《蛋白轉導域介導報告蛋白幹細胞分子顯像的研究》是依託上海交通大學，由張一帆擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：蛋白轉導域介導報告蛋白幹細胞分子顯像的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張一帆
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
分子顯像是新的生物醫學領域，能夠在細胞和亞細胞水平觀察、描繪及定量活體生物學過程。目前常用的病毒載體尚存在某些不足，蛋白轉導域（PTD）是一種新的運載工具，具有轉導蛋白等物質進人細胞的獨特功能，轉導效能強大，且無明顯的毒副作用。修飾的線粒體胸苷激酶2（△hTK2）可在細胞質內表達，可催化多種核苷類似物磷酸化而滯留在細胞內，是一種優良的PET報告基因。目前幹細胞治療已用於多種疾病的治療，如何在活體條件下監測幹細胞體內的分布、移行及存活等，對評價幹細胞治療策略的成敗十分重要。本研究通過製備反式激活蛋白（TAT）與△hTK2融合蛋白（TAT-△hTK2），轉導MSCs、ESCs 及iPS細胞的體外研究，以及轉導MSCs糖尿病模型的體內研究，探討以TAT為載體介導報告蛋白監測幹細胞移植治療的可行性，並與桿狀病毒作為載體介導報告基因分子顯像進行比較，為放射性核素報告基因顯像探索一種新的有效方法。
結題摘要
分子顯像是新興的生物醫學領域，能夠無創、實時、重複和定量地在細胞和亞細胞水平觀察和描繪活體生物學過程，報告基因顯像是分子顯像領域的一個重要組成部分，但目前介導報告基因進入細胞的常用病毒載體尚存在某些不足；同時，目前幹細胞治療已用於多種疾病的治療，如何在活體條件下監測幹細胞體內的分布、移行及存活等，對評價幹細胞治療策略的成敗十分重要。本系列研究旨在開發新型的高效安全的載體工具，以介導報告基因進行幹細胞移植治療的分子顯像監測。（1）桿狀病毒是一種新型的可安全感染哺乳動物細胞的新型病毒載體，來自腺相關病毒的反向末端重複序列(ITR)具有增強病毒感染效率和表達時間的作用，本研究通過構建含腺相關病毒ITR結構的桿狀病毒(Bac-CMV-hNIS-ITR/Bac-CMV-eGFP-ITR)，介導鈉碘同向轉運體(NIS)或增強型綠色螢光蛋白(eGFP)報告基因進行幹細胞等治療細胞移植後的活體監測。體外研究發現，重組桿狀病毒對多種治療細胞均具有較高的感染效率，細胞毒性低，具有較長的表達時間，重組NIS基因桿狀病毒可有效地介導放射性碘和高鎝酸根的攝取。體內研究結果表明，桿狀病毒感染的幹細胞在移植後可濃聚放射性核素，靶本比較高，顯像效果理想，對幹細胞等治療細胞移植治療監測的定量研究具有較好的可行性，該研究為活體條件下幹細胞移植的監測提供了新策略。（2）含蛋白轉導域結構的穿膜肽是一種新的運載工具，具有轉導蛋白進人細胞的獨特功能，轉導效能強大，且無明顯的毒副作用。單純皰疹病毒1型胸苷激酶(HSV1-tk)可在細胞質內表達，可催化多種核素標記的核苷類似物磷酸化而滯留在細胞內，是一種優良的PET報告基因。本研究通過構建含來源於人免疫缺陷病毒的反式轉錄激活因子(Tat)基因、來源於流感病毒並經修飾的具有穿透早期核內體功能的血清凝集素蛋白(INF-7)基因、HSV1-tk報告基因或eGFP報告基因的融合蛋白基因(Tat-INF-7-TK/eGFP)表達載體，進行該融合蛋白的原核系統表達及純化，藉此轉導幹細胞或其他哺乳動物細胞，研究其作為分子顯像“報告蛋白”系統監測活體內多種細胞的可行性，體外研究顯示，通過原核系統表達的Tat-INF-7-TK/eGFP融合蛋白可經蛋白純化獲得純度較高的融合蛋白，且對哺乳動物細胞具有較高的轉染效率，為進一步研究具有蛋白轉導功能的穿膜肽介導報告蛋白進行分子顯像提供了基礎。
