实验研究
慢病毒载体介导雷帕霉素靶蛋白沉默对体外人晶状体上皮细胞增生的抑制作用
中华实验眼科杂志, 2015,33(4) : 328-332. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-0160.2015.04.008
摘要
背景

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)在细胞的生长中发挥重要作用,其在人晶状体上皮细胞(HLECs)中的过度表达与白内障术后的并发症,如后发性白内障有关,将mTOR短发夹状RNA(shRNA)质粒成功转染至HLECs可为寻找预防和治疗后发性白内障的靶点提供实验支持。

目的

探讨HLECs中mTOR基因沉默后对细胞形态和功能的影响。

方法

分别将mTOR shRNA质粒、空白质粒和PBS加入细胞培养液感染293T细胞以进行慢病毒包装。常规培养HLECs,然后分别用各组包装成功的慢病毒感染HLECs 72 h,分为mTOR shRNA转染1、2、3,组空白质粒组和PBS组。利用Western blot法检测并比较不同组间HLECs中mTOR蛋白的表达以确定mTOR被沉默,从mTOR shRNA转染1、2、3组中筛选出沉默效率最高组进行后续实验。采用流式细胞仪检测G1期HLECs细胞比例;采用Western blot法检测细胞中上皮和间质标志物α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和E-Cadherin蛋白的表达;采用细胞计数试剂盒-8(CCK-8)法检测各组细胞的增生能力。

结果

mTOR shRNA转染1、2、3组293T细胞上清液中含有大量包装成功的慢病毒,对绿色荧光蛋白(GFP)呈阳性反应,而空白质粒组和PBS组未见GFP反应的绿色荧光。mTOR shRNA转染1、2、3组及空白质粒组转染的质粒具有嘌呤抗性,转染后的HLECs均生长良好,mTOR shRNA转染1、2、3组80%以上的细胞对GFP呈阳性反应,PBS组细胞无嘌呤抗性,可见较多细胞死亡。Western blot法检测显示mTOR shRNA转染3组mTOR mRNA表达最弱,用于后续实验。mTOR shRNA转染3组α-SMA表达条带明显弱于空白质粒组和PBS组,而E-Cadherin表达明显强于空白质粒组和PBS组。CCK8法检测证实,实验后1h、2h3个组间细胞增生值(A值)的总体差异比较均有统计学意义,其中mTOR shRNA转染3组的细胞增生值均明显低于空白质粒组和PBS组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。流式细胞仪检测表明,mTOR shRNA转染3组细胞周期阻滞于G1期的细胞比例约为(60.00±1.78)%,明显高于空白质粒组的(53.48±1.86)%和PBS组的(53.02±1.49)%,总体比较差异有统计学意义(F=18.910,P=0.002)。

结论

mTOR shRNA转染HLECs后可使mTOR基因沉默,从而逆转HLECs中上皮-间质转化(EMT)的进程,抑制细胞增生,延长细胞周期。

引用本文: 王逸涵, 柳林. 慢病毒载体介导雷帕霉素靶蛋白沉默对体外人晶状体上皮细胞增生的抑制作用 [J] . 中华实验眼科杂志, 2015, 33(4) : 328-332. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-0160.2015.04.008.
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后囊膜混浊(posterior capsule opacification,PCO)是超声乳化白内障摘出联合人工晶状体植入术后常见的并发症[1]。组织病理学证实,白内障术后保留的前囊膜及赤道部残存的人晶状体上皮细胞(human lens epithelial cells, HLECs)不断增生、向后囊视轴区移行并发生上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)是PCO发生的主要原因[2,3]。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of raparrmycin,mTOR)是一种进化高度保守的蛋白质,是调节细胞周期及细胞生长和增生的信号枢纽。mTOR通路通过整合来自营养、能量、氧分压、氨基酸及生长因子的信号而作用于下游分子,改变下游分子活性并调节磷酸化,影响细胞内mRNA的翻译、核糖体生物合成、细胞凋亡等多种生物学功能,从而控制细胞的生长、增生和分化[4,5,6,7]。RNA干扰技术(RNA interference,RNAi)是新型基因阻断技术,其中的短发夹状RNA(short hairpin RNA,shRNA)是采取质粒或者病毒载体表达的siRNA[8],较siRNA表达更持久且稳定,本实验探讨利用shRNA技术沉默mTOR基因对HLECs增生及凋亡的影响,在基因水平寻找针对PCO的预防和治疗方法。

 
 
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