ERCC1密碼子118單核苷酸多態性細胞轉染模型構建與功能分析

摘要

ERCC1基因密碼子118單核苷酸多態性（C118T）的細胞轉染模型，并探討其功能影響。通過定點突變技術構建野生型與突變型ERCC1表達載體，利用威尼德電穿孔儀轉染至HEK293T細胞，驗證轉染效率及SNP位點。功能分析表明，突變型ERCC1顯著降低DNA損傷修復能力并增強順鉑敏感性。結果為ERCC1基因多態性與化療耐藥性關聯研究提供模型支持。

引言

ERCC1（Excision Repair Cross-Complementation Group 1）是核苷酸切除修復（NER）通路的核心基因，其表達水平與鉑類化療藥物耐藥性密切相關。密碼子118（C118T）單核苷酸多態性（SNP）導致氨基酸由丙氨酸替換為蘇氨酸，可能影響ERCC1蛋白功能及穩定性。然而，現有研究多基于臨床樣本關聯分析，缺乏直接的功能驗證模型。

ERCC1-C118T SNP的體外細胞模型，結合基因編輯與功能分析，明確該多態性對DNA修復能力及藥物敏感性的影響，為個體化化療方案設計提供實驗依據。

實驗部分

1. 質粒構建與定點突變

采用PCR擴增技術從人基因組DNA中獲取ERCC1基因全長序列，克隆至pcDNA3.1載體。針對密碼子118（C>T）設計特異性引物，通過重疊延伸PCR引入突變。反應體系含某試劑高保真DNA聚合酶，擴增條件：98℃預變性2分鐘，30個循環（98℃ 10秒，60℃ 15秒，72℃ 2分鐘），72℃延伸5分鐘。突變質粒經威尼德分子雜交儀驗證后，送測序確認SNP位點。

2. 細胞培養與轉染

HEK293T細胞培養于含10%胎牛血清的DMEM培養基，37℃、5% CO?條件下傳代。取對數生長期細胞，接種于6孔板（密度1×10?/孔），24小時后分別轉染野生型（ERCC1-WT）與突變型（ERCC1-C118T）質粒。轉染使用某試劑脂質體法，同時設置空載體對照組。轉染后48小時，通過威尼德紫外交聯儀檢測熒光報告基因表達效率，篩選穩定轉染細胞株。

3. SNP位點功能驗證

提取轉染細胞總RNA，反轉錄為cDNA，采用qRT-PCR定量ERCC1 mRNA表達水平。蛋白水平通過Western blot檢測，一抗為某試劑ERCC1單克隆抗體（1:1000），二抗為HRP標記羊抗鼠IgG（1:5000）。使用威尼德原位雜交儀進行免疫熒光染色，觀察ERCC1蛋白亞細胞定位。

4. 功能分析

（1）細胞增殖與凋亡實驗：CCK-8法檢測順鉑（0-20 μM）處理48小時后細胞存活率；Annexin V-FITC/PI雙染法流式檢測凋亡率。

（2）DNA損傷修復能力評估：UV-C照射（20 J/m2）誘導DNA損傷，彗星實驗（單細胞凝膠電泳）定量DNA碎片化程度；γ-H2AX免疫熒光染色分析雙鏈斷裂修復效率。

結果與討論

1. 模型構建成功性驗證
測序結果顯示，突變型質粒C118T位點匹配設計。Western blot證實轉染細胞中ERCC1蛋白表達量顯著高于對照組（P<0.01），且突變型蛋白分子量無顯著差異。

2. SNP對DNA修復功能的影響
彗星實驗顯示，突變型ERCC1細胞在UV照射后尾矩較野生型增加35%（P<0.05），表明DNA修復能力下降。γ-H2AX焦點數量在突變型細胞中持續升高至24小時，而野生型在12小時即顯著減少。

3. 順鉑敏感性差異
突變型細胞經10 μM順鉑處理后，存活率較野生型降低42%（P<0.01），凋亡率增加2.3倍（P<0.001）。提示C118T多態性可能通過削弱NER功能增強化療藥物毒性。

結論

ERCC1-C118T SNP細胞模型，證實該位點突變導致DNA損傷修復能力下降及順鉑敏感性升高。此模型為ERCC1多態性機制研究及臨床化療療效預測提供了可靠工具。

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