携带VDR基因慢病毒载体的构建及其表达和鉴定文献综述

 2023-02-15 06:02

背景介绍:

维生素D是维持人体生命所必须的营养素,是调节钙磷代谢最重要的生物调节因子之一。维生素D的来源有两条途径[1],其一是人的皮肤内的7-脱氢胆固醇经紫外线照射转变为维生素D3,其二是从食物中获得。摄入体内的维生素D最终被转化成有较强活性的1,25(OH)2D3,经血液循环输送到各个靶器官发挥作用[2]。1,25(OH)2D3是体内生物活性最强的维生素D代谢物。维生素D通过与VDR结合发挥作用,VDR于1983年被Provvedini等[3]首次在人的单核巨噬细胞中发现。[4]

为了进一步研究 VDR在巨噬细胞中的功能,希望将VDR导入巨噬细胞中过量表达,通常的脂质体转染试剂效率较低,无法达到研究要求,因此我们选用慢病毒载体系统。慢病毒为一类逆转录病毒的总称, 由慢病毒改建而来的载体系统具有高效而稳定的基因转移效率。与其他载体相比, 慢病毒载体主要有以下几个优点: 其一: 慢病毒载体既可以转染处于有丝分裂活跃期的细胞, 又可以转染分裂缓慢及处于分裂终末期的细胞; 其二:由慢病毒载体携带整合入宿主基因组的目的基因对转录沉默作用有较强的抵抗能力, 在体外培养细胞实验和体内移植实验中, 由慢病毒载体携带导入的目的基因可以在宿主细胞中得到长期而稳定的表达; 其三: 慢病毒载体可以兼容多个转录启动子, 包括细胞特异性启动子和在基因组中普遍存在的管家基因的启动子;其四: 经过改建后的慢病毒载体可以容纳约 10kb左右的外源基因, 因此大多数的 cDNA都能被克隆入慢病毒载体。慢病毒载体的上述优点使其成为体内和体外基因转移的一种有效工具。[5-10]

虽然慢病毒载体与其他载体相比有很大的优势,但也有其限制性,主要是生物安全性和病毒滴度两方面。由于慢病毒载体主要来源为HIV病毒,特别是HIV-1应用的较为广泛和深入,因此慢病毒的生物安全性成为使用者担心的主要问题之一。慢病毒的分子结构被不断改进,主要致力于如何阻止形成有复制能力的HIV病毒,现在应用比较广泛的是三质粒、四质粒表达系统,该系统中的包装信号被删除,包装序列不能整合至病毒基因组中,因此病毒感染宿主细胞后不能复制,也不会利用宿主细胞产生新的病毒颗粒。所以我们常用的慢病毒载体中的毒性基因已经被剔除并被外源性目的基因所取,属于假型病毒。但是由于HIV-1慢病毒载体的自然宿主是人,则病毒仍然具有可能的潜在的生物学危险,所以我们不应使用编码已知或可能会致癌的基因的假型病毒,除非已经完全公认某个基因肯定没有致癌性,关于慢病毒我们还需要从以下几点着手:一是设计载体时需要进一步缩短载体及包装质粒的病毒编码序列,降低病毒基因重组的几率;二是提高其病毒滴度,使其更加广泛和便利的应用。[11-19]

研究意义:

维生素D除调节钙磷平衡外,近年来还发现其对免疫功能有调节作用。维生素D与免疫细胞上的受体结合,通过对淋巴细胞的直接作用以及对树突状细胞,单核巨噬细胞和多种细胞因子的影响间接影响淋巴细胞尤其是T淋巴细胞的分化和功能。实验动物模型中已证明维生素D对多种自身免疫病和移植排斥反应有抑制作用。由此提示维生素D可能作为一种新的免疫抑制剂,成为临床预防与治疗自身免疫性疾病以及移植排斥反应的一种新方法。

拟解决的问题:

本课题通过慢病毒载体系统,采用免疫印迹等技术,鉴定维生素D受体是否在目的细胞中表达,以此为模版来研究维生素D受体的功能。

研究内容及方法:

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