利用内部核糖体进入位点(IRES)连接低氧诱导因子-1α(HIF-1α)与LIM矿化蛋白-1(LMP-1),构建同时表达LMP-1和HIF-1α的腺病毒载体,检测其在体外培养大鼠骨髓基质干细胞(BMSCs)的成骨作用。
方法应用聚合酶链反应(PCR)法扩增出人HIF-1α(2 481 bp)和LMP-1(1 374 bp)及IRES(564 bp)序列,依次插入pShuttle-IRES-hrGFP-1中构建腺病毒穿梭质粒pS-HIF-LMP-1-GFP;将其与质粒pAdEasy-1在BJ5183细胞中同源重组,得到重组腺病毒质粒(pAd-HIF-LMP-1-GFP)。经Pac I酶切转染AD293细胞进行包装得到重组腺病毒Ad-HIF-LMP-1-GFP。以腺病毒为载体,将人HIF-1α和LMP-1联合基因转染大鼠BMSCs细胞,分别观察转染后实验组与对照组碱性磷酸酶活性、钙形成以及骨钙素和核心结合蛋白因子2(Runx2)的表达变化,探讨HIF-1α与LMP-1联合表达的成骨作用。
结果成功获取联合表达HIF-1α与LMP-1的重组腺病毒。HIF-1α和LMP-1基因能在BMSCs中高效表达,转染后BMSCs的碱性磷酸酶活性增强,与对照组比较,差异有统计学意义(P=0.000),活性分别为0.145、0.160、0.170、0.167(0.160±0.011) ng/μg蛋白和0.045、0.057、0.056、0.054(0.053±0.005) ng/μg蛋白;钙沉积明显增多,与对照组比较,差异有统计学意义(P=0.001),钙形成定量分别为0.636、0.544、0.591、0.515(0.570±0.050)和0.121、0.150、0.144、0.167(0.145±0.019);骨钙素表达显著提高,与对照组比较,差异有统计学意义(P=0.017),分别为2.688、2.997、2.777(2.820±0.159)和2.009、1.916、1.944(1.956±0.047);Runx2的表达明显增强,与对照组比较,差异有统计学意义(P=0.000),分别为0.440、0.465、0.456(0.454±0.010)和0.096、0.108、0.117(0.107±0.010)。
结论成功利用IRES序列连接人HIF-1α和LMP-1基因构建重组腺病毒载体,Ad-HIF-LMP-1-GFP转染BMSCs后,能明显促进BMSCs向成骨细胞分化。