人膠質瘤U251細胞異檸檬酸脫氫酶1基因轉染條件的建立和驗證

丁楠，蘇婷，許琳婧

（1.大連市公共衛生臨床中心檢驗科，遼寧 大連 116033；2.大連市兒童醫院檢驗科，遼寧 大連 116000）

膠質瘤是常見的原發性腦腫瘤類型，根據世界衛生組織（WHO）制定的組織病理學和臨床標準，膠質瘤分為Ⅰ～Ⅳ級[1]。WHO第Ⅳ級腫瘤（膠質母細胞瘤）是最具侵襲性的腫瘤，預后不佳[2-3]。最近一項全基因組分析[4]發現，在約12%的膠質母細胞瘤中，異檸檬酸脫氫酶1基因（IDH1）的132密碼子處存在體細胞突變。16密碼子在6個繼發性膠質母細胞瘤中也發現這些突變，提示IDH1突變可能發生在低級別膠質瘤形成后，并推動腫瘤向膠質母細胞瘤發展。近年來，很多學者對IDH1基因突變在腫瘤發生中的作用進行深入研究[5]。本研究利用轉染技術，對人膠質瘤U251細胞進行IDH1基因過表達，建立適用于U251細胞IDH1過表達的最佳轉染方案，并通過篩選獲得穩定轉染的IDH1過表達人膠質瘤U251細胞系，以期為后續針對膠質瘤細胞IDH1突變的各種研究奠定基礎，現報道如下。

1 材料與方法

1.1 實驗材料 U251人膠質瘤細胞系購自上海子實生物科技有限公司。DMEM高糖培養基、0.25%胰酶-EDTA（美國Gibco公司）；PBS緩沖液、胎牛血清、青霉素/鏈霉素雙抗（美國HyClone公司）；抗生素G418二硫酸鹽（美國Sigma-Aldrich公司）；jetPRIME轉染試劑（法國Polyplus-transfection公司）；IDH1 Human Mutant ORF Clone、pCMV6-Entry Tagged Cloning Vector、Anti-DDK（FLAG）單克隆抗體（美國Origene公司）；RNAiso Plus、Primer-Script RT reagent Kit with gDNA Eraser、SYBR Premix Ex Taq（Tli RnaseH Plus，日本Takara公司）；氯仿、甘氨酸（中國國藥試劑公司）；異丙醇、無水乙醇、甲醇（中國科密歐公司）；Tris、SDS（中國Solarbio公司）；SDS-PAGE凝膠快速制備試劑盒（中國Biosharp公司）；BCA蛋白定量試劑盒、蛋白電泳Marker（美國Thermo公司）；PVDF膜（0.22μm，德國Millipore公司）；脫脂奶粉（中國伊利公司）。

采用三氣二氧化碳培養箱、超純水儀、倒置顯微鏡、臺式冷凍大容量離心機、凝膠成像系統、超凈工作臺、PCR擴增儀、蛋白電泳槽、半干轉印槽、酶標儀、微量蛋白核酸分析儀、pH儀、電子分析天平。實驗所需要的引物，由Takara公司合成，見表1。

表1 PCR引物Table1 PCRPrimer

1.2 方法 DMEM細胞完全培養基（500 ml）：500 ml DMEM基礎培養基+50 ml 10%胎牛血清+10 ml 2%青霉素/鏈霉素溶液，充分混勻，4℃保存備用。Western blot電泳緩沖液（1 L）：25 mmol/L Tris 3.029 g+190 mmol/L甘氨酸14.263 g+0.1%SDS 1 g加入800 m1去離子水中攪拌溶解，調整pH至8.3，定容至1 L。Western blot轉移緩沖液（半干轉1 L）：48 mmol/L Tris 5.815 g+39 mmol/L甘氨酸2.928 g+200 ml 20%甲醇+0.04%SDS 0.4 g，加入至800 m1去離子水中攪拌溶解，容量瓶定容至1 L。TBS緩沖液（1 L）：3 g Tris+8 g NaCl+0.2 g KCl，加入至800 ml蒸餾水，pH調至7.4，再加水定容至1 L。TBS-T緩沖液：1×TBS+0.1%Tween-20。

1.3 實驗步驟

1.3.1 細胞培養與傳代 按照實驗室細胞培養規范培養細胞，操作過程避免細胞污染，如進行細胞培養前打開紫外線燈照射臺面30 min。按步驟加入試劑進行實驗操作，傳代前觀察待傳代細胞的生長狀態及形態，使用EDTA胰酶使貼壁細胞變圓脫壁。

1.3.2 G418篩選濃度確定 300 mg G418加入3 ml PBS溶液，濃度為100 mg/ml，完全溶解后，0.22μm過濾，-20℃環境下保存。用DMEM完全培養基將G418稀釋為0、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1 000 mg/L。96孔板接種細胞，每孔200μl含G418完全培養基，每個濃度設4個平行，含G418培養基需現用現配。將培養孔中培養基吸除，PBS洗滌1次，每孔加入不同濃度篩選培養基，隔天更換1次篩選培養基，培養14 d，以最低細胞全部死亡濃度為基準，篩選出的濃度即為后續IDH1轉染組和空白質粒（VCT）組細胞篩選及培養培養所需G418濃度。

1.3.3 細胞轉染 使用濃度為200μl jetPRIME緩沖液稀釋IDH1 HUMAN MUTANT ORFCLONE和pCMV6-ENTRY Cloning Vector。然后使用轉染液滴定細胞，4 h后使用G418篩選培養基替換轉染培養基，24 h后再篩選穩定細胞株。

1.3.4 RT-PCR法檢測mRNA mRNA提取嚴格按照實驗步驟，離心取上清液。

1.3.5 微量蛋白核酸分析儀檢測RNA濃度 A260/A280可得到核酸的純度，DNA一般1.8～2.0，RNA一般為2.0，測定mRNA濃度及純度，符合要求方可進行后續實驗。

1.3.6 反轉錄、cDNA擴增體系及擴增條件 按照日本寶生物公司PrimerScript RTreagent Kit with gDNA Eraser和SYBRPremix Ex Taq（Tli RnaseH Plus）試劑盒說明書進行，引物用無菌超純水復溶即可。

1.3.7 Western blot實驗 按要求稀釋好梯度的標準品和提取的蛋白，加入200μl工作液，37℃放置30 min，酶標儀562 nm測吸光度，繪制標準曲線，根據吸光度值得蛋白濃度。采用4×SDSPAGELoading Buffer加入提取的蛋白樣本后，震蕩混勻，99℃5 min，煮沸變性后，置于冰上冷卻，即可電泳，樣品于-20℃環境下保存。按照說明書和目的蛋白分子量，配置12%SDS-PAGE膠。制備Working Solution，將其均勻的覆蓋整個膜，室溫靜置2 min，按照檢測儀器的使用方法操作，曝光條件根據每種條件每種抗體的曝光效果確定。

1.4 統計學方法 采用Minitab 17.0統計軟件進行數據分析。

2 結果

2.1 G418用于篩選IDH1穩定轉染U251細胞株濃度的確定 G418完全培養基培養正常細胞14 d，U251細胞全部死亡所需要的最低濃度為300 mg/L。

2.2 兩組IDH1基因表達水平比較 IDH1轉染組細胞表達IDH1基因高于空白質粒組（VCT組），差異具有統計學意義（P＜0.05），見圖1。

圖1 兩組IDH1基因表達水平比較Figure1 Comparison of IDH1 gene expression levels between the two groups

2.3 兩組IDH1和標簽DDK抗體蛋白表達比較DDK蛋白，兩組細胞均有表達；IDH1蛋白，IDH1轉染組表達IDH1更明顯，見圖2。

圖2 兩組IDH1和標簽DDK抗體蛋白表達比較Figure 2 Comparison of the protein expression of IDH1 and tagged DDK antibodiesbetween the two groups

3 討論

IDH1（R132H）突變是膠質瘤的重要預后預測因子和診斷標志，具有重要的臨床意義。大部分Ⅱ、Ⅲ膠質瘤均存在IDH1基因突變，這種突變通常雜合子點突變，影響132位點的氨基酸精氨酸，導致其天然酶活性的喪失和替代酶活性的增加（產生D-2-羥基戊二酸）[6-7]。有研究表明，IDH1 R132H在體內外顯著降低已建立的膠質瘤細胞系的侵襲性[8-10]。

本研究在膠質母細胞瘤細胞U251中轉染IDH1過表達質粒。通過增殖情況，選擇用于含質粒細胞篩選的最適抗生素G418濃度，經過G418篩選培養基，分別獲得IDH1過表達質粒轉染和空白質粒轉染的U251細胞株。本研究DDK標簽抗體驗證了質粒轉染條件的成功建立。IDH1轉染組和空白質粒組U251細胞IDH1基因和蛋白在細胞中的表達，驗證了轉染試驗成功，為后續針對膠質瘤細胞IDH1突變的各種研究奠定了基礎。