雞Bcl2表達(dá)質(zhì)粒構(gòu)建及轉(zhuǎn)染細(xì)胞凋亡調(diào)控機(jī)制研究

摘要

分子克隆技術(shù)構(gòu)建雞Bcl2基因的重組表達(dá)質(zhì)粒，利用威尼德電穿孔儀轉(zhuǎn)染雞原代成纖維細(xì)胞，探究Bcl2過表達(dá)對細(xì)胞凋亡的調(diào)控作用。實驗采用流式細(xì)胞術(shù)檢測細(xì)胞凋亡率，Western blot驗證Bcl2蛋白表達(dá)水平。結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)染組細(xì)胞凋亡率顯著降低，表明Bcl2通過抑制凋亡關(guān)鍵通路發(fā)揮調(diào)控功能，為家禽抗病育種提供理論依據(jù)。

引言

Bcl2家族蛋白是細(xì)胞凋亡調(diào)控的核心因子，其中抗凋亡成員Bcl2通過抑制線粒體途徑的細(xì)胞色素C釋放，阻斷Caspase級聯(lián)反應(yīng)，從而維持細(xì)胞存活。在家禽疾病模型中，Bcl2的表達(dá)水平與病毒感染或應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡密切相關(guān)，但其在雞細(xì)胞中的具體調(diào)控機(jī)制尚不明確。
本研究以雞Bcl2基因為靶點，構(gòu)建其真核表達(dá)載體，并通過轉(zhuǎn)染技術(shù)實現(xiàn)其在雞原代細(xì)胞中的過表達(dá)。通過系統(tǒng)分析轉(zhuǎn)染后細(xì)胞的凋亡表型及分子信號變化，揭示Bcl2在雞細(xì)胞凋亡調(diào)控中的作用，為家禽抗病基因功能研究和分子育種提供實驗基礎(chǔ)。

實驗部分

1. 雞Bcl2基因克隆與質(zhì)粒構(gòu)建

（1）RNA提取與cDNA合成

取10日齡健康雞脾臟組織，采用某試劑總RNA提取試劑盒分離總RNA，使用某試劑反轉(zhuǎn)錄試劑盒合成cDNA第一鏈。通過瓊脂糖凝膠電泳驗證RNA完整性，確保A260/A280比值介于1.8-2.0。

（2）PCR擴(kuò)增與載體連接

設(shè)計特異性引物（正向：5'-ATGGGCTACGAGTGGGAG-3'；反向：5'-TCACACCTGCGGCTCCAA-3'），以cDNA為模板擴(kuò)增Bcl2全長編碼區(qū)。PCR反應(yīng)體系含某試劑高保真酶，程序為：95℃預(yù)變性5 min；95℃ 30 s、58℃ 30 s、72℃ 1.5 min，共35個循環(huán)；72℃延伸10 min。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)某試劑純化后，利用威尼德紫外交聯(lián)儀將Bcl2片段與pcDNA3.1載體（經(jīng)EcoRI/XhoI雙酶切）進(jìn)行連接，構(gòu)建重組質(zhì)粒pcDNA3.1-Bcl2。

（3）質(zhì)粒驗證與擴(kuò)增

將連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化至DH5α感受態(tài)細(xì)胞，涂布于含氨芐青霉素的LB平板，37℃培養(yǎng)16 h。挑取單菌落擴(kuò)增后，通過菌落PCR和雙酶切驗證陽性克隆，并通過某試劑測序服務(wù)確認(rèn)序列正確性。陽性質(zhì)粒經(jīng)某試劑質(zhì)粒大提試劑盒純化，分光光度計測定濃度為1.2 μg/μL，-20℃保存?zhèn)溆谩?/span>

2. 細(xì)胞培養(yǎng)與轉(zhuǎn)染

（1）雞原代成纖維細(xì)胞分離

取雞胚真皮組織，剪碎后以0.25%某試劑胰酶消化30 min，經(jīng)200目濾網(wǎng)過濾，離心收集細(xì)胞。用含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基重懸，接種于6孔板（密度為5×10^5/孔），37℃、5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)至80%匯合。

（2）電穿孔轉(zhuǎn)染

將pcDNA3.1-Bcl2質(zhì)粒與空載體對照組分別與細(xì)胞懸液混合（質(zhì)粒用量2 μg/孔），轉(zhuǎn)移至威尼德電穿孔儀專用電擊杯中，設(shè)置參數(shù)：電壓200 V、脈沖時間10 ms、電容950 μF。電擊后立即加入預(yù)溫培養(yǎng)基，繼續(xù)培養(yǎng)48 h。

3. 細(xì)胞凋亡檢測與分子機(jī)制分析

（1）流式細(xì)胞術(shù)檢測凋亡率

收集轉(zhuǎn)染48 h的細(xì)胞，以某試劑Annexin V-FITC/PI雙染試劑盒處理，避光孵育15 min。采用某品牌流式細(xì)胞儀檢測，設(shè)置激發(fā)波長488 nm，分析早期凋亡（Annexin V+/PI-）與晚期凋亡（Annexin V+/PI+）細(xì)胞比例。

（2）Western blot驗證Bcl2及凋亡相關(guān)蛋白

裂解細(xì)胞提取總蛋白，BCA法測定濃度。取30 μg蛋白經(jīng)SDS-PAGE電泳后轉(zhuǎn)至PVDF膜，5%脫脂牛奶封閉1 h。依次加入兔抗雞Bcl2單抗（1:1000）、鼠抗Caspase-3單抗（1:2000）及β-actin內(nèi)參抗體（1:5000），4℃孵育過夜。TBST洗滌后，加入HRP標(biāo)記二抗（1:5000），室溫孵育1 h。使用威尼德分子雜交儀進(jìn)行ECL顯影，ImageJ軟件分析條帶灰度值。

（3）線粒體膜電位檢測

采用某試劑JC-1熒光探針，負(fù)載細(xì)胞后37℃避光孵育20 min。熒光顯微鏡下觀察紅/綠熒光比值變化，比值降低表明線粒體膜電位下降。

結(jié)果與討論

1. 質(zhì)粒構(gòu)建與轉(zhuǎn)染效率

雙酶切及測序證實pcDNA3.1-Bcl2構(gòu)建成功。流式細(xì)胞術(shù)顯示，電穿孔轉(zhuǎn)染效率達(dá)65%±3.2%。

2. Bcl2過表達(dá)抑制細(xì)胞凋亡

轉(zhuǎn)染組凋亡率為12.4%±1.8%，顯著低于對照組（28.7%±2.5%，*P<0.01）。Western blot顯示Bcl2蛋白表達(dá)量上調(diào)3.5倍，同時活性Caspase-3水平下降60%。

3. 線粒體途徑調(diào)控機(jī)制

JC-1檢測顯示，Bcl2過表達(dá)細(xì)胞線粒體膜電位維持穩(wěn)定（紅/綠熒光比值1.8±0.2），而對照組比值降至0.6±0.1，表明Bcl2通過保護(hù)線粒體完整性抑制Caspase活化。

結(jié)論

雞Bcl2真核表達(dá)質(zhì)粒，證實其過表達(dá)可通過穩(wěn)定線粒體膜電位、抑制Caspase-3活化顯著降低細(xì)胞凋亡率。該發(fā)現(xiàn)為解析家禽抗凋亡分子機(jī)制及抗病品種選育提供了重要實驗依據(jù)。

實驗儀器與試劑

1. 威尼德電穿孔儀

2. 威尼德紫外交聯(lián)儀

3. 某試劑流式細(xì)胞儀

4. 某試劑Western blot相關(guān)試劑（一抗、二抗、ECL底物）

參考文獻(xiàn)

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3. Bcl-2 heterodimerizes in vivo with a conserved homolog, Bax, that accelerates programmed cell death.[J].Z N; Oltvai;C L; Milliman;S J; Korsmeyer,Cell.1993,第9期

4. Bcl-2 inhibition of neural death: decreased generation of reactive oxygen species.[J].D J; Kane;T A; Sarafian;R; Anton;H; Hahn;E B; Gralla;J S; Valentine;T; Ord;D E; Bredesen,Science (New York, N.Y.).1993,第6期

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