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人SUMO病毒载体构建及稳转神经母细胞瘤SHSY5Y细胞系的建立

2020-06-02 来源:九壹网
山东医药2013年第53卷第l0期 ・论著・ 人SUMO病毒载体构建及稳转神经母 细胞瘤SHSY5Y细胞系的建立 常晶,陆菡,薛庆生,于布为 (上海交通大学医学院附属瑞金医院,上海200025) 摘要:目的构建表达人小泛素化相关修饰蛋白(SUMO)基因的逆转录病毒载体,并观察其稳定感染神经母细 胞瘤SHSY5Y细胞后SUMO蛋白的表达情况。方法 用EcoR I和Xho I双酶切pcDNA 3.0一HA—SUMO1、pcDNA 3.0.HA—SUMO2、pcDNA 3.0一HA-SUMO3质粒,得到3 X Flag—SUMOs基因的编码序列,定向插入到pBabe—puro载体 中,经扩增、筛选阳性克隆、酶切和测序验证后,转染293T细胞进行病毒包装、扩增、纯化获取逆转录病毒颗粒。将 逆转录病毒颗粒感染SHSY5Y细胞,经嘌呤霉素筛选后抗性克隆集落长出。Western blot检测稳定转染的pBabe-3 ×Flag.SUMOs.SHSY5Y单克隆细胞SUMO1—3的表达。结果pBabe一3 X Flag—SUMOs.puro质粒构建正确。稳定转 染的SHSY5Y细胞系3 X Flag.SUMOs表达明显增强。结论成功构建了稳定表达SUMO的pBabe-3 X Flga—SUMOs- SHSY5Y细胞系。 关键词:小泛素化相关修饰蛋白;逆转录病毒;神经母细胞瘤细胞 doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2013.10.001 中图分类号:R329.2 文献标志码:A 文章编号:1002-266X(2013)10-0001-03 Construction of a retroviral vector expressing human SUMO gene and establishment Of its stable transfected SHSY5Y cellline CHANG】tng,LU Han,XUE Qing-sheng,YU Bu—wei (Ruo'in Hospital,Shanghai Jiao University School of Medicine,Shanghai 200025,P.R.China) Abstract:Objective To construct a retroviral vector of SUMO gene in order to generate a SHSYSY cell line stably expressing exogenous SUMO and to detect SUMO protein in SHSY5Y cells.Methods pcDNA3.O-HA-SUMO1,pcDNA 3.O-HA.SUMO2.pcDNA3.0-HA—SUMO3 plasmids were double digested by EcoR I and Xho I to get the 3×Flag-SUMOs coding sequence,which was then subcloned into pBabe—puro vector.Positive clone was sequencing veriifed and ampliifed. Cell 293T were transfected with pBabe-puro and viral packaging plasmid to produce purified retroviral particles.SHSY5Y cell was then infected with retroviral particles.Puromycin resistant clones were selected.The expression of 3×Flag—SUMOs was verified by method of Western blot.Results Restriction endonulease analysis and DNA sequencing showed that the pBabe-3×Flag-SUMOs-puro plasmid was consturcted successfully.The enhanced expression of 3×Flag—SUMOs in stably ifnected SHSY5Y cells was proved by Flag antibody.Conclusion SHSY5Y cell lines stably expressing genes encoding 3 ×Flag—SUMOs were established successfully. Key words:small ubiquitin—like modifier;retroviurs;neuroblastoma cell 小泛素化相关修饰蛋白(SUMO)是一种新的类 巴结、脾脏表达外 ,SUMO1~3均在神经系统及 泛素家族成员,SUMO化介导的蛋白翻译后修饰是 其他系统内广泛表达。SHSY5Y细胞系属人神经母 调控神经元功能的重要机制 。脊椎动物SUMO 细胞瘤sK—N—SH细胞系的一个亚类,不仅形态类似 家族有SUMO1—4四个成员,除SUMO4仅在肾、淋 神经元,在功能方面也表现出活体神经元的特 基金项目:国家自然科学基金资助项目(81102513,81072703)。 作者简介:常晶(1986一),女,研究方向为全麻机制、麻醉与学习记忆的关系。E—mail:changjing10175248@126.colrl 通讯作者:于布为(1955一),男,博士,教授,主任医师,研究方向为全麻机制、麻醉药物与记忆的关系、慢性疼痛的基因治疗等。E-mail:yubuwei @yahoo.tom.an 点 ]。2012年9—11月,我们将具有嘌呤霉素抗性 的逆转录病毒载体与疱疹性口腔炎病毒糖蛋白G 基因(pVSVG)及HIV的gag-pol基因共转染293T 细胞,形成高滴度的逆转录病毒,感染SHSY5Y细胞 以构建表达SUMO的稳转细胞系,旨在为进一步研 究SUMO在中枢神经系统中的作用奠定基础。 1材料与方法 1.1 材料与试剂 人神经母细胞瘤SHSY5Y细胞 (低分化)购于美国典型培养物保藏中心(ATCC)。 293T细胞购于中国科学院细胞库。pcDNA3.0-HA- SUMO1、pcDNA3.0-HA—SUMO2、pcDNA3.0-HA-SU— M03质粒及pBabe-3×Flag—pmo、pVSVG和gag-pol 质粒均由上海交通大学医学院细胞信号转导实验室 程金科教授惠赠。 DMEM培养液购自Gibco公司, 感受态Top10与DNA凝胶纯化试剂盒购白天根科 技,限制性内切酶及DNA连接试剂盒均购自Pro— mega公司,反转录试剂盒购自Takara公司,转染试 剂LipofectamineMT2000购自Invitrogen公司,Flag M2抗体购自Sigma公司。引物合成服务由上海生 工生物工程有限公司提供,质粒测序由北京六和华 大基因科技公司完成。 1.2实验方法 I.2.1 pBabe一3×Flag-SUMOs-puro的构建pBabe- 3×Flag—puro在pBabe—puro质粒基础上改造而来。 用EcoR I和Xho I双酶切pcDNA3.0一HA—SUMO1、 pcDNA3.0-HA-SUMO2、pcDNA3.0-HA—SUM03质 粒,用EcoR I和Sal I双酶切pBabe—puro载体,酶切 产物经琼脂糖电泳后,分别回收并纯化相应DNA片 段。用DNA连接酶将二者酶切产物连接。l6℃过 夜。连接产物转化感受态细菌Topl0,37℃过夜。 酚一氯仿初步筛选后选阳性克隆进行扩增,碱裂解 法提取pBabe.3×Flag—SUMOs—puro质粒。 1.2.2 pBabe-3×Flag-SUMOs-puro的鉴定 用 EcoR I、Xho I和Sal 1分别单酶切重组表达载体, 经I%琼脂糖凝胶电泳初步检测片段长度后测序证 实。DNA测序鉴定:SUMO1、SUMO2、SUMO3通用 上游引物为:5 一CGGGATCCATGTACCCATACGAT— GTr-3 ;SUMO1下游引物为:5 -CCGCTCGAGCTA- AACTGTTGAATGACC一3 ;SUMO2下游引物为:5 一 CCGCTCGAGTCAGTAGACACCTCCCGT一3 : SUMO3 下游引物为:5 一CCGcTCGAGCTAGAAACTGTGC— CCTGC-3 。 1.2.3病毒包装取处于对数生长期的293T细胞 传代,待细胞达到75%密度时转染。将测序正确的 pBabe一3×Flag—SUMOs-pruo的质粒、pVSVG和gag- 2 山东医药2013年第53卷第10期 pol共同转染293T细胞,同时设立空载体对照组 (MOCK组)。目的质粒、pVSVG和gag—pol的转染 比例为1:1:1。48 h后收集逆转录病毒上清,经 0.45 m滤器过滤、分装,一80℃冰箱保存。 1.2.4 pBabe一3×Flag.SUMOs—SHSY5Y稳转细胞系 的建立 1.2.4.1 SHSY5Y细胞嘌呤霉素最小致死浓度的 确定及稳定表达抗性细胞株的筛选取24孔板接 种适量SHSY5Y细胞,待细胞达到75%密度时,加 入不同浓度的嘌呤霉素(0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 I ̄g/mL),每一浓度设3个孔,2 d后根据细胞死亡情 况确定嘌呤霉素对SHSY5Y细胞的最小致死浓度。 待6孑L板中SHSY5Y细胞融合度达75%时,分别加 入1.5 mL包装了3×Flag—SUMO1、3×Flag—SUMO2 和3×Flag.SUM03质粒的病毒上清于37 oC、5% CO 培养箱培养24 h后,更换为含6 pLg/mL嘌呤霉 素的筛选培养基培养,2—3 d换液1次,并重新加入 嘌呤霉素。待未加入病毒感染的培养基内SHSY5Y 细胞(Mock组)死亡后,有抗性克隆集落长出时继 续加入嘌呤霉素培养。 1.2.4.2 pBabe-3×Flag—SUMOs—puro在SHSY5Y 单克隆细胞中的表达测定 采用Western blot法将 筛选获得的pBabe一3×Flag-SUMOs-puro细胞单克隆 分别用胰酶消化收集细胞,PBS洗涤后加入2×SDS 超声裂解,4℃、12 000 r/min离心20 min,取上清分 装。取适量蛋白稀释后进行蛋白定量。将各样品蛋 白稀释至相同浓度,100 oC水浴10 min,等量加入 10%~12%SDS-聚丙烯酰胺凝胶中进行电泳,并电 转入PVDF膜中,用5%脱脂牛奶室温封闭1 h,加 入稀释的抗Flag抗体,室温孵育1 h,TBST洗3次 (5~10 min/次)。二抗(辣根过氧化物酶连接的羊 抗鼠抗体)孵育1 h,TBST洗3次(5~10 min/次)。 采用FUJIFILM LAS-4000光成像系统进行图片显 像。 2结果 2.1 pBabe-3×Flag-SUMOs-puro的鉴定将构建 的pBabe一3×Flag—SUMOs—puro质粒经DNA测序,结 果显示SUMO1、SUMO2、SUMO3及MOCK组的模板 均成功构建于pBabe一3×Flag—puro载体上,序列完 全正确,与目的序列相同。 2.2 pBabe一3×Flag-SUMOs-puro在SHSY5Y细胞 中的表达Westenr blot结果显示抗Flag的抗体能 检测到通过病毒转染的pBabe.3×Flag.SUMOs.puro 在SHSY5Y细胞中的表达,由图1可以看出,病毒转 染pBabe-3×Flag—SUMOs・puro的SHSY5Y细胞中 山东医药2013年第53卷第1O期 SUMO1、SUMO2、SUMO3的含量明显多于MOCK 病毒感染稳转pBabe-3×Flag-SUMOs—puro质粒,使 SUMO1—3在SHSY5Y细胞系中有一定的高表达, 组。同时,只有转染pBabe-3×Flag—SUMOs—puro的 SHSY5Y细胞能被Flag抗体在相应的位置检测到条 带。见图1。 1 2 1 3 1 4 对SUMO修饰的增减变化起了放大的作用,并通过 Flag对SUMO进行标记,选用抗Flag抗体进行放 大,增加了SUMO变化的可检测性,很好地解决了 商品化的SUMO抗体因检测的特异性和灵敏性偏 低对结合态和游离态的SUMO蛋白表达显示不清 晰的问题。 结合态SUMOs 目前大多数转染实验使用的是脂质体转染,转 游离态SUMOs Flag抗体 图1 SUMO1、SUMO2、SUMO3在SHSY5Y 细胞中的表达(Western blot法) 注:1为Mock组;2为pBabe-3×Flag SUMO1一puro;3为pBabe-3 ×Flag SUMO2・pum;4为pBabe-3×Flag SUMO4一puro 3讨论 SUMO化介导的蛋白翻译后修饰被认为是调控 神经元功能的重要机制。SUMO能可逆地与靶蛋白 赖氨酸残基进行多肽共价修饰,从而调节底物功 能…。SUMO化修饰广泛参与了基因转录的调控、 细胞周期的调控、蛋白翻译后修饰等过程,在信号转 导、核质运输、泛素化的拮抗等方面均发挥重要作 用。SUMO化修饰的理论基础为蛋白质学说,其发 生与去除都能够改变蛋白质的功能。除了已经发现 的膜蛋白外,SUMO化修饰蛋白大多属于细胞信号 转导通路,在转录因子的转录开放过程中发挥着重 要作用,最终能够影响一系列基因的转录水平 J。 然而,SUMO体系的许多特点增加了研究的难度,比 如修饰水平普遍较低,在生理状态下存在大量去 SUMO化酶系,SUMO相关蛋白复合体系形式多样, 发挥作用的酶和底物种类繁多等 。因SUMO修 饰水平低,对研究的灵敏度和准确度提出了更高的 要求。因此排除诸多干扰因素,对SUMO体系进行 确切的分析,就要求建立针对SUMO修饰的特定研 究工具,人SUMO稳转的细胞系即是诸多研究工具 中的一种。由于无论在人体内或体外组织细胞中 SUMO化的修饰水平均较低,不容易被观察和检测 到,因此,通过构建SUMO表达的稳转细胞系来放 大SUMO化修饰的变化趋势,使其易于观察和检测 就成为研究SUMO这一蛋白翻译后修饰的首要环 节。鉴于常规的脂质体等方法转染SHSY5Y细胞效 率较低,本研究选用逆转录病毒作为转染工具,通过 入细胞的基因表达会随着细胞的传代逐渐降低。而 经逆转录病毒系统包装后的外源基因可以稳定高效 地整合入宿主基因组,稳定介导基因表达;包装成熟 的病毒颗粒以出芽生殖的方式进入到细胞培养液上 清液中,易于与宿主细胞分离,制备方便 J。本研 究通过酶切与亚克隆技术成功构建了重组逆转录病 毒质粒pBabe-3×Flag—SUMOs—pruo,通过转染及筛 选产生高滴度逆转录病毒颗粒,并感染SHSY5Y细 胞,得到了稳定表达的pBabe一3×Flag—SUMOs— SHSY5Y细胞系,为进一步研究SUMO在神经系统 蛋白翻译后修饰及信号转导中的作用奠定了基础。 参考文献: [1]Geiss—Friedlander R,Melchior F.Concepts in sumoylation:a dec— ade on[J].Nat Rev Mol Cell Biol,2007,8(12):947-956. 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