逆轉錄病毒載體介導RNAi沉默Erβ對人成骨樣MG63細胞OPG和RANKL表達的影響.pdf

1、目的：雌激素通過雌激素受體(Estrogen receptor，ER)介導參與骨代謝過程。自從雌激素受體β(Estrogen receptor beta，ERβ)被發(fā)現(xiàn)后，人們對雌激素的作用方式產生了全新的認識，這一發(fā)現(xiàn)為研究雌激素受體在骨代謝中作用機制開辟了新的途徑。此外，由成骨細胞與破骨細胞執(zhí)行的骨形成與骨吸收貫穿于骨代謝的全過程。而表達于成骨細胞表面的OPG/RANKL系統(tǒng)在闡明骨代謝發(fā)生機制方面具有重要意義，特別是OPG/RAN

2、KL比率的改變可以影響骨吸收和骨形成，從而影響骨代謝。本研究的主要目標包括：①構建針對人ERβ基因逆轉錄病毒介導的RNA干擾(RNAi)表達載體pRNAT-H1.4/Retro-shRNA并包裝成逆轉錄病毒。②將其轉染人成骨樣細胞株MG63，觀察其對人成骨樣MG63細胞中ERβ基因表達的影響。③構建人成骨樣細胞ERβ基因敲低細胞模型并觀察在雌激素干預下ERβ表達受抑后對人成骨樣MG63細胞株的OPG/RANKL比值的影響。為探討ERβ基

3、因如何調節(jié)骨代謝提供新的理論基礎。
　　 方法：①根據(jù)GeneBank數(shù)據(jù)庫提供的ERβ基因核苷酸序列，選擇設計3條針對人ERβ干擾靶序列，再轉化為能表達其小發(fā)央結構RNA(small hairpin RNAs，shRNA)的DNA序列，并與pRNAT-H1.4/Retro質粒定向連接，構建真核表達載體pRNAT-H1.4/Retro-ERβ-shRNA，經(jīng)限制性內切酶酶切和DNA測序進行鑒定。將pRNAT-H1.4/Retro

4、-ERβ-shRNA經(jīng)脂質體轉染至293細胞包裝成逆轉錄病毒。②對體外培養(yǎng)的MG63細胞進行形態(tài)學觀察及苔盤蘭-瑞氏染色。將包裝好的逆轉錄病毒，以空白及非特異性shRNA(shRNAnc)作為對照，感染人成骨樣MG63細胞株，用流式細胞儀檢測感染效率，然后各組于轉染48h后收集細胞分別抽提RNA及蛋白，半定量RT-PCR法檢測細胞中ERβ mRNA表達水平的改變，Western blot法檢測ERβ蛋白表達的變化，從而篩選最有效的干擾序

5、列。⑨將含有最有效干擾序列及非特異性shRNA的逆轉錄病毒分別感染人成骨樣MG63細胞株后，篩選穩(wěn)定克隆并擴大培養(yǎng)，以空白及非特異性shRNA作為對照，半定量RT-PCR法及Western blot法檢測穩(wěn)定抑制ERβ的效率；MTT法測定RNAi干擾ERβ后對人成骨樣MG63細胞增殖的影響；然后分別向三組細胞即MG63細胞、ERpshRNA逆轉錄病毒感染的MG63細胞、陰性對照shRNAnc逆轉錄病毒感染的MG63細胞加入10-8mol

6、/L的17β-雌二醇(E2)干預，48h后收集細胞，分別抽提RNA及蛋白。應用半定量RT-PCR法、Western blot法檢測人成骨樣細胞株MG63的OPG、RANKL mRNA和蛋白表達情況。用SPSS13.0統(tǒng)計學軟件進行分析，計量資料統(tǒng)計結果以均數(shù)±標準差表示，經(jīng)方差齊性檢驗，組間進行單因素方差分析(One way ANOVA)后，再用LSD法進行多個樣本均數(shù)間的顯著性檢驗，檢驗水準α=0.05。P值<0.05表示顯著性差異。

7、
　　 結果：①針對人ERβ分別構建了3種shRNA逆轉錄病毒載體：pRNAT-H1.4/Retro-ERβ-shRBA1，pRNAT-H1.4/Retro-ERβ-shRNA2，pRNAT-H1.4/Retro-ERβ-shRNA3。重組質粒經(jīng)酶切鑒定分析證實目的序列己插入到預計位點，符合設計要求，測序鑒定表明重組質粒中含有針對ERβ基因的目的序列，表明重組質粒構建成功。并經(jīng)脂質體轉染至293細胞后成功包裝成逆轉錄病毒。②感染

8、結果顯示，逆轉錄病毒載體能高效、穩(wěn)定的感染人成骨樣MG63細胞株，感染效率為70％左右。瞬轉的結果表明：3種shRNA逆轉錄病毒載體對人成骨樣MG63細胞株的ERβ mRNA抑制率分別為44.77±5.41％、61.21±4.47％、80.11±1.72％，蛋白抑制率分別為44.844±0.96％、62.52±1.02％、81.18±0.73％(均P<0.05)。其中pRNAT-H1.4/Retro-ERβ-shRNA3對人成骨樣MG6

9、3細胞株的ERβ抑制效率最高。⑨用pRNAT-H1.4/Retro-ERβ-shRNA3進一步穩(wěn)轉人成骨樣MG63細胞株，與空白及陰性病毒對照組相比，篩選出ERβ表達穩(wěn)定抑制的人成骨樣細胞株，ERβmRNA抑制率為88.17±1.17％(P<0.05)，蛋白抑制率為89.01±1.22％(P<0.05)。MTT法顯示RNAi干擾ERβ后人成骨樣MG63細胞增殖末見明顯變化。雌激素干預48h后，顯示ERβ穩(wěn)定抑制的MG63細胞較空白組及陰

10、性對照組OPG mRNA上調15.51±1.72％，蛋白表達上調20.35±1.15％(P<0.05)，RANKL mRNA下調22.17±0.94％，蛋白表達下調27.22±1.48％(P<0.05)，OPG/RANKL表達上調(P<0.05)。
　　 結論：①應用pRNAT-H1.4/Retro載體成功構建了3種pRNAT-H1.4/Retro-ERβ-shRNA逆轉錄病毒載體并包裝成pRNAT-H1.4/Retro-ERβ

11、-shRNA逆轉錄病毒。②包裝后的3種ERβ-shRNA逆轉錄病毒均能高效、穩(wěn)定的感染人成骨樣MG63細胞，并顯著抑制ERβ的表達。其中以ERβ-shRNA3為最佳的干擾序列。③成功建立了人成骨樣細胞雌激素受體β亞型基因敲低細胞模型。并發(fā)現(xiàn)在雌激素干預下通過利用RNAi沉默ERβ基因后可上調人成骨樣MG63細胞OPG mRNA和蛋白表達、下調RANKL mRNA和蛋白表達，上調OPG/RANKL表達，從而提示ERβ可能通過調節(jié)OPG/R