CN102634485A - 一种表达il-17的胶质瘤细胞株 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种胶质瘤细胞株,该细胞株为含有编码IL-17基因的U87MG胶质瘤细胞株,所述的IL-17为免疫细胞亚群Th17的标记分子。本发明的胶质瘤细胞株可用于胶质瘤研究动物模型中,用于观察稳定表达IL-17状态下胶质瘤细胞的成瘤情况,同时可通过荧光标签实时观察到胶质瘤细胞在动物模型体内位置,为研究IL-17在胶质瘤发生、发展中的作用提供了基础。
Description
技术领域
本发明涉及一种表达IL-17的胶质瘤细胞株,具体涉及表达IL-17的胶质瘤细胞株pEGFP-N1-IL-17-U87MG。本发明属于基因工程领域,具体来说,涉及基因重组细胞领域。
背景技术
IL-17是新近发现的免疫细胞亚群Th17的标记分子,其最初通过活化的淋巴细胞库消减杂交鉴定,且被命名为CTLA-8(细胞毒性T淋巴细胞相关抗原8)。
IL-17被证实与多种病理过程相关,如自身免疫、感染、过敏、排斥反应的。研究表明,IL-17可以激活NF-κB、MAKP-ERK等多条信号途径,通过促进炎症因子、趋化因子、抗菌肽、组织重构分子、基质金属蛋白酶分子的表达,介导多方面的生物学活性。
同时,IL-17也被证明与多种肿瘤相关,目前IL-17被证实至少可以通过以下途径促进肿瘤:
1)上调VEGF、CD31等因子表达,从而促进血管增生,加速肿瘤生长;2)上调IL-6,STAT3信号途径促进肿瘤进展;3)下调Th1表面IL-12Rβ2分子表达,从而下调Th1细胞功能,抵抗有效肿瘤免疫;4)使CD8+细胞共表达IL-17,从而失去细胞毒效应,抗凋亡。
尽管已证实IL-17与多种促进肿瘤的途径相关,但它在肿瘤细胞微环境中的具体作用途径、靶点仍需将进一步研究阐明,以期能够将其作为临床治疗肿瘤疾病的干预靶点。
目前相关研究人员常以IL-17作为外源物质加入肿瘤细胞培养体系中或者是将IL-17短期表达于肿瘤细胞中作为研究IL-17在肿瘤细胞微环境中的具体作用途径、靶点的一个手段;然而这些方法不但不能很直观地观察到携带有IL-17的作用位点,同时也影响对IL-17在肿瘤微环境中作用的深入研究。
因此,发明人希望能够建立一种表达IL-17的肿瘤细胞株,为研究IL-17的促进肿瘤形成的作用机制提供适宜的研究模型材料。
发明内容
本发明一方面提供了一种胶质瘤细胞株,该细胞株为含有编码IL-17基因的U87MG胶质瘤细胞株,所述的IL-17为免疫细胞亚群Th17的标记分子。
本发明另一方面提供了一种制备上述胶质瘤细胞株的方法,该方法包括以下步骤:首先将所述IL-17基因的cDNA与19-T载体连接构建19-T-IL-17载体;再构建pEGFP-N1-IL-17真核载体;将构建的pEGFP-N1-IL-17真核载体转染U87MG胶质瘤细胞株;筛选成功转染了pEGFP-N1-IL-17真核载体的U87MG细胞株并鉴定。
本发明的表达IL-17的胶质瘤细胞株,可用于胶质瘤研究动物模型中,用于观察稳定表达IL-17状态下胶质瘤细胞的成瘤情况,同时可通过荧光标签实时观察到胶质瘤细胞在动物模型体内位置,为研究IL-17在胶质瘤发生、发展中的作用提供了基础。
附图说明
图1为IL-17cDNA的PCR扩增产物电泳图谱;
图4为鉴定pEGFP-N1-IL-17真核载体的电泳图谱;
图5为鉴定pEGFP-N1-IL-17真核载体的测序图谱;
图6为荧光显微镜观察结果;
图7为定量PCR方法检测pEGFP-N1-IL-17-U87MG、pEGFP-N1-U87MG、U87MG培养细胞IL-17mRNA浓度的对比结果;
图8为ELISA方法检测pEGFP-N1-IL-17-U87MG、pEGFP-N1-U87MG、U87MG培养细胞的IL-17表达水平的对比结果。
图9为pEGFP-N1-IL-17-U87MG、pEGFP-N1-U87MG、U87MG三细胞株注射裸鼠后在39天时成瘤图;
图10为定量PCR方法检测pEGFP-N1-IL-17-U87MG、pEGFP-N1-U87MG、U87MG成瘤细胞中IL-17mRNA浓度的对比结果。
具体实施方式
制备表达IL-17的胶质瘤细胞株pEGFP-N1-IL-17-U87MG
步骤一:IL-17cDNA合成
无菌抽取人外周血2mL,采用Ficoll分离法获得外周血单个核细胞(PBMC),再向其中加入2mL RPMI1640培养液、50ng/mL佛波酯(PMA)(CAS NUMBER:16561-29-8,SIGMA)、1μM离子霉素(Ionomycin,购自Catalog Number:I9657,SIGMA)、10μg/mL brefeldinA(CASNUMBER:20350-15-6,SIGMA);37℃,5%CO2环境下培养4h后,抽提mRNA(按上海生工EZ-10广谱总RNA抽提试剂盒提取mRNA)
对抽提的mRNA进行逆转录操作,获得其cDNA(按Takara逆转录试剂操作说明),再以该cDNA为模板PCR扩增IL-17cDNA。
参照NCBI给出的IL-17cDNA参考序列(NM_002190.2)中的CDS(编码序列从46-513,ATG-TAA)来设计引物。
引物序列为:上游引5’-CAGTCGACGATGACTCCTGGGAAGACCTCATTG-3’(SEQ ID No:1);下游引物5’-GGTGGATCCCGGGCCACATGGTGGACAATCGG-3’(SEQ ID No:2)。上游引物包含了Sal I酶切位点,下游引物包含了BamH I酶切位点。
PCR条件为:
94℃4min;94℃10sec,60℃20sec,72℃20sec;40个循环,72℃7min。
经过PCR扩增获得两端带有酶切位点(Sal I、BamH I酶切位点)的IL-17cDNA。扩增产物电泳图谱参见图1,目标片段(预期目标片段大小为468bp)清晰可见,与预期相符。
紫外灯下,从电泳凝胶中切下目标片段,并采用胶纯化试剂盒(EZ-10SpinColumn PAGE Gel DNA Extraction Kit)纯化PCR产物(IL-17cDNA)。
将步骤一获得的IL-17cDNA与19-T载体连接。具体地说:将19-TSimple Vector(购自Takara)1μL、Solution I(购自Takara)5μL、步骤一获得的IL-17cDNA PCR产物4μL混匀,16℃,4小时。
连接产物的转化:将上述获得的连接产物10μL加入到100μL的大肠杆菌DH5α溶液(购自Takara)中,依次在冰上放置30分钟、42℃水浴90秒、冰上1-2分钟,再向其中加入500μL SOC培养基,37℃水浴慢摇45分钟,取200μL铺平板(IPTGX-gal,含氨苄青霉素抗性,)37℃过夜。挑选白色菌落扩大培养。
取扩大培养后菌液5ml,(5ml菌液12000rpm离心1min,弃上清,加入250μL已加Rnase溶液P1混匀,加入250μL溶液P2,温和地上下翻转6-8次使菌体充分裂解,加入350μL溶液P3,立即温和地上下翻转6-8次,12000rpm离心10分钟,上清液用移液器转移到吸附柱CP3中12000rpm离心30-60秒,向吸附柱CP3中加入600μL漂洗液PW 12000rpm离心30-60秒,重复一次,弃废液后12000rpm(~13,400×g)离心2分钟,晾干,向吸附膜的中间部位滴加50-100μL洗脱缓冲液EB,室温放置2分钟,12000rpm离心1分钟,质粒溶液收集到离心管中)质粒抽提试剂购自上海生工(SK8188),抽提得到的质粒经SalI,BamH I双酶切后,电泳。
电泳图谱参见图2:图2中的A条带参照Marker2(1kb marker),其分子量约为2692,A条带为19-T Simple Vector;图2中的B条带参照Marker1(DL2000marker),其分子量约为468bp,B条带为两端带有Sal I,BamH I识别序列的IL-17序列。
B条带切下,纯化后送上海生工测序。测序结果参见图3。从图3结果可以看出,从19-T Simple Vector载体中切下的序列与NCBI给出的IL-17cDNA参考序列(NM_002190.2)比对,序列完全一致。
步骤三:pEGFP-N1-IL-17真核载体构建
用BamH I及Sal I酶切上述19-T-IL-17载体及pEGFP-N1载体。质粒(19-T-IL-17或pEGFP-N1)25μL+Sal I 11μL+buffer 4μL,37℃4hours,胶回收,25μL水复溶,再次酶切,质粒(19-T-IL-17、pEGFP-N1)25μL+BamHI 11μL+buffer 4μL,37℃过夜,胶回收,连接上述二个质粒酶切产物buffer2.5μL+IL-17 7μL+pEGFP-N1 3μL+T4 DNA ligase 2μL+水10.5μL,16℃,过夜,转化,涂布于卡那霉素抗性平板,挑选菌落,扩大培养,酶切及测序鉴定。
电泳图谱参见图4:图4中的C条带参照M2(marker DL 2000),其分子量约为468bp,C条带为IL-17;图4中的D条带参照M1(marker 1kb),其分子量约为5000bp,D条带为pEGFP-N1。
D条带切下,纯化后送上海生工测序。测序结果参见图5。从图5结果可以看出,pEGPF-N1-IL-17载体中的IL-17序列与NCBI给出的IL-17cDNA参考序列(NM_02190.2)比对,序列完全一致。
步骤四:pEGFP-N1-IL-17转染U87MG细胞及鉴定
胶质瘤细胞株U87MG购自中科院上海细胞库(ATCC Number:HTB-14TM)。U87MG细胞6孔板中培养至1×106(DMEM、2mM谷胱甘肽,10%胎牛血清,100U/mL penicillin and 100μg/ml streptomycin),更换培养液,次日转染。
待转染质粒(pEGFP-N1-IL-17和pEGFP-N1,其中pEGFP-N1作为空白对照)与转染试剂(Xfect,购自Takara)按以下体系配置两个反应体系:
①pEGFP-N1-IL-17或者pEGFP-N1 20μg Xfect buffer80μL混匀
②Xfect polymer 1.5μL Xfect buffer 98.5μL混匀
将①和②混匀,震荡10秒,室温10分钟,滴加到U87MG的细胞培养液(2ml,浓度1×106个/ml)中,轻摇,37℃4小时,弃上清,加入新鲜培养液2ml,转染培养36hour后,荧光显微镜观察。
见到荧光表达后,按预实验界定浓度加入200μg/mL的G418(100mg/mL,Takara)2μL,继续培养10天,未转染成功的细胞死亡。
有限稀释法筛选阳性转染单克隆(细胞消化后,稀释至<1个/10μL,加于96孔板中,每孔10μL,显微镜下观察,标记有细胞孔,培养10天后,200倍的荧光显微镜下观察,标记荧光阳性孔)。荧光观察结果参见图6,图6A为pEGFP-N1-IL-17-U87MG,图6B为pEGFP-N1-U87MG,图6C为未转染U87MG;可以看出pEGFP-N1-IL-17及pEGFP-N1均分别成功转染至U87MG细胞。。
将上述荧光阳性孔的细胞消化,转入24孔板扩大培养,再转入6孔板,最后转入培养瓶中扩大培养)。
pEGFP-N1-IL-17及pEGFP-N1质粒转染U87MG细胞,经单克隆筛选后扩大培养,采用荧光定量PCR、具体如下:细胞1×106,离心,沉淀加1mL Trizol试剂,混匀,静置10min,加入0.2mL氯仿,震荡混匀30sec,静置5min,4℃12000rpm离心15min,吸取上清至另一1.5mL Eppendorf管中,加入半量体积无水乙醇,混匀,液体全部转移入RNA抽提柱中,静置5min,4℃10000rpm 3min,加入0.5mL 75%乙醇,静置2min,4℃10000rpm 1min,重复一次,RNA抽提柱再4℃10000rpm 3min,静置5min,35μL DEPC水溶解,静置3min,4℃10000rpm 2min,收集RNA溶液。
采用定量PCR(Real time PCR)方法检测pEGFP-N1-IL-17-U87MG、pEGFP-N1-U87MG、U87MG培养细胞中IL-17mRNA的浓度;
上游引物5’-CTGAACATCCATAACCGGAATACCA-3’(SEQ ID No:3);
下游引物5’-AGCGTTGATGCAGCCCAAG-3’(SEQ ID No:4);
定量PCR条件:95℃30sec;95℃10sec,60℃20sec,40repeats;95℃---60℃---95℃;观察熔解曲线。
RNA量nomarlized to GAPDH,结果以2-ΔΔCT计算(定量PCR计算的方法),结果参见图7,图7纵坐标表示IL-17mRNA/GAPDH RNA表达量,横坐标1、2、3分别为pEGFP-N1-IL-17-U87MG、pEGFP-N1-U87MG、U87MG的IL-17mRNA;从图7可以看出,pEGFP-N1-IL-17-U87MG细胞成功获得了外源基因IL-17的表达。
经2-ΔΔCT计算转染株pEGFP-N1-IL-17-U87MG之IL-17mRNA表达量相对于转染空载体pEGFP-N1-U87MG、未转染株U87MG分别为1012858及1264381倍。
采用ELISA方法检测pEGFP-N1-IL-17-U87MG、pEGFP-N1-U87MG、U87MG培养细胞的IL-17表达水平。
将细胞培养液2ml浓度调整至1×106个/ml后,再培养三天后检测上清中IL-17浓度。(上清加入板中,37℃孵育90min,洗板5次,加入生物素化抗体工作液100μL,37℃60min,洗板5次,加入酶结合工作液100,37℃30min,洗板5次,加入显色底物100μL,37℃15min,加入终止液100μL/,酶标仪读板。)结果参见图8,图8纵坐标表示IL-17浓度,横坐标表示pEGFP-N1-IL-17-U87MG、pEGFP-N1-U87MG、U87MG,从图8中可以看出,转染重组载体pEGFP-N1-IL-17组、转染空载体pEGFP-N1组、未转染U87MG组分别为391.2±65.7pg/ml、17.3±3.62pg/ml、16.2±6.2pg/ml(n=3;p<0.001)。
从图7、图8的结果可以看出,荧光定量PCR、ELISA方法鉴定显示pEGFP-N1-IL-17及pEGFP-N1质粒转染U87MG细胞成功。
应用实施例
pEGFP-N1-IL-17-U87MG胶质瘤细胞株的裸鼠成瘤实验
构建成功的pEGFP-N1-IL-17-U87MG胶质瘤细胞株,细胞培养液0.1mL(浓度1×106个/ml),皮下注射裸鼠右侧背部,在39天处死裸鼠。
pEGFP-N1-U87MG、U87MG胶质瘤细胞株作为对照,同样按上述操作。
参见图9,为pEGFP-N1-IL-17-U87MG、pEGFP-N1-U87MG、U87MG三细胞株注射裸鼠后在39天时成瘤图。
在39天处死裸鼠之后,取瘤组织,提取RNA,采用定量PCR(Real time PCR)方法检测IL-17mRNA的浓度。
参见图10,纵坐标表示IL-17mRNA/GAPDH RNA表达量。
pEGFP-N1-IL-17-U87MG细胞成瘤的瘤组织中IL-17mRNA的表达较
pEGFP-N1-U87MG及U87MG成瘤的瘤组织中高,超过1500倍。
从图9、10可以看出,39天后胶质瘤细胞pEGFP-N1-IL-17-U87MG在裸鼠体内在IL-17高表达状态下成瘤。
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