什么是反基因寡脫氧核苷酸技術(shù)?有什么作用?
【導(dǎo)讀】想必大家都知道,ODNan技術(shù)是近年認識的在作用方式上不同于反義寡脫氧核苷酸( ODNas)的一種基因表達的調(diào)控手段,能與雙鏈DNA分子特異性結(jié)合形成局部三螺旋結(jié)構(gòu),從 而在轉(zhuǎn)錄水平抑制基因表達1,2。通過三螺旋形成,ODNan充當(dāng)了切割DNA的“分 子剪刀”,提供了基因治療的新策略。
反基因寡脫氧核苷酸技術(shù)
ODNas在體外能抑制HBV復(fù)制。ODNas的靶點為RNA,在翻譯水平發(fā)揮作 用,有一定局限性,若能直接抑制HBV基因轉(zhuǎn)錄,則抗HBV效果可能更強。ODNan即不同于ODN as,能與含同聚嘌呤嘧啶序列的雙螺旋DNA形成三螺旋結(jié)構(gòu)而直接在轉(zhuǎn)錄水平發(fā)揮抑制作用
HBV Cp 1734 nt~1754 nt存在兩個轉(zhuǎn)錄因子Sp1位點,是決定HBV Cp活性的 重要部位;該區(qū)域為同聚嘌呤嘧啶序列[7],又具有形成三螺旋的結(jié)構(gòu)特點;此外 ,HBV基因功能,復(fù)制特點決定了HBV前基因組RNA 5′端起始區(qū)可能是HBV反義治療的最佳靶 點。因此,本文選擇這兩區(qū)域為ODNan、ODNas作用靶點,進行抗HBV研究,尚未見類似的研 究報道。
本研究表明ODNan21、ODNas21能明顯抑制HBV復(fù)制及抗原合成,并對細胞無毒副作用。其抑 制呈劑量依賴性。兩者聯(lián)合應(yīng)用時抑制作用增強。由于ODNan21作用于轉(zhuǎn)錄水平,ODNas21作 用于翻譯水平,因此,兩者聯(lián)合應(yīng)用時HBV前C、C基因的轉(zhuǎn)錄、翻譯及HBV復(fù)制三個環(huán)節(jié)均可 能被抑制故作用增強。該結(jié)果提示,作用于HBV生活周期不同環(huán)節(jié)的藥物聯(lián)合應(yīng)用可能提高 抗HBV效果。
我們設(shè)計的ODNan21針對HBV Cp Sp1,作用于轉(zhuǎn)錄水平;ODNas21作用于翻譯水平。從理論上 看,ODNan21應(yīng)顯示更強的抑制作用。但本實驗發(fā)現(xiàn),ODNan21對HBeAg、HBsAg的抑制反略低 于ODNas21。其原因不太清楚,可能與所用實驗細胞有關(guān)。因為轉(zhuǎn)錄因子Sp1對HBV Cp活性的 調(diào)控呈細胞特異性。在去分化細胞,如Hep G2.1細胞系,Sp1的調(diào)控作用較強;而在分化細 胞 ,如Hep G2細胞系(包括22.1.5細胞),Sp1對HBV Cp的調(diào)控作用較弱[9],因此,在 2 2.1.5細胞,即使應(yīng)用ODNan21封閉了Sp1,對HBV基因表達及復(fù)制的抑制也可能不很強。可以 推測,在正常分化的肝細胞中,ODNan21可能顯示出更強的抗HBV作用。
本研究顯示,ODNan及ODNas能有效抑制HBV復(fù)制,這無疑為乙型肝炎的治療提供了新思路。但這僅是體外的初步研究結(jié)果,如何降低合成寡核苷酸的成本;如何將ODNan、ODNas定向?qū)?入肝細胞及明確其在動物體內(nèi)的藥效、藥代動力學(xué)等將是今后急需研究的課題。
材料與方法
22.1.5細胞培養(yǎng)
22.1.5細胞為轉(zhuǎn)染了HBV(ayw亞型)全基因組,能分泌HBsAg、HBeAg、HBV DNA及HBV顆粒的人 肝母瘤細胞系[6],由第一軍醫(yī)大學(xué)駱抗先教授惠贈。用含10%胎牛血清及G418(400 μg/ml)的DMEM(Sigma公司產(chǎn)品)培養(yǎng)基按常規(guī)方法培養(yǎng)。
硫代磷酸反基因及反義寡核苷酸合成
選擇HBV(ayw)Cp Sp1位點(1734 nt~1754 nt)設(shè)計21聚反基因寡核苷酸(ODNan21),序列為T GTGGTGGGGAAGTGGTGGG;以HBV前C、前基因組RNA 5′端起始區(qū)(1813 nt~1833 nt)設(shè)計21聚 反 義寡核苷酸(ODNas21),序列為CAGAGGTGAAAAAGTTGCATGGT;無關(guān)序列對照寡核苷酸(ODNcon) ,序列為GGGTGGTGAAGGG-GTGGTGT。采用固相亞磷酰胺三酯合成法在DNA合成儀(美國AB I公司)上由中國科學(xué)院上海細胞生物學(xué)研究所協(xié)助合成。
抗病毒作用檢測
將22.1.5細胞以2×105 個/孔接種于24孔培養(yǎng)板,同時加入不同劑量ODNan21、ODNas21及 ODNcon,12 h再給藥1次繼續(xù)培養(yǎng),每個濃度做3個復(fù)孔??瞻讓φ占毎麅H加培養(yǎng)基。每12 h 收集50 μl培養(yǎng)上清液,采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)(中山生物公司試劑盒)一次性檢 測HBsAg、HBeAg含量,結(jié)果以P/N值表示,按下式計算抑制率:
抑制率=(對照孔P/N-實驗孔P/N)÷(對照孔P/N-2.1)×100%
按常規(guī)方法抽提各組細胞培養(yǎng)上清液中HBV DNA,以地高辛標(biāo)記的HBV DNA探針采用斑點雜
細胞毒性試驗
22.1.5細胞傳代培養(yǎng)24 h后,換含不同濃度ODNan21的培養(yǎng)液,每個濃度接種3孔。設(shè)不加OD Nan21的22.1.5細胞作對照。繼續(xù)培養(yǎng)72 h,采用放射免疫法檢測培養(yǎng)上清中甲胎蛋白水平 ,并觀察細胞生長情況、細胞形態(tài)、細胞破壞程度。
值得一提的是,ODNan技術(shù)針對HBV核心啟動子(HBV Cp)Sp1位點的ODNan及針對HBV 前C、前基因組RNA 5′端起始區(qū)的ODNas的抗HBV作用。
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