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52・ 解放军医药杂志2014年7月第26卷第7期Med&Pharm  Chin PLA,Vo1.26,No.7,Ju1.2014 论著・ 人GADD45oL荧光素酶报告基因质粒的构建与鉴定 宏,王 恺,田世民,安子扬,邹明强 [摘要] 目的 为检测环境中可能存在的致癌物,建立生长阻滞和DNA损伤诱生蛋白45(GADD45ct)双荧光素 报告基因系统,构建新型人GADD45c ̄荧光素酶报告基因质粒。方法 在GADD45ct基因启动子序列2.2 kb及其后基 因组DNA序列2.6 kb范围内,设计3对引物进行搭桥PCR,获得全长为4924 bp的目的序列,插入pGL4.10[1uc2]质 粒相应位点内。质粒构建成功后测定全长并进行酶切鉴定。结果段,成功构建了人GADD45a报告基因质粒(pGD2.2K—uc2)。结论告基因系统打下了基础。 正确扩增了全长为4.9 kb的人GADD45基因片 在质粒设计中加入了存在p53非依赖性BRCA1 结合位点的GADD45c ̄基因第1个内含子,构建成功的pGD2.2K 1uc2,为转染人源性细胞建立GADD45d双荧光素报 [关键词] 生长阻滞和DNA损伤诱生蛋白45;乳腺癌易感基因;聚合酶链反应 [中国图书资料分类号] Rll4 [文献标志码] A [文章编号] 2095—140X(2014)07—0052-04 [DOI] 10.3969/j.issn.2095—40X.2014.07.013 Construction and Identication of Human GADD45a-luciferase Reporter Genes Plasmid YIN Hong,WANG Kai,TIAN Shimin,AN Ziyang,ZOU Ming—qiang(Chinese Academy of nspecton and Quarantne AQSIQ Key Laboratory of Toxicology,Being 100123,China) [Absract]0bjectve To esablh a geni system for GADD45 ct dual lucierase reporer(growth ares DNA damage45c)and consuct a new human GADD45eucierase reporer genes plasmid in orde to detect he possible car cinogens present i the envionment.Methods Brdge polymerase chai reacton(PCR)was desgned wih three pairs of primers at the range from human GADD45ct gene subsequence covering 2.2kb to the following 2.6kb genomic DNA se— quences.The ful ength of 4924 bp sequence was insered in he coresponding s of pGL4.10[1uc2]plasmid.Afer establishing the plasmid construction successfully,full-length sequencing was detected,and endonuclease digestion was i— dentified.Results Full length 4.9 kb of human GADD45ot gene fragment was correctly amplifed,and the GADD45oL— ucierase reporer plasmid(pGD2.2k—uc2)was succesuly consucted.Conclusion The plasmid pGD2.2k—uc2 i successfully established by using plasmid with addition of the frst intron of the human GADD45 c ̄gene,where a p53一in— dependent BRCA  binding site is occupied,and it buihs the fundation for establishing the human Gadd45 ot dual lucifer— ase reporter gene system. [Key words] Growth ares DNA damage45 t;Breas cancer susceptbiy gene;Polymerase chain reacton 生长阻滞和DNA损伤诱生蛋45 (GADD45ot)是第1个被检出的p53下游靶基因,可 启动子及其第3个内含子融合到绿色荧光蛋白前 后,转染人淋巴母细胞TK6,建立了Green Screen HC 由uV放射、低氧、离子辐射、基因毒性药物等损伤 因素快速诱导产生,可以通过p53依赖及非依赖两 条途径被诱导表达增高,在调控G /M细胞周期监 测点、维持基因组稳定性、细胞凋亡、DNA损伤修复 assay。该试验具有简便、高通量、受试物用量少等 优点,在产品研发早期的筛选等方面有良好的应用 前景 。 在人GADD45 第1个内含子内,尚存在p53 以及信号传导等重要细胞生命活动中起重要作 非依赖性的乳腺癌易感基因(breas cancer suscept biy gene,BRCA1)结合位点 ,此位点在Hast 用 。与其他生长阻滞和DNA损伤诱导基因进行 比较,Hastwell等 。 确定GADD45a是1个能够识别 基因组损伤的重要生物标志物,并将GADD45ot的 [基金项目] 中国检验检疫科学研究院专项资金资助项目 (2012JK043) well等建立的Green Screen HC assay质粒中未予考 虑。本研究在质粒设计中加入此位点,将人源性 GADD45ot基因转录起始位点前2.2 kb至截止第4 个外显子内翻译终止位点的全长基因组DNA序列, 全长共计4.9 kb的目的基因片段,利用搭桥PCR法 扩增并融合至报告基因质粒pGIA.10[1uc2]内荧光 素酶报告基因前,成功构建了人GADD45o ̄荧光素 [作者单位] 100123北京,中国检验检疫科学研究院,国家 质检总局毒理重点实验室 

54・ 医药杂志2014年7月第26卷第7期Med&Pharm J Chin PLA,Vo1.26,No.7 Ju1 Q 讨论 人GADD45ot基因位于染色体1p31.1—1p31.2 位置,全长4138 bp,有4个外显子,mRNA全长 1355 bp,编码165个氨基酸 …。其编码的 GADD45ot蛋白大小约18 kD,是1个DNA损伤诱导 蛋白,在多种损伤因素,如电离辐射、紫外线照射、甲 磺酸甲酯、二甲基苯蒽等作用下,以p53依赖和非依 赖的方式表达上调…。 。 在转录水平上,依赖p53调控的GADD45a表 达机制有两种:①p53直接结合在GADD45c ̄基因的 第3个内含子中高度保守的p53结合位点(p53基 序),促进GADD45oL的转录。此位点在Hastwell等 构建的Green Screen HC assay质粒中有明确标识。 ②p53还可以借助在GADD45ot启动子区的WT1结 合位点(WT1基序),通过与WT1相互作用来调节 GADD45ot的转录表达¨ 。GADD45c ̄在p53非依 赖情况下的主要调节方式是BRCA1对GADD45c 的转录表达调节。BRCA1对GADD45ct基因的转录 调节至少表现在3个重要的GADD45c ̄基因基序诱 导上:①在第1个内含子的BRCA1结合位点E ],此 位点在Green Screen HC assay中未被加人;②在第3 个内含子的ZBRK1结合位点 ;③在GADD45a启 动子区.121到.75的OCT.1和CAAT box位点¨ 。 在充分考虑了p53非依赖情况下BRCA1对 GADD45ct的转录表达调节作用后,本研究在质粒构 建中引入了人GADD45ct基因第1个内含子。 在毒理学领域,由于传统动物实验费时费力并 且价格昂贵,加之要求降低动物使用的社会压力,以 及大量需要评价的化合物,故而需要为毒性评估发 展高通量快速检测方法。2007年,由美国国家研究 评议会(Natonal Research Council,NRC)提出的一 份报告指出,在未来的2O年将使用人源性细胞进行 体外实验来描述毒物的毒性特征¨ 。基于细胞的 毒性试验,在短时间内可以进行大量化学物质的毒 性检测,对于毒物的分类及进一步筛选是非常理想 的工具 。荧光素酶报告基因检测方法由于其反 应灵敏、简便快速等优点,已被广泛应用于包括遗传 毒性及氧化应激等多种高通量检测系统  Hughes等曾用Gaussa lusierase基因替代Green Screen HC assay中的GFP报告基因,并用ECVAM 推荐的全套评估基因毒性试验化合物进行了两种方 法的比较。比较结果显示,大多数化合物用两种方 法检测的结果相同,只有3个化合物的检测结果不 同,其中间苯二酚由于有轻度的自发荧光,在 GADD45a—GLuc试中测性,而在 GADD45仅一GFP试验中测定为阴性 。此研究结果 示,与Green Screen HC assay相比较, GADD45a.GLuc试验还可以用于荧光物质的遗传毒 性检测。 基于以上背景分析,本实验将人GADD45ot基 因上游2.2 kb启动子至翻译终止位点的全长基因 组DNA插入质粒pGL4.10[1uc2]内,构建了包含已 知p53依赖与非依赖各结合位点的荧光素酶报告基 因质粒(pGD2.2K—uc2)。在下一步实验中计划将 此质粒转染人源性细胞,评估其实用性及能否用于 大规模毒物的检测。 致谢感谢北京唯尚立德生物科技有限公司对本实验给予 的技术帮助 [参考文献] [1] 冯雪凤,王迎伟.DNA损伤修复相关基因Gadd45的研 究进展[J].癌变・畸变・突变,2009,21(5):404-407. [2]Holander M C,Kovaky O,Salvador  M,et a1.Dime— thyl-benzanthracene carcinogenesis in Gadd45 a-nul mice is associated with decreased DNA repaire and increased mutaton quency[J].Cancer Research,2001,61(6): 2487—2491. [3] Bodo J,Jakubikova J,Chalupa I,e a1.Apoptot eect of ethyl-一isothiocyanat0butanoate is associated with DNA damage,proteasomal activity and induction of p53 and p21 cip 1/waf 1[J].Apoptoss,2006,11(8):1299一 l310. [4] 宋咏梅,童彤,付明,等.Gadd45介导抑癌基因BRCA1 诱导的G2/M期阻滞[J].癌症,2004,23(5):517—521. 5] Zhan Q.Gadd45c ̄,a p53一and BRCA 1一eguled sess protein,in celular response t DNA damage[J].Muta— ion Research,2005,569(1):133—143. [6]Hastwel P W,Chai L L,Rober K J,et a1.High-peci eity and high—sensitivity genotoxieity assessment in a hn— man cel line: Validation of the GreenScreen HC GADD45 a—GFP genotoxici asay[J].Mutaton Re— search,2006,607(2006):160—175. [7] 张天宝.当前遗传毒理学的研究动态[J].毒理学杂 志,2007,21(5):359—365. [8]Tamur R E,Vasconcelos  F,Sarkar D,e a1.GADD45 proteins:cental plyer i tumorgenesis[J].Curent Mo— cular Medine,2012,12(5):634・651. [9]Harkin D P,Bean J M,Miklos D,et a1.Inducton of GADD45 and JNK/SAPK—dependent apoptosis following nducibl expression of BRCA1[J].Cell,1999,97(5): 575—586. [1O]李鹏飞,杨成旺,苏秀兰.Gadd45c ̄基因对细胞调控作 
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