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第一部分启动子质粒的构建和功能鉴定。
目的:重组构建携带有启动子基因α-MyHC和报告基因荧光素酶的质粒。
方法:(1)PCR扩增α-MyHC第四个外显子上游5.5kb的片段,并将片段克隆入启动子质粒载体pBGLuc,通过菌落PCR、限制性内切酶酶切和DNA序列测定对阳性克隆进行鉴定,得到重组启动子质粒MyHC-GLuc。(2)通过含2%HS的DMEM诱导培养基和诱导剂Dex检测质粒的有效性和特异性。
结果:(1)启动子质粒MyHC-GLuc可以有效地在肌细胞分化过程中激活;(2)进一步研究证实,在肌肉细胞分化过程中仅有质粒MyHC-GLuc被激活,而对照质粒TOP-Luc未被激活;(3)Dex可以有效的诱导MyHC-GLuc的表达,且与形态变化相一致。
结论:启动子质粒MyHC-GLuc具有肌肉特异性,且其活性在肌细胞分化过程中能够被有效激活,因此,它可以方便快捷的应用于肌肉细胞分化的研究中。
第二部分 RAR和RXR信号途径激活促进肌细胞的分化。
目的:RAR和RXR信号途径激活在C2C12成肌过程中的作用。
方法:(1)ATRA和9cisRA分别以最适剂量刺激C2C12,以Dex为对照,分别通过报告基因的测定,PCR,WB和IF来检测肌肉细胞相关基因和蛋白的表达变化情况;通过组织学染色观察细胞形态变化;通过电镜检测细胞的结构分化情况;(2)构建和制备携带有人RA受体RARα和RXRα的腺病毒Ad-RARα和Ad-RXRα(3)通过Ad-RARα和Ad-RXRα直接感染C2C12,检测细胞分化情况;(4)C2C12感染Ad-RARα和Ad-RXRα后,移植到裸鼠股四头肌,两周后处死动物,取出标本切片,研究过表达RARα和RXRα的C2C12在体内分化情况。
结果:(1)1μMATRA和5μM9CRA相对于1μMDex,能够更有效的促进成肌过程,肌细胞晚期基因PAX3和TnT表达明显较高,且细胞形态有明显变化,由原来的长梭型逐渐演变为长棒状,细胞体积明显增大,且细胞之间有融合,电镜下可见明显的粗细肌丝结构;(2)Ad-RARα和Ad-RXRα能够有效感染C2C12,并可检测出感染后C2C12表达RARα和RXRα量明显增高;(3)Ad-RARα和Ad-RXRα感染C2C12后,C2C12表达肌细胞的早期标志基因明显降低,但是晚期基因明显增高;(4)C2C12感染Ad-RARα和Ad-RXRα移植到体内后,未形成明显包块,移植细胞沿肌梭走向分布,存活较好,但是排列没有成熟肌组织规则,且分化程度不高。
结论:RAR和RXR信号途径可促进C2C12成肌进程。
第三部分心肌祖细胞株的建立及筛选鉴定。
目的:建立稳定来源于心脏的心肌祖细胞株,为研究影响心肌祖细胞在成体心肌细胞受损的情况下增殖分化的因素提供理想的细胞模型。
方法:(1)分离培养胚胎15.5天的小鼠心肌细胞;(2)通过感染逆转录病毒SSR69而使心肌细胞永生化,通过抗生素筛选和无限稀释法获得永生化的单克隆心肌细胞;(3)根据心肌细胞发育过程中基因表达变化,筛选出具有心肌祖细胞特性的单克隆细胞株;(4)筛选出的5个心肌祖细胞单克隆,在Dex的诱导下,检测报告基因和心肌细胞早晚期基因表达变化情况,衡量其分化能力。
结果:(1)成功分离培养出心肌细胞,部分细胞可见明显搏动;(2)感染病毒后,通过潮霉素筛成功选出76个单克隆,并将其进行命名为CP15-#;(3)对第1~20号克隆,根据心肌细胞发育过程中早中晚期的基因表情况筛选出5个具有心肌祖细胞特性的克隆CP15-5a,CP15-9,CP15-10,CP15-18;(4)在RA的诱导下,4个克隆中报告基因读数明显增高,在进一步的IF和PCR筛选过程中,发现CP15-9和CP15-10两个克隆在Dex诱导分化过程中,早期基因ISL1和Nkx2.5表达逐渐降低,而晚期基因α-actin、α-MyHC和TnT表达明显升高,而骨骼肌和平滑肌基因几乎不表达。
结论:成功建立心肌祖细胞细胞株,其中CP15-9和CP15-10为较优克隆。