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背景:端粒酶是近年来研究细胞恶性增殖与衰老机理的热点之一。一方面,端粒酶的高活性是肿瘤细胞无限增殖的重要原因之一,另一方面,端粒酶又具有延长细胞寿命的作用。有研究表明,在已知端粒酶的三个亚单位中,只有端粒酶蛋白催化亚单位(human telomerase reverse transcriptase, hTERT)与端粒酶活性相一致,是端粒酶重要的限速成分。在没有端粒酶活性的体细胞中异位表达hTERT,可以使细胞寿命明显延长。已有报道hTERT转染的体细胞可以作为组织工程的种子细胞。成纤维细胞作为真皮的主要成分,在组织工程中具有重要意义,因此,我们用hTERT基因转染人胚胎成纤维细胞(human embryonic fibroblast, hEF),初步研究其对生物学特性的影响并初步探讨将转染hTERT基因的hEF培养成为种子细胞的可能性。目的:构建hTERT基因荧光真核表达载体并导入人胚胎成纤维细胞中,探讨外源性hTERT基因转染对hEF细胞生物学行为的影响。方法:用基因工程的方法将hTERT全长 cDNA构建到荧光真核表达载体pIRES2-EGFP中,经酶切鉴定后用阳离子脂质体Lipofectin将正义重组质粒及空载质粒转染入hEF,G418筛选;通过PCR、RT-PCR和Western blot从DNA、mRNA和蛋白质水平对转染正确性进行鉴定;采用TRAP-ELISA法和Southern blot检测转染细胞端粒酶活性及端粒长度变化;采用MTT法检测细胞生长曲线;采用流式细胞仪测定细胞周期;采用Western blot测定PCNA(增殖性细胞核抗原)、Id1(分化抑制因子)、Ⅰ型和Ⅲ型胶原表达变化;从光镜及电镜水平观察转染细胞形态学改变;并通过染色体核型分析、裸鼠皮下致瘤性实验和流式细胞仪检测DNA倍体实<WP=8>验对hTERT基因转染细胞是否具有恶性表型进行分析。结果:(1)构建了含有hTERT基因的荧光真核表达载体。 (2)通过脂质体法,将hTERT荧光正义真核表达载体及空载体导入hEF细胞经G418筛选,各获一个阳性克隆,分别命名为hEF-hTERT和hEF-EGFP,并从DNA、mRNA和蛋白质水平鉴定外源性hTERT基因成功导入hEF细胞,并可转录及翻译。(3)hEF-hTERT细胞端粒酶活性明显高于hEF和hEF-EGFP细胞(0.290±0.040 vs 0.110±0.012,0.093±0.032,P<0.01),端粒长度得到延长,分别为6.0kb、5.3kb和5.4kb。体外培养60代后,hEF、hEF-EGFP细胞出现生长减缓,而hEF-hTERT细胞在体外培养70代后仍能每2-3天传一代。(4)外源性hTERT转染对hEF细胞端粒酶RNA(hTR)、端粒酶相关蛋白1(TP1)在mRNA水平上的表达无影响。(5)MTT法显示,hEF-hTERT细胞增殖明显增快;蛋白免疫印迹检测发现,hEF-hTERT细胞PCNA、Id1、Ⅰ和Ⅲ型胶原表达明显增强;流式细胞仪测定细胞周期发现,hEF-hTERT细胞G0/G1期细胞数较hEF和hEF-EGFP细胞下降,S期和G2M期细胞数升高,增殖指数(PI)增高;透射电镜下hEF-hTERT细胞中线粒体、粗面内质网等细胞器较hEF和hEF-EGFP细胞丰富。(6)核型分析显示hEF-hTERT细胞染色体数目为46条;流式细胞仪检测DNA未出现异倍体;将hEF及其转染细胞接种到裸鼠皮下,均不产生致瘤性。结论:本研究成功构建了携带hTERT全长cDNA序列的荧光真核表达载体hTERT-pIRES2-EGFP,并将其稳定转染至人胚胎成纤维细胞中,使细胞端粒酶得到活化,端粒长度延长,从而使细胞寿命延长,细胞增殖能力得到明显增强,并且转染细胞不产生恶性表型。