA编码区选择21个或23个碱基序列,序列中 维普资讯 http://www.cqvip.com ・-———846・-——— Cbin J Lab Di8 ,July,20o8,Vol 12,No.7 GC含量比值尽可能接近50%,理想的GC含量比值 序列过量增殖、对生物体的发育和基因表达调控起 为45%一55%,上限60%,超过70%作用明显减弱。 着重要的作用;另一方面也使得RNA干涉技术在基 50一lOOnt的AUG启动子和终止子应该避免。②在一 因功能的研究方面具有广阔的前景,是进行大规模 排序列中避免出现3个以上鸟嘌呤。Poly G序列可 基因功能研究的有效的反向遗传分析工具。 以重叠,形成环状结构,严重影响siRNA的作用效 体外转录实验结果:SK-OV3细胞转染shRNA 果。③优先选择从起始序列。如果选择从起始, 后结果:正常对照组及无关RNA组24、48、72小时 对应的siRNA 3 端碱基突出可以为dTdT,从RNA合 可见细胞生长正常,与时相无关,着色为深棕色; 成的角度讲,可以大大降低RNA合成成本和增加 siRNA(a)24、48、72 h可见有一定抑制效果,但48小 siRNA对核苷酸酶的抵抗性。确保所选序列与其他 时即开始恢复生长,至72小时恢复正常生长;siRNA 基因序列没有同源性l4-7]。 (b)24、48、72 h可见有明显抑制效果,以24—48小 众多的研究表明C—erbB2基因与卵巢癌密切相 时最为明显,至72小时仍维持相当抑制率,细胞着 关并影响预后,本实验希望应用siRNA有效干涉卵 色为浅棕色;siRNA(C)24、48、72小时可见细胞生长 巢癌SKOV3细胞中C—erbB2基因的表达。根据C— 正常,程度较对照组梢弱,着色为棕色,无抑制效果。 erbB2基因外显子序列设计了含有17一启动子的0li— 半定量的RT-PCR结果及CCK-8实验结果:与组化 go-DNA模板,体外转录合成了3对siRNA,同时应用 完全吻合。 公司设计的发夹序列合成了发夹RNA。shRNA设计 综上,利用T7一RNA聚合酶体外转录合成siRNA 获取及使用价格适中,可以获得稳定整和的细胞系, 是简便有效的新方法,相比化学合成法具有技术简 做到了转染及检测方法多样化,而且可以用于体外 单价格低廉的优势,该方法可以经济有效地替代化 研究而不局限于细胞培养;发夹RNA被引导并进入 学合成法。并为筛选有效siRNA序列,在整个基因 基因组DNA的机制还不清楚。由于RNA酶的广泛 组中进行大规模RNA干涉研究铺平了道路。 存在与难以灭活的顽固特性,使得RNA实验操作要 关闭或者抑制特异性基因表达对于改善化疗效 求较严格,为了保证成功进行的RNA干涉实验,首 果是至关重要的。 先应注意一些操作事项。RNA工作的主要问题是 参考文献: 防止RNA酶的污染。RNA酶无处不在,因此,严格 [1]Gilmour I|M,Macleod KG,McCaig A,et a1.Expression of erbB4/HER-4 控制实验条件,避免任何可能的污染是保证实验成 growth factor receptor isoforms in ovarian c,,ncer[J].cancer Res,2001,61 (5):2169. 功的关键。 [2]Muto M G,Kassis A I.Monoclonal antibodies used in the detection and RNAi技术有着无可比拟的优势:①特异性。 trelment of epithelial ovarian cancer[J].cancei",1995,76(1Osupp1): RNA干涉能够非常特异地只降解与之序列相应的 2O16. 内源基因的rnRNA,根据不同目的基因结构序列合 [3]] ̄ukushige S,Matsubarak,Y ̄hida M,el a1.Localization of a novel verb— 成的双链RNA所产生的效应存在着显著差异,外显 related gene。c—erbB一2 on human chromosome 17 and its liar pliifcation in— 子序列的双链RNA能产生特异和高效的基因抑制 agastric cell line[J].Mol Cell Biol,1986,6:955. [4]Lemoinne NR,Syaddon S,Dickson C,et a1.Absence of activating 1 ̄tn8. 作用,而只针对内含子序列的双链RNA则不能产生 melnbral'l(2e mutations in the c—erbB一2 proto-oncogene in human bresat 这种作用。②高效性。RNA干涉抑制基因表达具 cancer[j3.Oncogene,1990,2:332. 有很高的效率,对目的基因表达的抑制程度可以达 [5]Gilmour LM,Maeleod KG,lcCaigA,et a1.Expression of erbB4/HER-4 到缺失突变体表型的程度;而且数量相对很少的双 growth factor receptor isoforms in ovarian c.ncer[J].cancer Res,2001,61 链RNA分子(数量远少于内源mRNA的数量)就能 (5):2169. [6]Simpson BJ,Phillps HA,Lessells AM,et a1.C-erbB growth—factor-recep— 完全抑制相应基因的表达,这表明RNA干涉效应中 tot proteins in ovarian tumurs[J].1nt J Cancer,1995,64(3):202. 存在信号分子的扩增机制。③传染性。双链RNA [7]Wond YF,Cheung TH,Lain SK,el a1.Prevalence and signiifcance of 分子能够通过细胞膜、细胞间隙和细胞屏障而被转 HER-2/neu ampliifcation in epithelial ovarian cancer.[J].Gynecol Obs— 运。RNA干涉现象广泛存在于真核生物中,一方面 tie Invest,1995,4o(3):209. 具有抵抗病毒入侵、抑制转座子活动、防止自私基因 (收稿日期:2007—10—18)
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