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背景和目的: 同源异形盒基因(Homeobox genes)的发现被科学界誉为“生物学中的一个划时代的里程碑”,1995年的诺贝尔生理学或医学奖正是授予三位在同源异形盒基因研究中做出突出贡献的科学家。同源异形盒基因在几乎所有的真核细胞中表达,是与胚胎发育、细胞增殖分化、肿瘤及其他各种疾病发生发展密切相关的重要因子,在系统生物学、遗传学和发育生物学中都具有重要意义。然而,有关同源异形盒基因功能和调控的确切机制仍不清楚,有待进一步研究。 HOPX(Homeodomain only protein X)又名HOD, HOP, LAG Y,TOTO, CAMEO等,是目前已知分子量最小的同源异形盒基因,并具有和其他同源异形盒基因不同的功能发挥特点。HOPX最早在2002年由美国两个实验室同时发现,截止目前其相关研究成果较少,阐明其具体的功能定位、调控机制、信号通路等问题将为深入认识同源异形盒基因提供重要线索,也为肿瘤等疾病的诊断和治疗提供新的思路。为了深入探索研究HOPX基因,也为了在本实验室搭建起基因工程研究的科研技术平台,本课题拟构建HOPX相关功能研究的表达载体,表达纯化HOPX蛋白、制备小鼠抗人HOPX蛋白的多克隆抗体和单克隆抗体,并开展功能研究。 方法: 根据NCBI中人HOPX基因cDNA编码区的序列,采用primer5.0软件设计相应的PCR引物;根据shRNA设计要求,设计了HOPX的4个序列shRNA1/2/3/4。TRI-Reagent法提取人全血PBMC的RNA,再采用RT-PCR方法获得HOPX基因cDNA编码区序列。通过分子克隆技术,将HOPX基因编码区目的片段插入质粒载体pGEX4T-1、pLV-EF1a-EGFP中,得到重组的原核表达质粒载体pGEX-4T-1-GST-BamHⅠ-HOPX-XhoⅠ,真核表达质粒载体pLV-EF1a-NotⅠ--HA-HOPX-XbaⅠ。将设计的HOPX基因的shRNA片段插入质粒载体pLK0.1中,得到重组真核表达质粒pLK0.1-HOPX-shRNA。将原核表达质粒pGEX-4T-1-GST-BamHⅠ-HOPX-XhoⅠ转化到大肠杆菌BL21中,通过IPTG诱导表达得到HOPX蛋白并纯化。将表达纯化的HOPX蛋白作为抗原免疫小鼠,制备鼠抗人HOPX蛋白的多克隆抗体和单克隆抗体。在HEK293T细胞中共转染构建的真核表达质粒和辅助质粒,包装得到相应的慢病毒,检测HOPX基因在各型细胞中的表达情况,初步开展HOPX对肺癌细胞系HCC827细胞凋亡、周期、增殖影响等功能研究。 结果: 1. 成功构建HOPX的原核表达载体pGEX-4T-1-GST-BamHⅠ-HOPX-XhoⅠ,表达纯化得到具有生物学活性的HOPX蛋白; 2. 成功制备小鼠抗人HOPX蛋白多克隆抗体,筛选得到阳性单克隆杂交瘤细胞; 3. 成功构建真核慢病毒载体pLV-EF1a-NotⅠ-HA-HOPX-XbaⅠ和pLK0.1-HOPX-shRNA,并包装得到侵染效率较高的慢病毒; 4. HOPX在肿瘤细胞中普遍低表达,在T淋巴细胞中普遍高表达; 5. HOPX蛋白可能具有抑制肺癌细胞系HCC827凋亡、促进其细胞分裂增殖的作用。 结论: 1. 在本实验室初步搭建起分子克隆的技术平台和基因研究的科研平台,为今后开展相关科研工作打下一定的基础; 2. 制备得到HOPX基因功能研究需要的载体、蛋白、抗体等,为下一步深入开展功能研究奠定了良好的基础; 3. HOPX蛋白可能具有抑制肺癌细胞系HCC827凋亡、促进其细胞分裂增殖的作用。