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目的:本课题运用改进的重叠区扩增基因拼接法(gene splicing by overlap extension ,SOE)分别构建缺失ABCA1蛋白胞外第一环第323-579,535-625位氨基酸密码子的基因,真核表达后激光共聚焦显微镜观察突变体表达情况。同时进行细胞砷耐受性实验,并观察细胞内砷含量变化及凋亡率检测,从而确定突变体是否具有抗砷功能。
方法:应用重叠区扩增基因拼接法的原理,在拼接延伸后,再进行一次PCR扩增,得到ABCA1缺失第323-579,第535-625位氨基酸密码子的两条基因,克隆至pcDNA3.1/V5-His 真核表达载体。在Lipofectamine2000的介导下将突变体真核表达载体转染入Hela细胞,激光共聚焦显微镜检测转染后突变体的表达。通过噻唑篮(MTT)检测48h 急性砷染毒后光密度值(OD)计算生存率及半数抑制浓度(IC50),分析细胞抗砷性变化。然后运用原子荧光光度法(AFS)检测细胞内砷蓄积量的变化。同时利用annexin-V/PI双染流式细胞术检测突变体对Hela细胞凋亡的影响并与完整ABCA1及空载体比较分析。
结果:成功构建缺失ABCA1 蛋白胞外第一环第323-579位,缺失第535-625位氨基酸密码子的基因。
通过激光共聚焦显微镜对pcDNA3.1/ABCA1△323-579AA,pcDNA3.1/ABCA1△535-625AA基因表达蛋白的细胞定位情况进行了分析。以pcDNA3.1/ABCA1 质粒为对照结果显示:实验组与对照组结合鼠抗IgG/DyLight488 后受激发光激发发出绿色荧光,均分布在细胞膜。因此认为突变后基因表达基本没有发生改变,可能定位在细胞膜上,可以进行下一步研究。Hela细胞转染突变体组1、突变体组2、野生pcDNA3.1/ABCA1 质粒组、空载体组后给予不同浓度砷剂孵育48 小时后用MTT 法测OD 值计算生存率及IC50。结果显示野生组细胞在各浓度下生存率均高于同步突变组和空载体组,随机区组方差分析各浓度下野生组与突变组1、突变组2 及空载体组生存率差异有统计学意义(P<0.05);突变组与空载体组无统计学意义(P>0.05)。突变组1、突变组2、空载体组和野生组IC50分别为18.31μmol/l,18.26μmol/l,18.52μmol/l和29.4μmol/l。原子荧光光度法结果显示,实验组在10 小时内细胞内砷的蓄积量均低于对照组,annexin-V/P I 双染流式细胞术检测结果表明,NaAsO2作用24h 后实验组细胞的早期凋亡率和晚期凋亡率,与野生对照组相比,调亡细胞所占比例显著增加(p<0.05)。
结论:ABCA1蛋白胞外第一环缺失突变后基本丧失抗砷功能,可能与ABCA1抗砷功能有重要关系。