本發(fā)明涉及細胞工程和基因工程技術(shù),具體涉及一種重組人MEN1小基因及其無義突變體穩(wěn)定細胞株的建立方法和依照該方法建立的重組人MEN1小基因及其無義突變體穩(wěn)定細胞株。
背景技術(shù):
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基因的無義突變在細胞內(nèi)產(chǎn)生了含有提前終止密碼子(premature translation termination codon,PTC)的異常mRNA。這些含有PTC的mRNA在第一輪翻譯過程中被細胞內(nèi)的無義突變介導(dǎo)的mRNA降解途徑(nonsense-mediated mRNA decay,NMD)所識別和降解,從而消除這種mRNA翻譯產(chǎn)生的截短的、有毒的蛋白質(zhì)對機體的危害。NMD途徑是一種重要的真核生物基因轉(zhuǎn)錄后監(jiān)督機制,是基因表達的翻譯調(diào)控。研究發(fā)現(xiàn),許多癌癥和腫瘤的致病原因是由于無義突變導(dǎo)致抑癌基因表達水平嚴重降低或缺失。因此,抑癌基因無義突變及其翻譯調(diào)控的研究,有助于揭示基因突變引發(fā)癌癥的發(fā)病機制。
多發(fā)性內(nèi)分泌腺瘤I型(multiple endocrine neoplasia type 1,MEN1)是一種常染色體顯性遺傳紊亂性疾病,以甲狀旁腺、胰島細胞和垂體前葉三種內(nèi)分泌腺腫瘤的聯(lián)合發(fā)生為特征。一些病人也可能發(fā)展成為腎上腺皮層腫瘤、類癌瘤、血管纖維瘤、膠原瘤和脂肪瘤。抑癌基因MEN1由10個外顯子構(gòu)成,其編碼區(qū)域長1830bp,編碼了一個包含610個氨基酸的蛋白,即Menin蛋白。分子生物學(xué)研究已經(jīng)證實近乎10%的MEN1病人的MEN1基因發(fā)生了無義突變。
目前國內(nèi)外尚無一細胞株可用于篩選由于無義突變導(dǎo)致的多發(fā)性內(nèi)分泌腺瘤病的治療藥物,因此急需建立相應(yīng)的細胞株以供體外篩選由于無義突變導(dǎo)致的多發(fā)性內(nèi)分泌腺瘤病及其它腫瘤的潛在治療藥物。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
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本發(fā)明的目的在于提供一種重組人MEN1小基因及其無義突變體的穩(wěn)定細胞株,該細胞株可用于篩選由于無義突變導(dǎo)致的腫瘤及其它疾病的治療藥物。
本發(fā)明提供的一種重組人MEN1小基因,含有BamHⅠ序列(6bp)、外顯子2+內(nèi)含子2+外顯子3+內(nèi)含子3+外顯子4+內(nèi)含子4+外顯子5(2928bp)、EcoRⅠ序列(6bp)、外顯子6+內(nèi)含子6+外顯子7+內(nèi)含子7+外顯子8+內(nèi)含子8+外顯子9+內(nèi)含子9+外顯子10(2762bp)、HindⅢ序列(6bp);其中7~448、2014~2222、2433~2561、2894~2934、2941~3028、3671~3807、4269~4404、4841~5005、5223~5702為外顯子;其核苷酸序列為SEQ ID NO:1。
本發(fā)明提供的四種重組人MEN1小基因無義突變體,其是由所述的重組人MEN1小基因通過PCR定點突變技術(shù)分別將其核苷酸序列中424位由C突變?yōu)門(M1)、3697位由T突變?yōu)锳(M2)、3697位由T突變?yōu)镚(M3)、4906位由C突變?yōu)镚(M4)。
本發(fā)明提供的一種穩(wěn)定細胞株,其含有上述重組人MEN1小基因。
本發(fā)明提供的四種穩(wěn)定細胞株,其分別含有上述重組人MEN1小基因無義突變體M1、M2、M3、M4。
本發(fā)明提供的一種穩(wěn)定細胞株的建立方法,包括如下步驟:
1)利用基因重組技術(shù)將人MEN1小基因克隆到含有c-myc標(biāo)簽和HA標(biāo)簽的哺乳動物表達載體pcDNA3.1(-)中,構(gòu)建成pCMV-MEN1;
2)利用PCR定點突變技術(shù),分別得到424位由C突變?yōu)門、3697位由T突變?yōu)锳、3697位由T突變?yōu)镚、4906位由C突變?yōu)镚,人MEN1小基因無義突變質(zhì)粒pCMV-MEN1-M1、pCMV-MEN1-M2、pCMV-MEN1-M3、pCMV-MEN1-M4;
3)培養(yǎng)HeLa細胞,培養(yǎng)液為DMEM,添加10%胎牛血清,不添加抗生素培養(yǎng),0.25%胰蛋白酶消化細胞,按2×105cell/mL密度種于6孔細胞培養(yǎng)板;
4)利用Attractene Transfection Reagent將質(zhì)粒pCMV-MEN1、pCMV-MEN1-M1、pCMV-MEN1-M2、pCMV-MEN1-M3、pCMV-MEN1-M4分別轉(zhuǎn)染HeLa細胞,24hr后,胰酶消化細胞,按照1:10稀釋種于6孔細胞培養(yǎng)板中,培養(yǎng)基中加入G418(終濃度為400μg/mL)篩選,每2~4天更換一次含有G418的培養(yǎng)液;
5)G418篩選15~20天,6孔板出現(xiàn)細胞克隆團,挑取細胞克隆團通過RT-PCR鑒定,陽性克隆采用有限稀釋法在96孔板中進行單克隆化培養(yǎng);
6)待96孔板中單細胞長至匯合度80%以上,進行傳代培養(yǎng),并通過RT-PCR進行鑒定;
7)RT-PCR鑒定為陽性單克隆,擴大培養(yǎng),提取基因組,進行PCR鑒定,最終獲得五種穩(wěn)定細胞株HMEN1-WT、HMEN1-M1、HMEN1-M2、HMEN1-M3和HMEN1-M4;
8)將上述五種細胞株凍于液氮中保藏。
本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明建立的穩(wěn)定細胞株HMEN1-WT基因組整合野生型的人MEN1小基因;HMEN1-M1、HMEN1-M2、HMEN1-M3、HMEN1-M4分別整合MEN1小基因的無義突變體M1、M2、M3、M4。本發(fā)明建立的上述五種穩(wěn)定細胞株,可用于無義突變導(dǎo)致腫瘤的治療藥物的篩選。
附圖說明:
圖1是重組人MEN1小基因結(jié)構(gòu)示意圖。該小基因含有BamHⅠ序列(6bp)、外顯子2+內(nèi)含子2+外顯子3+內(nèi)含子3+外顯子4+內(nèi)含子4+外顯子5(2928bp)、EcoRⅠ序列(6bp)、外顯子6+內(nèi)含子6+外顯子7+內(nèi)含子7+外顯子8+內(nèi)含子8+外顯子9+內(nèi)含子9+外顯子10(2762bp)、HindⅢ序列(6bp)。
圖2是重組人MEN1小基因表達載體鑒定圖。泳道1是pcDNA3.1(-)空質(zhì)粒;泳道2是重組質(zhì)粒pCMV-MEN1;泳道3是重組質(zhì)粒pCMV-MEN1的PCR鑒定。
圖3是重組人MEN1小基因轉(zhuǎn)染HeLa細胞的RT-PCR鑒定圖。泳道1為未轉(zhuǎn)染細胞的陰性對照;泳道2為重組人MEN1小基因轉(zhuǎn)染細胞。
圖4是重組人MEN1小基因無義突變體測序鑒定圖譜。
圖5是利用實時熒光定量PCR檢測重組人MEN1小基因及其無義突變體穩(wěn)定細胞株mRNA表達水平。
圖6是利用Western blot檢測不同濃度的通讀藥物PTC124處理穩(wěn)定細胞株后全長MEN1蛋白的表達水平。
具體實施方式
實施例1
1、重組人MEN1小基因表達載體的構(gòu)建
利用BamHⅠ和HindⅢ對人MEN1小基因進行雙酶切得到5.7kb的基因片段,電泳回收。含有c-myc標(biāo)簽和HA標(biāo)簽的哺乳動物高效表達載體pcDNA3.1(-)也使用BamHⅠ和HindⅢ雙酶切成線性載體,電泳回收。將其與回收的人MEN1小基因片段使用T4DNA連接酶連接,得到重組質(zhì)粒pCMV-MEN1,重組質(zhì)粒經(jīng)PCR鑒定。
2、重組人MEN1小基因無義突變體的構(gòu)建
設(shè)計四對部分序列互補的突變引物,分別使424位由C突變?yōu)門(M1)、3697位由T突變?yōu)锳(M2)、3697位由T突變?yōu)镚(M3)、4906位由C突變?yōu)镚(M4),使用高保真酶以重組質(zhì)粒pCMV-MEN1為模板進行PCR擴增,產(chǎn)物經(jīng)DpnⅠ消化模板,取10μL產(chǎn)物轉(zhuǎn)化細菌,挑取克隆提取質(zhì)粒,測序鑒定,分別得到突變質(zhì)粒pCMV-MEN1-M1、pCMV-MEN1-M2、pCMV-MEN1-M3、pCMV-MEN1-M4。
3、HeLa細胞的培養(yǎng)與傳代
細胞來源于山西大學(xué)生物技術(shù)研究所。將長期保存于液氮的HeLa細胞從凍存盒中取出,靜置至細胞凍存管中液氮全部揮發(fā);迅速在37℃的循環(huán)水浴鍋中將細胞凍存液完全融化,1000×g離心5min;棄掉上清,將沉淀中的細胞用1mL新鮮的細胞培養(yǎng)液(含10%的胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基)懸??;吸取細胞懸液接入細胞培養(yǎng)瓶(25cm2)中,將培養(yǎng)基補到3~4mL,旋緊細胞培養(yǎng)瓶蓋;在水平方向混勻細胞培養(yǎng)液,在37℃5%CO2的二氧化碳細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)細胞。待細胞匯合度達到70%以上即可傳代,將細胞瓶中舊培養(yǎng)液棄掉,用2mL無菌PBS洗滌細胞2次;加入1mL 0.25%的胰酶,使其覆蓋全部細胞,37℃消化5~7min;用1mL細胞培養(yǎng)液(含血清)終止胰酶的消化作用,然后將細胞從瓶壁上吹洗起來,至細胞為單個細胞;按照1:2~1:4的比例將細胞分別接種到新的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)。
4、HeLa細胞的轉(zhuǎn)染及篩選
(1)轉(zhuǎn)染第一天,將HeLa細胞按2×105cell/mL密度種于6孔培養(yǎng)板中,過夜培養(yǎng)使得次日細胞匯合度達到90~95%。
(2)轉(zhuǎn)染第二天,在1.5mL無菌離心管中按下述步驟配制質(zhì)粒與轉(zhuǎn)染試劑Attractene Transfection Reagent混合液,用于轉(zhuǎn)染6孔板內(nèi)培養(yǎng)的細胞。①取1.2μg質(zhì)粒溶于100μL不含血清及抗生素的DMEM中;②添加4.5μL Attractene Transfection Reagent,混勻后室溫靜置10~15min;③將上述混合液添加至6孔板內(nèi)培養(yǎng)細胞的培養(yǎng)液中混勻;④放置培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)24hr。
(3)轉(zhuǎn)染細胞的篩選
轉(zhuǎn)染24hr后,胰酶消化細胞,按1∶10稀釋接種于6孔培養(yǎng)板中,加G418(400μg/mL)篩選,每2~4天更換一次含有G418的篩選培養(yǎng)液,篩選15~20天,可見培養(yǎng)板中出現(xiàn)細胞克隆團。
(4)細胞株的單克隆化及擴大培養(yǎng)
篩選15~20天,6孔板出現(xiàn)細胞克隆團,挑取細胞克隆團,采用有限稀釋法在96孔培養(yǎng)板中進行單克隆化。96孔板中單細胞增殖過程中,用胰酶消化吹散使其重新貼壁生長,待長至80%以上,進行傳代培養(yǎng),并通過RT-PCR進行鑒定。對于RT-PCR鑒定陽性克隆,擴大培養(yǎng),提取基因組,PCR鑒定,最終獲得五種細胞穩(wěn)定株HMEN1-WT、HMEN1-M1、HMEN1-M2、HMEN1-M3和HMEN1-M4,并凍存于液氮中保藏。
5、人MEN1小基因及其無義突變體在穩(wěn)定細胞株中的表達
(1)人MEN1小基因的PCR
根據(jù)人MEN1小基因序列兩端分別帶c-myc、HA標(biāo)簽,設(shè)計一對特異標(biāo)簽引物,擴增片段大小應(yīng)為5708bp。pCMV-MEN1質(zhì)粒作為陽性對照,未轉(zhuǎn)染的HeLa細胞作為陰性對照,以穩(wěn)定細胞株HMEN1-WT、HMEN1-M1、HMEN1-M2、HMEN1-M3和HMEN1-M4的基因組DNA為模板擴增,經(jīng)30個循環(huán),PCR產(chǎn)物進行1%瓊脂糖凝膠電泳分析。可見兩樣品分別在近6000bp處有一特異條帶,與陽性對照條帶大小相同,而未轉(zhuǎn)染的HeLa細胞基因組DNA中無擴增條帶。說明MEN1小基因及其無義突變體已分別成功導(dǎo)入細胞內(nèi)。
(2)人MEN1小基因的RT-PCR
根據(jù)人MEN1小基因序列兩端分別帶c-myc、HA標(biāo)簽,設(shè)計一對特異標(biāo)簽引物,擴增片段大小應(yīng)為1830bp。未轉(zhuǎn)染的HeLa細胞作為陰性對照,以穩(wěn)定細胞株HMEN1-WT、HMEN1-M1、HMEN1-M2、HMEN1-M3和HMEN1-M4的mRNA反轉(zhuǎn)錄成的cDNA為模板,經(jīng)30個循環(huán),PCR產(chǎn)物進行1%瓊脂糖凝膠電泳分析。可見兩樣品分別在近2000bp處有一特異條帶,而未轉(zhuǎn)染的HeLa細胞中無擴增條帶。說明穩(wěn)定細胞株HMEN1-WT、HMEN1-M1、HMEN1-M2、HMEN1-M3和HMEN1-M4分別存在MEN1小基因和其無義突變體在轉(zhuǎn)錄水平的表達。
6、通讀藥物的篩選
用不同濃度的通讀藥物PTC124(0、2、10、20μM)分別處理四種無義突變體穩(wěn)定細胞株48hr,用Western Blot檢測全長MEN1蛋白表達情況,以β-actin為內(nèi)參照。當(dāng)PTC124的處理濃度為20μM時,四種無義突變體穩(wěn)定細胞株中全長MEN1蛋白表達量恢復(fù)最多。
SEQUENCE LISTING
<110> 山西大學(xué)
<120> 重組人MEN1小基因及其無義突變體穩(wěn)定細胞株
<130> 無案卷參考號
<160> 1
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 5708
<212> DNA
<213> Homo sapiens
<400> 1
ggatccgggc tgaaggccgc ccagaagacg ctgttcccgc tgcgctccat cgacgacgtg 60
gtgcgcctgt ttgctgccga gctgggccga gaggagccgg acctggtgct cctttccttg 120
gtgctgggct tcgtggagca ttttctggct gtcaaccgcg tcatccctac caacgttccc 180
gagctcacct tccagcccag ccccgccccc gacccgcctg gcggcctcac ctactttccc 240
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gccgtcgacc tgtccctcta tcctcgagaa gggggtgtct ccagccgtga gctggtgaag 360
aaggtctccg atgtcatatg gaacagcctc agccgctcct acttcaagga tcgggcccac 420
atccagtccc tcttcagctt catcacaggt tggagcccag taggtgggaa tcttatccat 480
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atggtgtctc actatgtggc ccagactggt cttgaactct tgggctcaag tgatctgccc 1080
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aaattttttt ttttttttca gacggcgtct cactctgtcg cccaggctgg agtgcagtgg 1200
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cctcagcctc ctgagtagct gggactacag gagcctgcca ccatgcctgg ctaatttttt 1320
tttggatttt tagtagagac gaggtttcac catgttagcc aggatggtct cgatctcctg 1380
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aggaccctct ttcattacct cccccttcca caggcaccaa attggacagc tccggtgtgg 2040
cctttgctgt ggttggggcc tgccaggccc tgggtctccg ggatgtccac ctcgccctgt 2100
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gccagaccca ctcaccctct accacaaggt gggggcatct aaggagggtg cagaagggag 3060
accctaacag tggctgaggc aggggccctc atctgggcag atgagaagag aactttgtgt 3120
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gtcccctcag ccctgccttt tctgccactg cttactgtcc ttcctggagt ataacagagg 3300
tcaaatgtgg caggagcact gatgaagagg gggtgttcac ttggtgggtg taggtgggga 3360
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cagcagtcct gtagacccag ggaggagacc aggtagaagg gctggcagcg agtggaggtg 3540
ggagtggaga tggagaggac tccctgggat cttcctgtgg ccccttctgg gtgtgccctg 3600
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ctccatccag ggcattgcct cagccaagac ctactatcgg gatgaacaca tctaccccta 3720
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ggcggacacg gccactgtca tccaggagtg aggatccccc tactagggcc tgcagcctgt 3840
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cgccccatcc cctttccatc cagtccctag gcagcaaggc caccattacc caggaggtag 3960
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tcaagctt 5708