本文選題：P物質(zhì)　切入點：RNA干擾　出處：《復旦大學》2011年博士論文

【摘要】：變應性鼻炎(Allergic rhinitis, AR)又稱過敏性鼻炎,是耳鼻喉科常見病、多發(fā)病,人群發(fā)病率高達5-15%,嚴重影響患者的生活質(zhì)量。目前研究表明,變應性鼻炎發(fā)病中存在多種基因的異常表達,其中,P物質(zhì)(Substance P, SP)基因的異常表達與變應性鼻炎嚴重程度密切相關。 調(diào)節(jié)異常致病基因的表達是治療基因相關疾病的重要途徑,而近年來逐漸興起的小干擾RNA技術(shù)則為這類疾病的基因治療提供了很好的技術(shù)支持。小干擾RNA技術(shù)主要是通過設計同目的基因mRNA相對應,長度為21-25bp的短RNA序列,以雙鏈的dsRNA或shRNA的形式導入細胞,導入的dsRNA可被Dicer酶消化生成siRNA,或shRNA表達產(chǎn)生針對目的mRNA的特異序列的siRNA, siRNA進一步同目的mRNA及核酸酶結(jié)合形成完全的RNA沉默復合體(RNA-induced silencing complex, RISC),激活并降解目的mRNA,抑制該基因在細胞內(nèi)的表達。siRNA技術(shù)作為一種高效、特異抑制靶基因表達的方法,既可以用來對目的基因進行功能研究,亦可作為疾病基因治療的手段。 為了研究P物質(zhì)在變應性鼻炎發(fā)病中的作用并探討SP基因治療在變應性鼻炎治療中的作用,我們利用siRNA技術(shù),分別在細胞水平和動物整體水平對P物質(zhì)siRNA (SP-siRNA)在變應性鼻炎的作用進行研究探討。 我們首先對人,大鼠,小鼠的P物質(zhì)mRNA序列進行對比分析并使用Whitehead Institute for Biomedical Research的siRNA設計軟件設計針對P物質(zhì)mRNA保守區(qū)域的siRNA序列共3條。為驗證設計序列的有效性,我們選取變應性疾病研究中常用的肥大細胞-RBL-2H3細胞為對象,進行P物質(zhì)siRNA干預研究。我們首先通過real time PCR、細胞免疫熒光的方法證明肥大細胞RBL-2H3中存在有內(nèi)源性P物質(zhì)表達,并發(fā)現(xiàn)P物質(zhì)的表達在外源DNP-IgE激活后表達增加；針對軟件設計的3組P物質(zhì)siRNA序列,我們使用siRNA研究中廣泛應用的shRNA表達載體psilencer 4.1 CMV neo,合成并構(gòu)建了對應的3組P物質(zhì)shRNA表達載體及1組陰性對照shRNA (Negative control-shRNA, NC-shRNA)表達載體,通過克隆擴增,制備并抽提4組shRNA質(zhì)粒；通過細胞電轉(zhuǎn)化的方法,分別將3組shRNA以及陰性對照shRNA瞬時轉(zhuǎn)染入肥大細胞RBL-2H3；同時對shRNA載體轉(zhuǎn)化后的細胞和轉(zhuǎn)染空載體的細胞使用DNP-IgE刺激,通過real time-PCR及細胞免疫熒光的方法,檢測IgE刺激后,肥大細胞RBL-2H3內(nèi)P物質(zhì)表達情況,篩選出干擾效果最佳的SP-shRNA2載體作為最佳的轉(zhuǎn)染載體,對應的序列為高效的P物質(zhì)小干擾RNA序列。對SP-shRNA2、陰性對照NC-shRNA轉(zhuǎn)染后的肥大細胞RBL-2H3,通過β-hexosaminidase實驗檢測不同shRNA質(zhì)粒轉(zhuǎn)染對肥大細胞RBL-2H3脫顆粒能力的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與對照shRNA轉(zhuǎn)染組相比,轉(zhuǎn)染P物質(zhì)shRNA后,肥大細胞RBL-2H3脫顆粒釋放β-hexosaminidase水平降低,說明P物質(zhì)shRNA作用后可顯著抑制肥大細胞RBL-2H3的脫顆粒能力。 依照細胞實驗結(jié)果,我們選取對P物質(zhì)mRNA抑制表達效率最高的shRNA2序列,依照其對應的siRNA序列合成化學修飾的P物質(zhì)siRNA (SP-siRNA),給予變應性鼻炎小鼠鼻腔給藥,進行動物整體水平的小干擾RNA治療研究。我們將BABL/C小鼠分別分為1)變應性鼻炎SP-siRNA干預組；2)變應性鼻炎陰性對照siRNA干預組(Negative control-siRNA, NC-siRNA); 3)變應性鼻炎未干預組。對模型小鼠分別進行4次的腹腔注射致敏后,按照siRNA鼻腔給藥干預/OVA鼻腔激發(fā)/OVA鼻腔激發(fā)/OVA鼻腔激發(fā)的順序依次進行干預和激發(fā)操作,共進行4次干預,最后一次鼻腔激發(fā)后,麻醉小鼠并提取血清、收集鼻黏膜樣本。分別通過ELISA,免疫組化,病理染色,real time RT-PCR,抗體芯片等方法檢測P物質(zhì)siRNA干預后,動物鼻腔鼻黏膜局部P物質(zhì)表達、嗜酸性粒細胞浸潤、嗜酸性顆粒釋放及變應性鼻炎相關炎癥因子的表達情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn),P物質(zhì)siRNA干預后,小鼠鼻黏膜中P物質(zhì)mRNA含量較陰性對照siRNA處理組和生理鹽水對照組顯著減少,在鼻黏膜局部SP基因表達下降達70%；免疫組化也表明SP-siRNA干預組鼻黏膜中P物質(zhì)含量明顯降低；小鼠變應性鼻炎癥狀觀測發(fā)現(xiàn)SP-siRNA可明顯改善小鼠鼻炎癥狀；病理學染色(嗜酸性粒細胞染色)發(fā)現(xiàn)P物質(zhì)siRNA干預后,鼻黏膜中嗜酸性顆粒釋放及嗜酸性粒細胞浸潤數(shù)量減少；同時鼻黏膜總蛋白抗體芯片檢測表明,SP-siRNA干預可顯著減少鼻黏膜局部IL-1α、IL-1β、IL-4、IL-6、Eotaxin、Eotaxin-2、CD30L等多種炎性細胞因子的分泌,而鼻腔給予SP-siRNA并未影響AR模型小鼠血清中IgE含量。說明P物質(zhì)siRNA鼻腔給藥可減輕鼻黏膜局部變應性炎癥反應。 實驗證明P物質(zhì)siRNA能阻斷變應性鼻炎的發(fā)病過程,SP-siRNA通過抑制肥大細胞RBL-2H3中P物質(zhì)表達,抑制肥大細胞脫顆粒反應,減少多種變應性鼻炎相關炎癥因子的釋放；變應性鼻炎小鼠鼻腔SP-siRNA給藥抑制鼻黏膜局部P物質(zhì)表達后,可抑制鼻黏膜局部嗜酸性粒細胞浸潤,減少鼻黏膜局部IL-4、IL-6、嗜酸性粒細胞趨化因子等多種炎癥因子的分泌,抑制鼻黏膜局部變應性炎癥反應,緩解變應性鼻炎癥狀。實驗提示P物質(zhì)siRNA干預可能是具有治療前景的變應性鼻炎的基因治療有效方法。
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【學位授予單位】：復旦大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：R765.21;R450

【參考文獻】

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本文編號：1721531