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基因調(diào)控與疾病研究

 基因表達(dá)調(diào)控是生物體內(nèi)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)與控制，使細(xì)胞中基因表達(dá)的過(guò)程在時(shí)間、空間上處于有序狀態(tài)，并對(duì)環(huán)境條件的變化作出復(fù)雜反應(yīng)的過(guò)程。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證明，所有的疾。送饃、中毒或營(yíng)養(yǎng)不良以外，幾乎都跟基因有關(guān)。在疾病研究的領(lǐng)域，基因表達(dá)的調(diào)控幾乎是所有生物學(xué)過(guò)程的基礎(chǔ)。 某些基因的改變會(huì)導(dǎo)致相關(guān)功能的缺失或是激活，與疾病的發(fā)生存在著因果關(guān)系。疾病的驅(qū)動(dòng)是一個(gè)過(guò)程，不同基因的改變可能參與疾病形成的不同階段，例如腸癌從癌前病變到腫瘤的過(guò)程，早期有APC等基因參與，后期有RAS、PIK3CA等基因參與。當(dāng)科學(xué)家第一次發(fā)現(xiàn)疾病和基因之間關(guān)系的時(shí)候，研究者便開(kāi)始征服疾病之旅——希望找到某種疾病和某一基因之間的關(guān)系。 一把鑰匙開(kāi)啟一把鎖，某個(gè)特定基因的改變導(dǎo)致某種疾病的發(fā)生，人類(lèi)對(duì)疾病認(rèn)知的更新會(huì)帶來(lái)治療策略的變革，而新的理論，往往依賴(lài)于更便捷、更有效的研究技術(shù)與手段。慢病毒有適用宿主范圍廣、基因容量大、感染效率高、整合基因到宿主細(xì)胞實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定表達(dá)的特點(diǎn)。近年來(lái)，被廣泛用于基因機(jī)制與疾病發(fā)生的研究中。下面就一起來(lái)了解如何在體外利用慢病毒玩轉(zhuǎn)基因在疾病中的研究。

 

案例1——慢病毒＆細(xì)胞系

 Identification and Validation of ATF3 Serving as a Potential Biomarker and Correlating With Pharmacotherapy Response and Immune Infiltration Characteristics in Rheumatoid Arthritis
作者單位：中山大學(xué)附屬第八醫(yī)院
IF:6.113

 

雖然抗風(fēng)濕藥物(DMARDs)顯著改善了類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(RA)患者的預(yù)后，但約40%的RA患者治療效果有限。因此，探索新的生物標(biāo)志物以提高RA的治療效果至關(guān)重要。本研究開(kāi)發(fā)一種新的生物標(biāo)志物，通過(guò)體外研究鑒定并驗(yàn)證了ATF3可以促進(jìn)RA-FLS和MH7A的增殖、侵襲和遷移，可以在RA治療中作為一種新的生物標(biāo)志物，并且與藥物治療反應(yīng)和免疫細(xì)胞浸潤(rùn)相關(guān)。

 

★細(xì)胞系：RA-FLS（RA成纖維樣滑膜細(xì)胞） 、MH7A（人滑膜成纖維細(xì)胞系）

★基因調(diào)控手段：基因過(guò)表達(dá)（LV- ATF3 -OE）、基因干擾（LV- ShATF3）

 

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案例2——慢病毒＆原代細(xì)胞

 Wnt4 is crucial for cardiac repair by regulating mesenchymal-endothelial transition via the phospho-JNK/JNK
作者單位：廣州醫(yī)科大學(xué)
IF:11.6

 

Wnt4在發(fā)育過(guò)程中起著關(guān)鍵作用，并在纖維化損傷過(guò)程中再次激活。然而，Wnt4在心臟修復(fù)中的作用尚不清楚。本研究探索Wnt4在急性心肌缺血再灌注損傷中的病理生理作用及機(jī)制。通過(guò)急性心臟缺血再灌注損傷后Wnt4的時(shí)空表達(dá)，發(fā)現(xiàn)Wnt4作為一種早期損傷反應(yīng)基因在靠近損傷邊界區(qū)域的心臟成纖維細(xì)胞中上調(diào)，并與間質(zhì)-內(nèi)皮轉(zhuǎn)化(MEndoT)相關(guān)，這是心臟修復(fù)中受損心肌血運(yùn)重建的有益過(guò)程。在心臟成纖維細(xì)胞中敲低Wnt4導(dǎo)致MEndoT降低和心功能惡化。研究揭示了Wnt4在心臟修復(fù)中起著關(guān)鍵的作用，參與了磷酸化JNK介導(dǎo)的MEndoT，并且是心臟成纖維細(xì)胞靶向治療心臟疾病的關(guān)鍵基因。

 

★心肌細(xì)胞：來(lái)源于成年小鼠心臟

★基因調(diào)控手段：基因干擾（LV-shWnt4/JNK1/JNK2）

 

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案例3——慢病毒＆間充質(zhì)干細(xì)胞

  ac4C acetylation of RUNX2 catalyzed by NAT10 spurs osteogenesis of BMSCs and prevents ovariectomy-induced bone loss
作者單位：中山大學(xué)附屬第八醫(yī)院
IF:10.183

 

N-乙?；D(zhuǎn)移酶10 (NAT10)是mRNA n4 -乙酰胞苷(ac4C)修飾的關(guān)鍵酶，參與多種細(xì)胞過(guò)程，與多種疾病相關(guān)。本研究探索了成骨細(xì)胞分化與NAT10和ac4C之間的關(guān)系，九游會(huì)j9發(fā)現(xiàn)NAT0表達(dá)和ac4C的總RNA水平在雙側(cè)卵巢切除(OVX)小鼠和骨質(zhì)疏松患者骨組織中降低。過(guò)表達(dá)NAT10可逆轉(zhuǎn)骨量丟失，而NAT10抑制劑Remodelin可促進(jìn)OVX小鼠的骨量丟失。此外，具有低水平ac4C修飾的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）在NAT10沉默的情況下在體外形成較少的鈣結(jié)節(jié)，而具有高水平ac4C修飾的BMSCs在NAT10過(guò)表達(dá)的情況下形成更多的鈣結(jié)節(jié)。NAT10水平異？贍蓯塹賈鹿侵適杷傻幕浦，NAT10有望成為該疾病潛在的治療靶點(diǎn)。

 

★BMSCs：骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，通過(guò)密度梯度離心法從健康供者骨髓中分離獲得

★基因調(diào)控手段：基因過(guò)表達(dá)（LV-NAT10-OE）、基因干擾（siNAT10）

 

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案例4——慢病毒＆類(lèi)器官

 Targeting the splicing factor NONO inhibits GBM progression through GPX1 intron retention
作者單位：山東大學(xué)齊魯醫(yī)院
IF:11.6

 

腫瘤已是威脅人類(lèi)健康的重要因素。治療腫瘤藥物的篩選與腫瘤免疫療法的開(kāi)發(fā)方興未艾，為腫瘤治療帶來(lái)全新的希望。但受到患者作為研究對(duì)象的不可操控性，且實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與人差異較大，導(dǎo)致從基礎(chǔ)研究到臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)化效率極低，腫瘤類(lèi)器官的興起為轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)提供了全新的技術(shù)平臺(tái)。腫瘤類(lèi)器官研究已經(jīng)成為腫瘤基礎(chǔ)和臨床研究中的重要工具，尤其結(jié)合了基因修飾技術(shù)，對(duì)揭示腫瘤發(fā)生發(fā)展的機(jī)制、快速評(píng)估腫瘤藥物與免疫細(xì)胞的治療效果意義重大。

 

本文在研究中便利用到類(lèi)器官模型來(lái)探討剪接因子在多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)進(jìn)展中的作用，以及靶向它們來(lái)治療GBM的可能性。九游會(huì)j9證明了內(nèi)含子保留是發(fā)生在GBM進(jìn)展中的一個(gè)關(guān)鍵的選擇性RNA剪接事件，并且NONO是GBM中mRNA剪接的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。過(guò)表達(dá)NONO可以促進(jìn)GBM的成瘤，敲低NONO導(dǎo)致GPX1的異常剪接，抑制腫瘤生長(zhǎng)、侵襲等。因此，靶向NONO為GBM的治療提供了一種新的、潛在的治療策略。

 

★細(xì)胞：U251（GBM細(xì)胞系）、P3（GBM患者來(lái)源的原代細(xì)胞）

★基因調(diào)控手段：基因過(guò)表達(dá)（LV-NONO-OE）、基因干擾（siNONO和sh-NONO）

 

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案例5——慢病毒＆分裂篩選標(biāo)記

 Split selectable markers
作者單位：The Jackson Laboratory for Genomic Medicine
IF:17.694

 

篩選標(biāo)記廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因和基因組編輯中，以選擇具有理想基因型的工程細(xì)胞。本研究提出了可拆分的篩選標(biāo)記，每一種標(biāo)記都可以在慢病毒的介導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)多個(gè)基因穩(wěn)定共表達(dá)。利用慢病毒系統(tǒng)，建立并驗(yàn)證了Hygromycin，Purromycin，Neomycin和Blasticidin resistance抗性基因以及mScarlet熒光蛋白的分裂篩選標(biāo)記體系。分裂篩選標(biāo)記的方法在未來(lái)可實(shí)現(xiàn)在靶細(xì)胞中更多數(shù)量的基因修飾。

 

★細(xì)胞：HEK293T（人胚腎細(xì)胞）、U2OS（人骨肉瘤細(xì)胞）、HeLa（宮頸癌細(xì)胞）

   

九游會(huì)j9生物一直致力于病毒載體的研制服務(wù)，擁有10萬(wàn)+的病毒包裝經(jīng)驗(yàn)/4.6萬(wàn)+病毒載體庫(kù)，包裝GMP級(jí)別的病毒質(zhì)粒。九游會(huì)j9生物擁有多種慢病毒包裝系統(tǒng)：三質(zhì)粒/四質(zhì)粒包裝系統(tǒng)。

 

九游會(huì)j9生物可提供過(guò)表達(dá)/干擾、CRISPR/Cas9、Cumate誘導(dǎo)表達(dá)系統(tǒng)、Tet-on/off系統(tǒng)、Cre-loxp系統(tǒng)等專(zhuān)屬您的定制慢病毒，同時(shí)也涵蓋CRISPR/Cas9敲除或激活文庫(kù)、自噬單標(biāo)或雙標(biāo)、螢光素酶現(xiàn)貨慢病毒產(chǎn)品。

 

結(jié)合九游會(huì)j9生物自主研發(fā)獲批專(zhuān)利的Vpack慢病毒包裝系統(tǒng)，能夠全面滿足在科學(xué)研究中對(duì)基因調(diào)控的需求。值得一提的是，Vpack系統(tǒng)攻克了病毒不出毒和滴度低的問(wèn)題，能保證lncRNA表達(dá)更精確，載體熒光表達(dá)更亮，病毒出毒更穩(wěn)定。讓您在對(duì)細(xì)胞（細(xì)胞系、原代細(xì)胞、干細(xì)胞等）進(jìn)行基因調(diào)控（過(guò)表達(dá)、敲低、干擾等）的道路上無(wú)后顧之憂。

  

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