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siRNA靶向MIF重组逆转录病毒载体构建及稳定表达细胞株的筛选

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理生理杂志Chinese Journal of Pathophyh siolo 丝i! 2; ! 二 ! ・2195・ [文章编号]1000-4718(2008)11—2195—05 siRNA靶向MIF重组逆转录病毒载体构建及 稳定表达细胞株的筛选水 戴波 , 肖定璋 ,余细勇 ( 广东省人民医院医学研究中心,广东广州510080; 南方医科大学,广东广州510515) [摘要] 目的:构建并鉴定巨噬细胞移动抑制因子(MIF)特异性siRNA重组逆转录病毒载体,将其导入 PHOENIX细胞中,筛选出分泌MIF—siRNA病毒的包装细胞,其分泌的病毒可以抑制MIF蛋白的表达,并初步了解 稳定沉默MIF细胞株的特性。方法:体外合成含针对MIF特异基因序列的寡核苷酸并定向克隆入pSuper.retro逆 转录病毒载体,构建的载体通过酶切、测序鉴定后,采用脂质体介导转染包装病毒细胞株PHOENIX,收获病毒上 清;将其感染HeLa细胞株,经过嘌呤霉素筛选得到抑制M1F表达的HeLa细胞株。Western blotting鉴定MIF表达 的抑制效果并通过迁移实验、软琼脂糖克隆形成实验比较HeLa—pSuper—MIF和HeLa—pSuper—mock之间的特 性。结果:构建了重组逆转录病毒载体pSuper—MIF,转染包装病毒细胞株PHOENIX,病毒上清感染HeLa细胞,抑 制了HeLa细胞内源性MIF蛋白的表达。沉默MIF蛋白后导致HeLa细胞迁移能力下降,不依赖支持物生长的特 性减弱和黏附能力下降,同时稳定表达沉默MIF蛋白的细胞株生长周期停留在Go/G。期与对照组相比凋亡减少。 结论:构建了重组逆转录病毒载体pSuper—MIF,转染包装细胞所产生的病毒上清,能够抑制HeLa细胞内的MIF 蛋白表达,表明MIF对HeLa细胞的迁移和不依赖支持物生长能力有重要作用。 [关键词] 巨噬细胞移动抑制因子;RNA干扰;逆转录病毒载体 [中图分类号]Q78 [文献标识码]A Constructi0n 0f recombinant retroviral vector of short interfering RNAs speciifc for macrophage migration inhibitory factor(M珂)and establish・ ment of stable HeLa cell line with a persistent knockdown 0f MIF DAI Bo ,XIA0 Ding—zhang ,YU Xi—yong ( Research Center of Medical Sciences,Guangdong Provincial People’s Hospital,Gnangzhou 510080,China; Southern Medical University,Guangzhou 510515,Chia.E—mainl:dzhxiao@163.con) 『ABSTRACT 1 AIM:To construct recombinant retroviral vector of short interfering RNAs(siRNA)speciifc for macrophage migration inhibitory factor(MIF)and to establish the stable knockdown of MIF cell line of mammalJan cells by transfecting the recombinant retroviral vectors.METH0DS:We synthesized oligo—nucleotides for MIF in vitro,and cloned them into retroviral vector pSuper.retro.Subsequently the plasmids were sequenced and digested to identify the con— stnctrion of the recombinant retroviral vectors.The vectors RNAi were transfeeted into packing cell line PHOENIX,which was serected by puromycin later.HeLa cell line was infected by the virus supernatant of stable PHOENIX cell lines.and the stable HeLa cell line showed significantly to silence MIF was established by selecting with pummycin.We also compare the characters of HeLa—pSuper—mock to HeLa—pSuper—MIF cells by using migration assay,adhesion assay,soft agar assay and FACS analysis of the cell—cycle progression.RESULTS:The recombinant retroviral vectors were constructed successfully.The HeLa cell line infected by the supernatant containing the retrovirus of package PHOENIX cells wflt ̄per- sistent knockdown of MIF confirmed by Western blotting.Knockdown of MIF in HeLa cells inhibited the migration and ad. hesion,and decreased the clone formation.FACS analysis revealed that knockdown of MIF arrested HeLa cells in Gn/Gl phase.CONCLUSION:We establish the stable HeLa cell line with a persistent knockdown of MIF.Our current studies reveal that MIF is necessary for HeLa cell migration and anchorage—independent growth. [KEY WORDS] Macrophage mirotgion—inhibitory factors;RNA interference:Retroviral vector 巨噬细胞移动抑制因子(macrophage migration 理条件下加剧炎症进程。MIF在内毒素休克、结肠 inhibitory factor,MIF)是一种多效的促炎因子,在病 炎、类风湿性关节炎、动脉粥样硬化、胰腺炎等急慢 [收稿日期]2008一O2一O1 [修回日期]2008—07—07 [基金项目]国家自然科学基金资助项目(No.30772142);广东省自然科学基金资助项目(No.06020897) △通讯作者E—mail:dzhxiao@163.con 性炎症中具有重要作用。随后发现,MIF在肿瘤的 测序鉴定。 发生、发展及转移等方面也起着重要作用。由于 2.4 重组质粒转染包装病毒细胞株 将包装病毒 MIF蛋白功能的复杂性与多样性,迄今它与多种细 细胞PHOENIX接种到6孔板中,每孔1×10 ,完全 胞因子的交互作用的内在机制仍不完全清楚l】l2j,因 培养基培养12 h后更换DMEM培养1 h,分别使用 此,有必要深入研究MIF蛋白的功能。本研究利用 pSuper—mock(空载体Super.retro)、pSuper—MIF1、 RNAi技术,选择MIF为靶点,采用含siRNA的重组 pSuper~MIF2质粒各4 g,脂质体Lipo— 逆转录病毒感染靶细胞,高效、特异地抑制MIF表达 fectamine2000 10 ixL/well孔转染PHOENIX。转染 的作用,为研究MIF的功能提供了实验基础。 材料和方法 1材料 1.1主要试剂 逆转录病毒载体Super.retro购自 OligoEngine并由本室改造,限制性内切酶Bgl 1I、 EcoR I、肌 llI、T4DNA连接酶购自TaKaRa;大肠杆 菌菌株E.coli DH5ot由本实验室保存;脂质体Lipo. fectmine2000购自Invitrogen;小剂量质粒提取试剂盒 购自Tiangen;质粒纯化试剂盒购自Qiagen;上、下游 引物由上海博尚生物有限公司合成。MIF兔抗人抗 体购自Santa Cruz,培养皿、Transwell购自Coming,低 熔点琼脂糖购自TaKaRa,cytomatrix cell adhension strips购自Chemicon(产品号ECM104)。 1.2细胞株HeLa细胞株由本研究室保存;包装 病毒细胞株PHOENIX购自Orbigen;细胞培养基 DMEM、新生小牛血清、特级胎牛血清均购自Gibco。 培养液均含有100 mg/L氨苄青霉素,37℃、5%CO: 饱和湿度下培养。嘌呤霉素购自Sigma,用生理盐水 配成l0 L,一20℃保存备用。聚凝胺(polybrene) 购自Simga,生理盐水配成4 L,4℃保存备用。 2方法 2.1 pSuper.retroRNAi的设计及合成 根据Gen- Bank提供的MIF基因cDNA序列(编号GI: 18699568),通过www.oligoengine.com网站提供的 工具软件设计,所选择MIF的靶点序列分别为:pSu- per—MIF—F1 5’一C I'ATrACGACATGAACGCG一3’: pSuper—MIF—F2 5’一CAAC r℃CACCr兀℃CCCTA A一3’。 合成的正、反义链经过变性、复性后形成双链 MIF基因siRNA,类似发卡样两端配对寡核苷酸链, 其中含9个碱基的圈连接起来,分别在5’和3’端产 生 11与HindllI酶切位点,与载体连接后 11I酶 切位点消失,据此筛选所构建的重组载体。 2.2逆转录病毒载体的构建将合成的正、反义链 经过变性、复性后形成双链MIF基因siRNA,采用双 链定向亚克隆入逆转录病毒载体Super.retro,转化大 肠杆菌菌株E.coli DH5ct,氨苄青霉素(100 mg/L)筛 选出阳性克隆,提取质粒。 2.3 重组质粒MIFsiRNA的鉴定 重组质粒用 EcoR I与HindllI酶进行双酶切,酶切产物行1%琼 脂糖凝胶电泳。阳性克隆分别命名为pSuper— MIF1、pSuper—MIF2,纯化后送到上海博尚生物公司 l2 h后更换完全培养基,48 h后加入1 mg/L嘌呤霉 素,筛选3—4周获得阳性克隆。细胞株命名为 PHOENIX—pSuper—mock、PHOENIX—pSuper— MIF1 siRNA、PHOENIX—pSuper—MIF2 siRNA。 2.5 重组逆转录病毒感染HeLa细胞株将筛选获 得的PHOENIX阳性克隆培养至90%融合后换成无 嘌呤霉素的完全培养基,24 h后收集细胞上清,滤液 一7O℃保存。HeLa细胞株接种到6孔板中,加入 1 mL PHOENIX细胞上清滤液并加入2 mg/L聚凝 胺,37℃、5%CO 条件下培养,重复感染2次,继续 培养24 h,更换含1 mg/L嘌呤霉素的完全培养基筛 选培养,每3—4 d换液,约20 d后筛选完成。细胞 扩增、传代,所产生的细胞株分别命名为HeLa—pSu・ per—mock、HeLa—pSuper—MIF1 siRNA、HeLa—pSu・ per—MIF2 siRNA。 2.6 Western blotting检测MIF蛋白的沉默将筛选 后的HeLa细胞株接种到6孔板中,培养至每孑L 1× l0 时,收集细胞。用适量细胞裂解液(150 mmol/L Tris—HC1,0.2%叠氮钠,0.1%SDS,100 mg/L PMSF,1 mg/L aprotinin,1%NP40,0.5%去氧胆酸 钠,150 mmol/L NaC1)裂解,BCA蛋白浓度测定试剂 盒检测蛋白浓度,上样50 g总蛋白,10%SDS聚丙 烯酰胺凝胶电泳,将蛋白质转移到PVDF膜,用含 5%脱脂奶粉的TrBS(O.1 mol/L Tris—HC1,pH 7.5; 0.2%NaC1;0.05%Tween20)37℃封闭1—2 h,分别加 入兔抗人MIF单克隆抗体(I:2 000稀释,Santa Cruz),或小鼠抗人GAPDH单克隆抗体(1:1 000稀 释)4℃孵育过夜。TYBS漂洗5 min×3次;兔抗辣 根过氧化物酶标记Ⅱ抗(1:5 000稀释)37℃孵育1 h;TYBS漂洗5 min x 3次;SuperSignal Weste Femto (Pierce)敏感曝光试剂盒曝光底片显影。 2.7 细胞迁移实验操作按Coming公司Transwell 说明书进行。在Transwell下室的DMEM培养液中 加入10%血清,在Transwell上室分别滴加1×10 HeLa—pSuper—mock、HeLa—pSuper—MIF1 siRNA 细胞悬液。将上室置于下室之中,在37℃温箱孵 育。16 h后取出上室,用棉签将残留在上室内表面 上的细胞拭去。上室经PBS洗涤后,用4%多聚甲醛 固定迁移至上室外表面上的细胞,细胞用含0.1%龙 胆紫的20%乙醇染色20 rain,用清水洗3遍,显微镜 下(200×)计算迁移细胞数,结果取5个视野细胞 计数的平均值。 2.8软琼脂糖克隆形成实验,用PBSX配06%.和12%.的低熔点琼脂糖灭菌待用;2..DMEM细胞培溶化06%和12%的琼脂糖(57℃水浴溶化)42qC恒温备用取3mL12%的琼脂糖与等体积的2×细胞培养液混匀铺在60mm细胞培养皿养液。,,.,中凝固后备用,—。消化sHeLa—pSup,er—mock、HeLapSupe.r—MIFliRNA细胞各取5X10。细胞用,15mL2×细胞培养液混匀重悬成单细胞悬液然后0.琼脂糖混合铺在上述的已凝固的06%琼脂糖培养皿内每隔3d补充23滴新鲜的培养液培养15d后克隆形成使用0005%龙胆与等体积的.6%,—。,,.紫染色2.1h后显微镜下(40,×)观察克隆个数on。9lla细胞黏附性实验dhens按照Chemic。公司cytom200atreixceionstrips说明书进行—室温—~L/w、llFig1Ideconntificationofrecomrbin—antretrovaniralvecrtor—sincludingvPBS—洗涤2遍胰酶消化HeLapSupermockHeLaMIFsiRNA细胞制成单细胞悬液计数pSuper,—trolvetor,pSupeMIFlsdMpSupe:marMIF2l.ia—EcoRItroandHindIIIdige:ption.ker—r;Line:con,,,调整细胞浓度为JI]人孔每fLT1×10。l;Line2RISuper—MIFI;Line3:pSupeMIF2cells/L。每组分别设37℃3,3个复后取图1Eco与HindllI“酶切鉴定重组质粒!,100ILL,细胞悬液洗涤10%100,孵育5ar1h!揣出96孔培养板用胞m。PBS2遍去除未黏附细in,1』^。●J0。…。‘1:ii:荸营蔓署j£Ⅻw………’“。。∞…∞曼童I蕊曼:c●■H󰀀一…c‘’:黔一2:慧!:j2j嚣’”々篇翟臀翟::霉”󰀀,,含3—02%.龙胆紫的乙醇染色tx用PBS0.洗涤o5遍每fL~H入,.L等体积混匀的1I^一一il.kⅫo^^^^..^~…也p’.,.th^Ⅳj五^_。:j。l/LNaH:PO。(pH4。5)和nm50%乙醇以去除残余染r—’色2—酶标仪在波长r—570读数—。。i.忱j”』L此。.、.,、‘..^,.埘一...^^!^^…..1:..10流式细胞仪检测HeLaMIFr—pSupemock、HeLaFig2SequencingfpSuper—M1FI.pSupe—siRNA细moc胞的细胞周期和凋亡—将iRNA1,图2pSuper—MIFl‘测序结果?东:HeLapSupek、HeLapSuper—MIFlEDTAs…...…细胞分别用,025%.胰蛋白酶和,0.02%(:1)。:二0癸:舞::’“’’“‘。,,:j::曼j囊“jj:…。:::等茹0:=。_●‘叫‘=:0之:1.::=嚣消化细胞制备单个细胞悬液洗涤再用,70%、冷乙醇固定.PBS1%,TritonX一100001%。RNase和..^.。“一f㈠㈧J-^I^&^“fj^i一,≯!005%PI.处理通过,300488目尼龙网备检lqm用Profile1I。■帆船jjenc。.,|._:.“—、。。』卜‰j型流式细胞仪在DNA,激发波长下测定细胞。用Muhicycle软件分析细胞周期分布情况Annex细Fig3SequpSuingofpSuper—MIF2.胞早期凋亡数目通过(BDBioEminVPIx=检测试剂盒488lqm图32perrnn—MIF2测序结果sc=iences)检测。。激发波长nexE;发射Westeblotting检测检测MIFlMⅡ蛋MIF、白的沉默。波长过3FL3530nmAninV—FITC的绿色荧光通pSupeWesterblotingtpSuper—蛋白结果见图4—重组FITC通道(FLl)检测。;PI红色荧光通过PI通道逆转录病毒r—pSuperMIF2MIF检测mock相比均可以有效沉默a与空白对照蛋白的表达。统计学处理两组数据比较采用t3沉默MIF后HeL细胞迁移活性下降,—检验数据用均数,4标准差(元±s)表示。结1果小牛血清趋化作用下迁移至下室的细胞数目对照组pSupermock为(892±211)cells/M1F组为(592±136)cells/视野pSuper视野10%..—在,..。两组比较有显著差异(P4<0.05)见图,5。酶切鉴定重组质粒逆转录病毒载体pSuper.沉默MIF后HeLa细胞不依赖支持物生长的特pSuperetro由本室改造:成功,性减弱通过软琼脂克隆形成实验对照组,构建后重组质粒%fⅢ酶切位点应该消失阳性克隆经EcoRI与HindIlI酶切后可产生280bp大小的片段阴性克隆经EcoRI与Hindm酶切后则产生230。r—mock和pSupe.r—MIFl在培养、15d.后克隆数目分别-4为(14野,bp680bp两条带。、本实验中重组质粒经EcoRI与)cells/视野(3两组比较有显著差异(P<00044.0680175.)cells/视。.05)见图6,󰀀2198󰀀2HeLa。。pSuper—。mockHeLapSuperMIF36kDGAPDH17kDMIFFig4WesterermblottingusanalyzedthepSuper~effectofknockdowanrnMIFby20,.thetrovir:vectorsrMIFI:dpSuperMIF2s.16LinLinelpSupe—mocks;Line2.pSupeMIFliRNA;凸一e3:pSuper—MIF2iRNA衰pSu12图4Westernblotting—检测逆转录病毒载体对COSk一per—MIFl苫084和pSuperHcLaMIF27细胞株MIF的抑制效果。JrpSupcrmocHe[a—pSupcrMIFFig6120臣100≥兰0‘图67一n6。:一。。口。石。L{时II。飞一口u4806040nO5c;0302O●0暑兰20【】Hel,apSuperr——mockHeLa—pS—uperMIF——Fig5HeLawereapSupetorsmocukeranccedHeLahambellsintheS.pSupertransweuMIFccells.ddednthepprofllhamberrsSixteehoudbylaterswa,the,theppero。chambewereremovebbingcounandbon:ttomf

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