第17卷第16期2007年8月
中国现代医学杂志
ChinaJournalofModernMedicine
1005-8982(2007)16-1927-04
Vol.17No.16
Aug.2007
文章编号:
论著・・
重组人脂联素真核表达载体的构建及表达*
佘其美1,石献忠2,王长江3,王佑民3,代
芳3,杨明功3
(1.北京市石景山医院内分泌科,北京100043;2.北京大学医学部人体解剖学教研室,
北京100083;3.安徽医科大学第一附属医院内分泌科,安徽合肥230022)
摘要:目的
为进一步研究脂联素(ADPN)的功能提供实验基础,构建含重组人脂联素(hADPN)真核表
酶切载有人脂联素cDNA的重组克隆质粒pMD18-T和真核表达质粒
达载体的3T3-L1细胞株。方法
转化大肠杆菌JM109,筛选阳性克隆,经酶pcDNA3.1+,回收目的基因片段与线性化的真核表达质粒,经连接、
切和核苷酸序列测定鉴定。脂质体法转染3T3-L1细胞,G418筛选阳性细胞克隆扩增,通过RT-PCR的方法逆转录合成脂联素基因片段。结果重组真核表达质粒酶切后获得5.4kb和800bp两个片段,大小与理论值一致。并经核苷酸序列测定证实。RT-PCR产物经凝胶电泳后于紫外分析仪下可见在250bp前有一清晰条带,和扩增目的基因片段长度234bp一致。结论成功地构建了人重组脂联素真核表达质粒并在3T3-L1细胞中稳定表达。
关键词:
脂联素;真核表达;3T3-L1细胞
中图分类号:
R589.2;R394.3文献标识码:A
Constructionandexpressionofeukaryoticrecombinant
withhumancompleteadiponectincDNA*
SHEQi-mei1,SHIXian-zhong2,WANGChang-jiang3,WANGYou-min3,DAIFang3,YANGMing-gong3
(1.DepartmentofEndocrinology,ShijingshanHospitalofBeijing,Beijing100043,P.R.China;2.
Anatomydepartment,PekingUniversityHealthScienceCenter,Beijing100083,P.R.
China;3.DepartmentofEndocrinology,theFirstAffiliatedHospitalofAnhui
MedicalUniversity,Hefei,Anhui230022,P.R.China)
Abstract:【Objective】Toprovideexperimentalbasisforfurtherinvestigatingonadiponectin(ADPN)function,whoseeukaryoticrecombinantwasconstructedandexpressionin3T3-L1preadipocytes.【Methods】Therecombi-nantplasmidpMD18-T/hADPNandeukaryoticexpressionvectorpcDNA3.1+weredigestedbytworestrictiveen-donucleaseandhADPNandlinearpcDNA3.1+wereobtained,then,theywerelinkedandtranslatedintoJM109,andatlast,therecombinantpcDNA3.1+/ADPNwasobtainedandwasidentifiedbydigestofrestrictiveendonucleaseandnucleotidesequencing.The3T3-L1preadipocytesweretransfectedusingSuperFectTransfectionReagent(QIAGEN).ThepositiveclonesscreenedoutbyG418,andthepositivecloneswereclonedagain.TheadiponectincDNAwassynthesizedbyareversetranscriptionbyusingthetotalRNAasatemplate,andthencompleteadiponectinwassyn-thesizedbyPCRbythecDNAasatemplate.【Results】800bpfragmentand5.4kbfragmentwereconsistantwith
Conclusion】TheeukaryotictheoreticvaluesaftereukaryoticrecombinantwasdigestedbyHindⅢandEcoRⅠ.【
expressingrecombinantwithcompleteadiponectincDNAwasconstructed.Keywords:adiponectin;eukaryoticexpressing;3T3-L1adipocytes
目前认为脂肪组织不仅是一个能量储存库,还
收稿日期:2007-03-08
能产生多种调控机体代谢和能量平衡的分泌性蛋
*基金项目:安徽省自然科学基金资助(03043719)
中国现代医学杂志第17卷
白,影响机体的代谢。新近发现的脂联素(adiponectin,质粒。
ADPN)是脂肪组织分泌的一种特异性蛋白质,由于
其新的功能不断地被研究和发现,人们对它的认识愈来愈深入,普遍认为脂联素是与肥胖和胰岛素抵抗有关的一个重要脂肪因子。本研究旨在构建含重组人脂联素真核表达载体的3T3-L1细胞株。为进一步研究脂联素的功能及调控机制提供实验基础。
1..2.4重组pcDNA3.1+-hADPN稳定转染3T3-L1
在超净工作台上按照SuperFect
细胞与筛选
TransfectionReagent操作说明使重组pcDNA3.
1+-hADPN转染3T3-L1细胞,改用含600μg/mL
双抗的DMEM高糖筛选培养液筛选G418、10%FBS、阳性细胞集落。
1
1.1
材料与方法
材料
载有人全长脂联素编码区cDNA的重组克隆质
1..2.5转染的鉴定按QIAGEN公司提供Rneasy
Minikit说明书进行操作提取3T3-L1细胞总RNA量。根据二步法RT-PCR试剂盒要求,进行逆转录
及PCR反应。逆转录反应体系为20μL反应体积的混合物如下:RNA2μL(1μg),5×AMVBuffer
粒pMD18-T/ADPN系本实验室构建[1],限制性内切酶HandⅢ、引物、核糖EcoRⅠ、AMV反转录酶XL、核酸酶抑制剂、TaKaRaExTaq酶、dNTPs和DNA
4μL,dNTPs(2.5mmol/L)8μL,Rnasin(40u/μL)0.5μL,AMV(5u/μL)2μL,Oligod(T)18(30.5pmol)2.5μL,DEPC-treatedwater1μL。混匀,短暂离心15s。室温下放置10min。42℃静置1.5h。99℃
静置5min。冰水中冷却5min。PCR反应体系总体积50μL,cDNA10μL,dNTPs(2.5mmol/L)2.0μL,
Marker购自大连宝生生物工程有限公司,T4DNA连
质粒提取试接酶购自Promega公司,胶回收试剂盒、
剂盒及总RNA提取试剂盒(RneasyMinkit)购自
QIAGEN公司,JM109菌种和真核表达质粒pcD-
NA3.1+载体由安徽医科大学寄生虫教研室惠赠。3T3-L1细胞株购自中国科学院生科院细胞资源中
心。高糖DMEM培养液购自GIBCOBRL公司产品,TBD特级胎牛血清购自中国医学科学院生物工程研究所。
Adiponectin上游引物2μL,Adiponectin下游引物2μL,β-actin上游引物2μL,β-actin下游引物2μL,Taq酶0.5μL,10×TaqBuffer(含Mg2+)5μL,ddH2O24.5μL。94℃预变性1min,94℃变性30s、58℃退火30s、72℃延伸1min(共循环30次),最后72℃延伸4min。
1.2方法
1.2.1pMD18-T/ADPN和pcDNA3.1+的双酶切
根据真核表达载体pcDNA3.1+上的多克隆位点和
2
2.1
结果
克隆pMD18-T/ADPN的双酶切
pMD18-T/ADPN质粒酶切位点图谱,选定HandⅢ、EcoRI分别做双酶切。酶切后进行琼脂糖凝胶电泳,切胶,按QIAquickGelExtractionKit操作步骤分别回收目的基因片段和线性化pcDNA3.1+。紫外分光
光度计测定其浓度。
HindⅢ、EcoRI双酶切pMD18-T/ADPN,得约2.6kb和800bp,与理论值一致,见图1。2.2质粒载体pcDNA3.1+的双酶切
HindⅢ、EcoRI双酶切质粒载体pcDNA3.1+,得约5.4kb和42bp,见图1。
5
4
3
2
1
7500bp5000bp2500bp2000bp1000bp750bp500bp
1.2.2连接反应按照载体与目的基因的量为1∶3比例,取3μL线性化载体pcDNA-3.1+和4μL回收的脂联素目的基因片段混匀,再加入T4DNA连接酶及连接缓冲液15℃连接过夜。1.2.3
转化和克隆挑选
取大肠杆菌JM109按氯
化钙法制备感受态细胞[2]。将连接反应液10μL加入200μL新鲜感受态细菌中,冰上置30min,42℃热休克90s,冰上置2min,加入800μLLB液体培养基,温和振摇1h,3000r/min离心1min,弃去大部分上清,留200μL充分混匀后均匀涂在含氨卞青的选择性LB培养基上,37℃恒温培养16h,筛选阳性克隆,小量提取质粒后,初步筛选出可能的重组
注:1泳道:2000+1500bpMarker;2泳道:重组脂联素真核表达质粒HindⅢ、EcoRI的双酶切;3泳道:重组脂联素真核表达质粒
HindⅢ的单酶切;4泳道:质粒载体pcDNA3.1+HindⅢ的单酶切;5泳道:质粒载体pcDNA3.1+
图1HindⅢ和EcoRI酶切图谱
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第16期佘其美,等:重组人脂联素真核表达载体的构建及表达
2.3真核表达重组子的酶切分析
HindⅢ、EcoRI双酶切真核表达重组子,得约5.4kb和800bp,HandⅢ单酶切得6.2kb,均与理论值一致,见图1。
2.4重组片段的DNA测序分析
人ADPN核苷酸测序证实是定向插入,见图2。可判定脂联素的全长片段是正向插入真核表达载体中。
NA3.1+-hADPN的3T3-L1前脂肪细胞总RNA为模板,特异性地扩增出约234bp和373bp2条目的条
带,与理论值相吻合。而未转染和转染空载质粒组只特异性地扩增出373bp1条目的条带,见图5。
1
2000bp750bp500bp250bp100bp
373bp234bp
2
3
4
图2人ADPN测序的部分结果注:1:DNADL2000分子量标准;2:转染脂联素真核表达质粒的
2.5pcDNA3.1+-hADPN稳定转染3T3-L1细胞
实验组的器皿中长出多个细胞集落,见图3,而
3T3-L1细胞的RT-PCR产物电泳图;3:转染空载质粒的3T3-L1细胞的RT-PCR产物电泳图;4:未转染的3T3-L1细胞的RT-PCR产物电泳图
的筛选
阴性对照组器皿中无细胞集落生长。
图53T3-L1细胞的RT-PCR产物电泳图
3讨论
脂肪组织分泌的一ADPN是由apM1基因编码、
种类胶原样蛋白质,C末段结构同胶原Ⅹ、Ⅷ和C1q显著相似[3]。在正常人血浆ADPN浓度约1.9 ̄17.0
mg/mL,女性血浆中ADPN的含量高于男性,而在肥胖人群中较低,约3.7mg/mL[4]。Northernblot分析显
示apM1mRNA仅在脂肪组织中表达,在骨骼肌、小
图3
G418筛选阳性细胞克隆
2.6总RNA的质量和浓度
用754紫外分光光度计测得:A260=0.125,A280=
肠、胎盘、子宫、卵巢、肾脏、肝、肺、脑或心脏中未检其基因定位于3q27,长16kb,由3个测到其表达[3]。
外显子和2个内含子构成。该基因编码产物为244个氨基酸多肽,包含一个公认的氨基末端信号序列、一个小的非螺旋区、一段22个胶原重复延伸序列和一个球型区域[3,5]。
0.069,总RNA的浓度=A260×40×稀释倍数
/1000=1μg/μL,总RNA的总量=浓度×10=10
取3T3-L1细胞总RNA,经凝胶电泳后,紫外灯μg。
下呈现清晰的28、18和5s3条带,28s/18s约为
2∶1,表明总RNA无降解,见图4。
HEILBRONN等[6]发现给大鼠注射重组脂联素
能增加肌肉对葡萄糖的摄入和脂肪酸氧化,减少肝脂肪酸摄入和糖异生产生,以及改善整体胰岛素抵抗。在许多研究中,低水平血脂联素显示与胰岛素
28s18s
抵抗和各种临床代谢综合症有关。在青少年中也发现脂联素有此作用[7]。YOKOTA等[8]研究证实脂联素有可能成为炎症性疾病的一个新治疗措施。此外,脂联素是目前被发现胰岛素抵抗下调的唯一物质。如果将脂联素基因连到载体上,通过有效的途径导入体内提高起表达量以改善胰岛素抵抗。但脂联素病理生理作用及其作用机制尚未明确,它作用于靶组织及细胞,特别是对脑、肝和骨骼肌的作用机制、
5s
图43T3-L1细胞总RNA电泳图
2.7RT-PCR产物电泳分析
根据已知序列设计的引物,以稳定转染pcD-
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中国现代医学杂志第17卷
受体及其结构、对胰岛素抵抗的改善及其抗动脉粥样硬化的作用机制以及与游离脂肪酸、瘦素、抵抗素等脂肪组织分泌物质的相互作用关系正在深入研究,特别是在中国人群中的研究日益受到关注[9]。
本实验中真核表达载体pcDNA3.1是一种高效
+
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(张立芳编辑)
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哺乳类表达质粒,带有CMV启动子/增强子,能在多种细胞内高效表达,并带有PUC骨架和BGHTer。人ADPN基因含脂联素全长编码序列,包含氨基端信号肽序列。测序结果与Genbank基本一致(基因登录号:D45371)。无序列碱基错位,同时带有起始密码子ATG和终止密码子TGA。人脂联素重组真核表达质粒构建过程中,DNA片段与载体采用定向连接,保证了脂联素基因正向插入载体。利用
3T3-L1哺乳细胞作为表达体系,能够进行正确的翻
译后加工和装配;再者,哺乳动物细胞易被重组
DNA质粒转染,具有遗传稳定性和可重复性。通过RT-PCR证明了人脂联素重组真核表达质粒转染3T3-L1细胞获得成功,且对细胞生长影响不明显。这为进一步研究ADPN的功能提供实验基础,并试
图为代谢综合征治疗寻找一种新途径。
参
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文
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