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目的: 自2006年,日本科学家首次通过转入4种逆转录蛋白基因到成纤维细胞种逆转录体细胞成多能干细胞以来,诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPSCs)的研究一直是热门的课题。由于其来源于体细胞,不涉及胚胎细胞的损坏,而不涉及伦理学争议,但由于此方法最大的风险就是容易导致外源基因序列整合到细胞基因组内,导致基因突变,形成的iPSCs具有潜在的致瘤风险。而采用蛋白诱导iPSCs,由于不涉及宿主细胞基因组的任何改变,仅将相关蛋白转移至细胞核中启动重编程过程,因而安全性极高,同时操作较为简便,为以后iPSCs真正应用于临床创造了条件。本研究利用基因工程的方法构建pET3C-Oct4,pET3C-Sox2,pET3C-Klf4,pET3C-Myc4个重组表达质粒,表达并纯化出4个相应的蛋白并进行初步的诱导研究。为进一步研究利用蛋白诱导体细胞成多能干细胞打下实验基础,以此规避利用逆转录诱导 iPSCsc可能造成的基因突变问题。 方法: 以TetO-FUW-OSKM质粒为摸板经PCR扩增Oct4,Sox2,Klf4,c-Myc4个基因,扩增后的基因利用 BamHI和 NdeI进行双酶切,酶切回收后的产物和经过同样双酶切的pET3C载体相连,转化大肠杆菌DH5α。经氨苄青霉素抗性筛选,20小时左右挑取较小圆润的菌落进行 PCR鉴定阳性重组子,测序正确后,将重组质粒转化大肠杆菌Rosetta(DE3)。经IPTG常规诱导表达4小时后,离心收集菌体经超声破碎后得到以包涵体形式高表达的4个蛋白。用不同的缓冲液洗涤包涵体后,采用不同浓度的咪唑进行镊柱蛋白纯化。得到的目的蛋白加到从小鼠外周血分离到的单个核细胞中,初步从形态学上判断诱导的效率,以此调整后续的诱导方案。 结果: 1. DNA电泳结果证实 PCR扩增产物大小与4个单基因片段预期大小一致,其大小分别为1090bp,990bp,1480bp,1400bp. 2. DNA测序结果显示与GenBank公布的Oct4,SOX2,Klf4,c-Myc基因序列一致,证明已经成功的构建了pET3C-OSKM重组质粒表达载体。 3.经过 IPTG诱导 SDS-PAGE电泳后,在分子量分别为40KD,35KD,53KD,64KD附近出现诱导后的蛋白新增条带,与预测的 Oct4, Sox2,Klf4,c-Myc蛋白分子量大小一致。 4.经过高浓度的脲素变性,以及复性梯度溶液的复性,不同浓度咪唑上镊柱洗脱,得到了纯度和浓度都比较高的单一条带,经过Western blot分析,证实得到了4个目的蛋白。 5.小鼠外周血经淋巴细胞分离液及hoechst染色证实笔者得到了单个核细胞 6.由于时间关系,只进行了初步的诱导实验,没有获得阳性结果,有待后续研究,后续可能会采用纳米磁颗粒改进实验方案,提高重编程的诱导效率。 结论: 成功的构建了pET3C-Oct4,pET3C-Sox2,pET3C-Klf4,pET3C-Myc4个原核表达重组载体,表达并纯化出了Oct4, Sox2,Klf4, c-Myc蛋白,分离得到了小鼠单个核细胞,解决了诱导细胞供体来源问题,为今后研究上述4个蛋白诱导体细胞成多能干细胞的相关研究打下基础。