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人类主要组织相容性抗原Ⅰ类分子包括经典HLA-A、B、C分子和非经典HLA-E、G、F分子两大类。其中非经典HLA-Ⅰ类分子在免疫系统中所起的作用目前已成为免疫学研究的热点之一。HLA-E是一类非经典的MHC-Ⅰ类分子,具有广泛的组织分布和低水平表达的特点,HLA-E分子的细胞表面表达有赖于MHC-Ⅰ类分子(HLA-A.-B.-C和-G)衍生的先导序列多肽的存在,作为NK细胞受体CD94/NKG2的配体,它调节人类自然杀伤细胞和T细胞的功能,在母胎免疫,肿瘤免疫,病毒感染的免疫逃避以及移植免疫中具有重要作用。
HLA-E的鼠源类似物为Qa-1,具有有限的多态性,广泛的组织表达,而细胞表面表达比较低。Qa-1结合一种肽,来源于H-2D,称为Qdm,共同表达于细胞表面,Qa-1-Qdm复合物可被NK细胞和一部分T细胞的CD94/NKG2所识别。与人类细胞相似,Qa-1与CD94/NKG2-A结合传递抑制信号,起抑制NK细胞的作用,与CD94/NKG2-C结合则激活NK细胞。但在小鼠细胞,CD94/NKG2-C受体的合成量少于CD94/NKG2-A,Qa-1与Qdm结合并不是唯一的,Qa-1也可与其它多肽结合而被CD94/NKG2识别,只是Qdm有最佳的结合结构。与HLA-E相似,Qa-1在调节NK细胞,T细胞功能,肿瘤免疫,病毒感染,自身免疫,移植免疫中起重要作用。
RNA干扰(RNAinterference,RNAi)是指由19~23碱基对的短双链RNA,即小干扰RNA(smallinterferingRNA,siRNA)在真核细胞中引导序列特异性的内源或外源性靶mRNA降解,进而抑制相应基因表达的现象。因其高度的特异性,高效性得到广泛应用,目前有包括化学合成法在内的几种制备方法,其中利用载体在细胞内表达可以达到使siRNA传代的目的。
综上所述,Qa-1在免疫调节中发挥重要作用,其在异基因造血干细胞移植中的作用还有待研究,利用RNA干扰这一新型高效的基因敲除技术,可以帮助我们进一步研究Qa-1在异基因造血干细胞移植中的具体作用,为临床增加干细胞植入,防治GVHD提供新策略。本课题将利用RNA这一新型高效的基因敲除技术初步筛选小鼠Qa-1最有效的干扰片段,为进一步研究Qa-1在免疫调节中的作用,进行动物实验及应用于临床异基因造血干细胞移植奠定基础。
材料和方法1.构建三个针对小鼠Qa-1的小发夹表达质粒在GeneBank查出小鼠Qa-1mRNA全序列,通过美国Ambion公司提供的siRNAweb设计工具,依据设计原则,选择三段针对Qa-1的siRNA靶位:GACTCGGAGAATCCGAAGA;AATCAGAGTAAGGACGAATCT;AACAAAGCTGTTCTGCTTGTC分别位于186,327,929位,交由晶赛公司合成三段针对Qa-1的小发夹结构,分别在合成片段两端添加BamHⅠ及SalⅠ酶切位点,真核载体pGenesil-2经BamHⅠ,SalⅠ双酶切,与发夹结构连接,合成小发夹表达质粒,质粒带有新霉素筛选标记,卡那抗性。以紫外分光光度计测定小发夹表达质粒的浓度,纯度,并交由博亚公司酶切测序。
2.筛选出最有效抑制Qa-1基因的siRNA靶位小鼠成纤维细胞NIH3T3分为四组培养,n=6,采用脂质体转染法,前三组分别转染三个小发夹表达质粒,浓度为H2-T2311.2μg/μL;H2-T2321.3μg/μL;H2-T2330.8μg/μL,第四组细胞单纯加入脂质体作为阴性对照。分别收集转染后24小时,48小时,72小时的细胞,提取RNA,经逆转录,设计特异性引物,PCR法扩增出目的片段,半定量分析Qa-1在RNA水平的改变,同样收集转染后24小时,48小时,72小时的细胞,通过流式细胞技术,应用抗Qa-1的特异性单抗对Qa-1的细胞表面表达进行分析。
结果1.构建三个针对小鼠Qa-1的小发夹表达质粒通过美国Ambion公司提供的siRNAweb设计工具,得到多条siRNA靶位序列,依据设计原则,选取三条,交由武汉晶赛公司合成小发夹表达质粒,利用紫外分光光度计测定质粒的浓度,纯度,浓度为H2-T2311.2μg/μL;H2-T2321.3μg/μL;H2-T2330.8μg/μL,将质粒交付博亚公司鉴定测序,结果与所选取片段序列一致。
2.筛选最有效抑制Qa-1基因的siRNA靶位体外培养的小鼠成纤维细胞NIH3T3细胞贴壁生长,呈梭形或菱形,带有干扰片段的质粒转染后细胞形态发生变化,部分变圆,通过RT-PCR及流式细胞仪技术,证实转染前NIH3T3细胞表达一定水平Qa-1,转染后Qa-1在RNA水平及细胞表面均减低了表达,24h,48h,72h三组细胞Qa-1减低分别达H2-T231:60.9%,81.9%,43.6%;H2-T232:64.5%,73.9%,61.1%;H2-T233:61.9%,71.2%,47.5%.减低的程度不一,其中H2-T232组在三个时间点减低最明显。
结论1.通过设计工具,依据设计原则,选择三段针对Qa-1的siRNA靶位,在真核载体pGenesil-2上成功构建Qa-1特异性的小发夹表达质粒。
2.用脂质体转染法将构建的小发夹表达质粒成功导入体外培养的NIH3T3细胞,经RT-PCR技术及流式细胞技术筛选得到最有效抑制Qa-1基因的干扰质粒。