RNA干擾Survivin基因在人神經母細胞瘤SH-SY5Y細胞中的作用

劉 川,畢 峰,楊明妍,羅 速

(1.北華大學附屬醫院神經一科,吉林吉林市 132013;2.北華大學醫學院;3.吉林省腦科醫院;4.北華大學)

RNA干擾Survivin基因在人神經母細胞瘤SH-SY5Y細胞中的作用

劉 川1,畢 峰2,楊明妍3,羅 速4*

(1.北華大學附屬醫院神經一科,吉林吉林市 132013;2.北華大學醫學院;3.吉林省腦科醫院;4.北華大學)

目的 利用RNAi技術沉默人神經母細胞瘤SH-SY5Y細胞Survivin基因。方法應用RNAi技術,以pGCsi/U6質粒為載體構建Survivin-siRNA重組質粒,體外轉染SH-SY5Y細胞,通過RT-PCR檢測Survivin基因的表達。結果重組質粒轉染SH-SY5Y細胞后其生長明顯受抑制;Survivin基因的表達明顯低于對照組(P＜0.01),達到了抑制效果。結論RNAi可明顯降低人神經母細胞瘤SH-SY5Y細胞中Survivin基因的表達,從而抑制細胞生長,促進凋亡。

RNA干擾(RNAi);Survivin;神經母細胞瘤

(Chin J Lab Diagn,2010,14:1179)

神經母細胞瘤是最常見的周周神經系統惡性腫瘤[1],可發生于腎上腺及交感神經部位,極易發生轉移。本實驗根據Survivin基因的結構設計特異性siRNA,構建Survivin-siRNA載體,將其轉入神經母細胞瘤SH-SY5Y細胞中,觀察轉染后的變化,從而為神經母細胞瘤的基因治療提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1 材料

DNA片段純化試劑盒、質粒DNA小量純化試劑盒(北京天根生化科技有限公司);siRNA引物(上海生工);λ-Hind Ⅲ DNA Marker、DNA Marker DL 2000(TIANGEN);DNA Ligation Kit、RT-PCR Kit、限制性核酸內切酶HindⅢ、限制性核酸內切酶BamHⅠ、DNA Marker DL8000(上海生工);SH-SY5Y細胞(北華大學生命科學中心姜銳老師贈);pGCsi/U6質粒(上海吉凱);倒置顯微鏡(olympus);電穿孔轉染儀(中國上海)。

1.2 pGCsi/U6/Survivin siRNA重組質粒的構建與鑒定

1.2.1 pGCsi/U6/Survivin siRNA重組質粒的設計與合成 根據人Survivin基因cDNA序列(genbank:NM-001168)設計19 bp-29 bp的siRNA,其第一個堿基應為G,GC的數量在40-50%,且不應連續出現3個以上的T。故選取目的基因序列5′-GGACCACCGCATCTCTACA-3′設計DNA雙鏈(SVV-1 siRNA);同時構建陰性質粒序列為5′-TTCGAATCCGTCCGTACGT-3′DNA 雙鏈(SVV-2 siRNA)。pGCsi/U6載體適合于將帶有5'BamHⅠ和3'HindⅢ接頭的兩個互補核苷酸插入,由上海生物工程公司完成合成。

1.2.2 載體的線性化及回收 (1μg/μl)純化的DNA 質粒 1 μl、ddH2O 15μl、10 ×buffer(10 ×)2 μl、BamH Ⅰ(10U/μl)1μl、Hind Ⅲ(10U/μl)1μl,37℃下雙酶切1 h,酶切后片段具有粘附性,再加pH為8.0的0.5mol/L的EDTA,使濃度達10mmol/L終止,1%瓊脂糖凝膠電泳30min鑒定并回收產物。

1.2.3 連接、連接產物的轉化與篩選 由RNase去離子水、目的DNA片段、T4連接酶、10×T4 DNA Buffer和質粒DNA載體片段構成連接反應體系,混勻,4℃經16 h完成連接。再用JM109大腸桿菌制備感受態細胞,重組質粒轉化入感受態細胞,篩選呈乳白色的陽性克隆菌落(陰性多為藍色)。

1.2.4 重組質粒的提取與鑒定 提取后質粒行10%變性聚丙烯酰胺凝膠電泳,觀察結果。測序鑒定。

1.3 pGCsi/U6/Survivin siRNA重組質粒的轉染

SH-SY5Y細胞采用含10%胎牛血清、100 U/mL青霉素和100 U/mL鏈霉素的DMEM高糖培養液,置于37℃、5%的CO2培養箱中培養。當細胞處于對數生長期時離心,用電穿孔法轉染重組質粒DNA。轉染實驗分三組:(1)空質粒組;(2)陽性重組質粒組(siRNA-SVV-1);(3)陰性重組質粒組(siRNASVV-2)。電穿孔條件:電壓540 V,脈寬30μs,脈沖次數3次,脈沖間隔時間1min室溫,緩沖液pH7.2,操作完成后,將電轉杯靜置10min。將細胞轉移到6孔培養板中,加入細胞培養液2ml,37℃5%CO2培養。

1.4 重組質粒對細胞生長的抑制

將各質粒分別轉染SH-SY5Y細胞,72小時后倒置顯微鏡下觀察細胞的生長狀況。細胞長至80%融合時,PBS洗兩次,接種到96孔板中,每孔200μl。將各孔加入濃度為5 g/LMTT20μl,溫箱孵育4 h。加入150μl的DMSO,微振蕩器振蕩 10min,酶聯檢測儀上測波長570 nm的吸光度(A)值。細胞存活率%=(實驗組A均值/對照組A均值)×100%。

1.5 Survivin抑制效應的檢測

提取轉染細胞總RNA,以β-actin為對照,根據Survivin基因序列設計引物,進行逆轉錄,1.5%瓊脂糖凝膠電泳(含0.5μg/ml溴化乙錠),室溫,電泳30min。

2 結果

2.1 pGCsi/U6質粒的線性化pGCsi/U6經BamHⅠ、HindⅢ雙酶切線性化,結果見圖1。

2.2 重組質粒PCR電泳鑒定10%變性聚丙烯酰胺凝膠電泳,結果見圖2。

2.3 重組質粒測序結果挑選1個陽性克隆進行DNA測序,合成的siRNA序列正確,并克隆于pGCsi/U6的BamHⅠ、HindⅢ兩個酶切位點之間(217 bp-279 bp),該序列位于U6啟動子的下游,重組質粒測序結果見圖3。

2.4 重組質粒抑制SH-SY5Y細胞的生長將質粒分別轉染96孔板內生長的SH-SY5Y細胞,72小時后倒置顯微鏡觀察轉染細胞的生長狀況,空質粒組及陰性重組質粒組細胞生長狀況良好,大多數細胞貼壁,細胞胞體及突觸狀態良好;陽性重組質粒組SH-SY5Y細胞大多懸浮,突觸消失。MTT法測SHSY5Y細胞24-72 h生長狀況,發現陽性重組質粒能明顯抑制SH-SY5Y的生長,并呈現時間依賴性,抑制率高達50.4%,表明siRNA-SVV-1可抑制神經母細胞瘤SH-SY5Y細胞的生長。

2.5 Survivin抑制效應的測定RT-PCR法檢測各組細胞SurvivinmRNA,β-actin在各組間表達無明顯差異,siRNA-SVV-1組 Survivin/β-actin灰度比0.15,顯著低于空白組、空質粒組和 siRNA-SVV-2組的Survivin/β-actin灰度比0.97、0.95和0.88,抑制率為88.72%,與對照組間存在顯著差異(P＜0.01),而空白組、空質粒組和siRNA-SVV-2組間無顯著差異(P＞0.05)。達到了抑制Survivin基因的效果,結果見圖4。

圖1 pGCsi/U6質粒經BamHⅠ和H indⅢ酶切線性電泳圖

圖2 重組質粒PCR鑒定圖

圖3 重組質粒測序鑒定圖

圖4 RT-PCR電泳檢測結果圖

3 討論

腫瘤的形成的不僅僅是增值過度,其凋亡同樣存在異常,Survivin基因是凋亡抑制蛋白(Inhibitor of Apoptosis,IAP)家族的獨特成員,在大多數腫瘤組織及胚胎組織中高表達[2]。目前RNAi已被廣泛應用于基因功能以及基因治療研究[3,4],本實驗針對目的基因設計特異性siRNA,外源性基因片段插入到pGCsi/U6質粒的BamHⅠ和HindⅢ酶切位點之間,構建重組載體,基因測序顯示重組質粒在序列、方向、長度方面與設計目的一致。經轉化后完成重組載體的體外基因克隆,再轉染SH-SY5Y細胞,轉染48 h后經RT-PCR檢測,結果顯示重組質粒可導致Survivin基因沉默。RNAi技術作為基因診斷、治療新的手段具有很高的潛力,對人神經母細胞瘤SHSY5Y細胞的Survivin基因有抑制作用,可能為今后神經母細胞瘤的基因治療提供新方法、新靶點。

[1]Nakag awara.A Molecular basis of spontaneous regression of neuroblastoma:role of neurotrophic signalsand geneticabnormalities[J].Hum Cell,1998,11:115.

[2]Sarela AI,Macadam RC.Expression of the antiapoptasis gene,survivin,predicts death from recurrent colorectal carcinoma[J].Gut,2000,46∶645.

[3]Stevenson M.Therapeutic potential of RNA interference[J].N Engl JMed,2004,351(17):1772.

[4]Silva J,Chang K,Hannon GJ,et al.RNA-interference-based functionalgenom ics inmammalian cells:reversegenetics com ing of age[J].Oncogene,2004,23(51):8401.

The Function of RNAiSurvivin Gene on SH-SY5Y Cells in Human Neuroblastoma

LIUChuan,BIFeng,YANGMing-yan,et al.(Department of Neurology,Affiliated Hospital of Beihua University,Jilin132013,China)

ObjectiveTo inhibit Survivin on SH-SY5Y cells of human neurob lastoma by using RNAi technology.MethodsConstructing Survivin-siRNA in vitro transfection SH-SY5Y cells on the basis ofpGCsi/U6 by using RNAi technology,then testing the growth of the cells and theexpression stateof Survivin by themethod of RT-PCR.ResultsThegrow th of recombinant transfected SHSY5Y cells is obviously inhibited;Theexpression of Survivin is obviously lower than the contrastgroup(P＜0.01),achieving the inhibitory effect.ConclusionTheexpression of Survivin in SH-SY5Y cells can reduce in human neurob lastomaby using RNAi technology,thus inhibit the cell grow th and promote apoptosis.

RNAi;Survivin;Neuroblastoma

R739.4

A

1007-4287(2010)08-1179-03

*通訊作者

2009-04-09)