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穩(wěn)定細(xì)胞株構(gòu)建的應(yīng)用

2021/1/28 14:49:01

背景[1-3]

穩(wěn)定細(xì)胞株構(gòu)建適用于各種研究應(yīng)用,如重組蛋白和抗體生產(chǎn)、基因編輯、功能性研究等。

構(gòu)建穩(wěn)定細(xì)胞系的基本原理是將外源DNA克隆到具有某種抗性的載體上,載體被轉(zhuǎn)染到宿主細(xì)胞并整合到宿主染色體中,用載體中所含的抗性標(biāo)志進(jìn)行篩選。最常用的真核表達(dá)載體的抗性篩選標(biāo)志物有新霉素(neomycin)、潮霉素(hygromycin)和嘌呤霉素(puromycin),常用G418來(lái)代替新霉素進(jìn)行選擇性篩選,篩選得到可穩(wěn)定表達(dá)目的蛋白,或者穩(wěn)定表達(dá)沉默特定基因的細(xì)胞株。

穩(wěn)定細(xì)胞株的構(gòu)建周期長(zhǎng)、難度大,每一步都很關(guān)鍵,尤其是細(xì)胞轉(zhuǎn)染,常用物理方法(電轉(zhuǎn))、化學(xué)方法(脂質(zhì)體等)、生物方法(病毒),根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)條件,選擇的方法,來(lái)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

目的蛋白的過(guò)表達(dá)往往是研究該基因/蛋白功能的常規(guī)手段,也是借助表達(dá)系統(tǒng)富集蛋白(DHFR、GS system)的方法。蛋白過(guò)表達(dá)穩(wěn)定細(xì)胞株的構(gòu)建能很好的幫助研究這個(gè)蛋白,或者得到大量的目的蛋白。

主要包含如下步驟:

1.載體構(gòu)建(表達(dá)質(zhì)粒載體、病毒載體);

2.轉(zhuǎn)染/感染;

3.目的蛋白初步檢測(cè);

4.抗生素篩選;

5.目的蛋白再次檢測(cè)(定性/半定量);

6.單克隆細(xì)胞株穩(wěn)定性檢測(cè)。

應(yīng)用[4][5]

用于慢病毒法建立表達(dá)外源基因的人前列腺癌穩(wěn)定細(xì)胞株研究

絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)是真核細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的重要通路,其中p38作為該家族的亞族之一,參與了細(xì)胞內(nèi)如應(yīng)激反應(yīng)、增殖、凋亡等多種生物學(xué)過(guò)程。在前列腺痛發(fā)生、發(fā)展的過(guò)程中,目前研究發(fā)現(xiàn)多種治療基因通過(guò)p38MAPK通路誘導(dǎo)前列腺癌細(xì)胞凋亡。

因此設(shè)計(jì)將外源性的p38MAPK導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi),并使細(xì)胞穩(wěn)定持續(xù)表達(dá),觀察該基因過(guò)表達(dá)時(shí)對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)增殖的影響,同時(shí)為未來(lái)通過(guò)該通路的治療靶點(diǎn)研究提供了工具。將外源基因轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞并使其表達(dá)的過(guò)程中,外源性目的基因的攜帶載體選擇成為最關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)。

目前基因治療中轉(zhuǎn)入基因的載體大體上可以分為兩大類:即病毒載體和非病毒載體。非病毒載體常用的方法包括電轉(zhuǎn)移法、磷酸鈣共沉淀法以及脂質(zhì)體法,可以達(dá)到瞬時(shí)表達(dá)的效果。但瞬時(shí)表達(dá)系統(tǒng)的外源基因表達(dá)會(huì)隨細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖而逐漸降低,且無(wú)法傳至子代細(xì)胞。病毒載體目前常用的包括腺病毒載體,腺相關(guān)病毒載體以及慢病毒載體。

其中慢病毒載體改造自逆轉(zhuǎn)錄病毒,具有以下特點(diǎn):、慢病毒載體既能轉(zhuǎn)導(dǎo)分裂細(xì)胞又能轉(zhuǎn)導(dǎo)非分裂細(xì)胞;第二、目的基因高效的整合于宿主細(xì)胞基因組內(nèi)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期而穩(wěn)定的表達(dá)并可以傳代給子代細(xì)胞;第三、不會(huì)引起宿主免疫反應(yīng);第四,去除了原病毒復(fù)制的關(guān)鍵位點(diǎn),提高了生物安全性。

對(duì)于前列腺癌的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,如何監(jiān)測(cè)腫瘤細(xì)胞或者腫瘤組織的發(fā)生發(fā)展的過(guò)程成為亟待解決的問(wèn)題,目前常見(jiàn)的方法包括熒光蛋白法和生物發(fā)光法。熒光蛋白作為報(bào)告基因,在生物學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,成為細(xì)胞內(nèi)分子影像的主流技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]Applications of bioluminescence imaging to antiviral research and therapy:multiple luciferase enzymes and quantitation.Luker K E,Luker G D.Antiviral Research.2008

[2]A capsid-modified helper-dependent adenovirus vector containing the beta-globin locus control region displays a nonrandom integration pattern and allows stable,erythroid-specific gene expression.Wang H,Shayakhmetov DM,Leege T,et al.Journal of Virology.2005

[3]Firefly luciferase and RLuc8 exhibit differential sensitivity to oxidative stress in apoptotic cells.Czupryna J,Tsourkas A.PLoS One.2011

[4]A comparison of imaging techniques to monitor tumor growth and cancer progression in living animals.Puaux A L,Ong L C,Jin Y,et al.Int J Mol Imaging.2011

[5]荊玉明.慢病毒法建立表達(dá)外源基因的人前列腺癌穩(wěn)定細(xì)胞株[D].南方醫(yī)科大學(xué),2012.

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