染色体改构复合物(baf)和转录因子(nf12fctf)与rna聚合酶ⅱ在基因转录活动中的联系

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

摘要
哺乳动物SWI/SNF(BAF)复合物和转录因子(NFl/CTF)都是转录活动的重要调控因子,许多实验证实,它们共同参与了基因转录调控活动。

BAF复合物与转录因子NFl/CTF是否一同参加了由RNA聚合酶II介导的基因转录起始复合物的形成,目前还没有比较一致的认识,已有的模型仍缺乏实验支持。

本文以Jurkat细胞、HeLa细胞和小鼠脾T淋巴细胞为研究材料,通过酶联免疫吸附实验(ELISA)、免疫共沉淀、免疫荧光共定位和免疫电镜双标记等实验,观察和分析了BAF复合物与转录因子NFl/CTF和RNA聚合酶II在基因转录活动中的
实,在自主增殖的Jurkat细胞核中,存在BAF复合物和转录因子NFl/CTF。

进一步用小鼠T淋巴细胞活化体系的研究发现,未经Conh激活的T淋巴细胞中,BAF复合物和转录因子NFl/CTF不表达或低水平表达。

经Conh激活后,小鼠脾T淋巴细胞中BAF复合物和转录因子NFl/CTF开始表达,随着刺激时间的增加,表达量增加。

以上实验表明,BAF复合物和转录因子NFl/CTF在细胞中的表达是与细胞活化和基因转录活动密切相关的。

2、免疫共沉淀实验证明,在活化的小鼠脾T淋巴细胞和自主增殖的Jurkat细胞中,BRGl、NFl/CTF和RNA聚合酶II是紧密结合在一起的,在没有活化的小鼠脾T淋巴细胞中这三种蛋白质没有免疫共沉淀现象。

以HeLa细胞为材料,分别用抗BRGl抗体、抗RNA聚合酶II抗体和抗NFl/CTF抗体进行免疫荧光共定位分析,发现BAF复合物的核心亚基BRGl和RNA聚合酶II的大亚基存在很好的荧光共定位现象,NFl/CTF和RNA聚合酶II的大亚基之间的共定位现象不明显,BRGl和NFl/CTF也有很好的共定位现象。

为了进一步揭示BAF复合物与转录因子NFl/CTF和RNA聚合酶II的大亚基之间在亚显微结构水平的联系,我们用HeLa细胞进行了免疫电镜双标记实验。

通过计算和分析分别代表两种蛋白质的两种金颗粒之间的距离,进一步证实BAF复合物
与RNA聚合酶II的大亚基及转录因子NFl/CTF之间的联系紧密,而转录因子NFl/CTF与RNA聚合酶II的大亚基之间的联系相对较弱。

3、通过免疫荧光实验我们还发现,BRGl和RNA聚合酶II小亚基B6之间没有明显共定位现象,与RNA聚合酶II小亚基B8有部分的共定位现象;NFl/CTF与RNA聚合酶II小亚基B6有比较明显的共定位,与RNA聚合酶II小亚基B8有部分的共定位。

这些结果表明,BRGl和RNA聚合酶小亚基B6可能不直接联系,与小亚基B8可能部分联系。

NFl/CTF可能是通过与BRGl和RNA聚合酶II小亚基B6的联系参与了转录起始复合物的形成。

免疫电镜双标记实验结果进一步证实了上述观察结果,即BRGl与RNA聚合酶II小亚基联系不紧密或不直接联系。

转录因子NFl/CTF与RNA聚合酶II小亚基B6的联系比较紧密。

4、研究表明,肌动蛋白是BAF复合物的一个亚基,我们在本论文中通过蛋白质免疫沉淀、免疫荧光共定位和免疫电镜双标记实验,探讨了肌动蛋白与BRGl、转录因子NFl/CTF和RNA聚合酶II之间的联系。

结果表明,在活化的小鼠脾T淋巴细胞和自主增殖的Jurkat细胞中,肌动蛋白可以与BAF复合物、转录因子NFl/CTF和RNA聚合酶II结合。

肌动蛋白与BAF复合物和RNA聚合酶II的联系紧密,与转录因子NFl/CTF的联系不太密切。

根据上述实验结果,我们推测,在转录活跃的细胞中,BAF复合物、转录因子NFl/CTF、RNA聚合酶II和肌动蛋白是结合在一起的,共同参加了基因转录起始复合物的形成活动;BAF复合物与RNA聚合酶II的大亚基直接联系,与转录因子NFl/CTF通过其N末端直接联系,转录因子NFl/CTF与RNA聚合酶II小亚基B6直接联系。

l一~b
’l,一
一7’7
关键词:BA—F:复厶物;RNA聚合酶II;转录因子母偷;基因转录———————‘—:——————-_一一.————一、-——‘==—二二二。

夥,缘龟4耷
TheCO.relationsofChromosomeRemodelingComplexes
BAFComplexwithTranscriptionalFactorNFI/CTFandRNAPolymeraseIIinGeneTranscriptioalActivity
Abstract
ThemammalianSWUSNF—likeBAFcomplexandthetranscriptionfactorNFl/CTFplayveryimportantrolesinregulatinggenetranscription.ItiswelldocumentedthattheyjointlytakepartingenetranscriptionthatledbyRNAPolymeraseII.However,whetherBAFcomplexandNFl/CTFarealsoinvolvedintheformationofRNApolymeraseII-mediatedtranscriptioninitiationcomplexisstilluncertain,anda
numberofthecurrentlyproposedmodelsstilllackthesupportofexperimentaldata.Inthisdissertation,Jurkatcells,HelacellsandmousespleenTlymphocyteswerechosenasexperimentalmaterialstoanswerthequestion.WimtheaidofvarioustechniquessuchasELISA,immuno·CO·precipitation,indirectimmunofluoresentCO-localization.double—labelingimmunoelectronmicroscopyandSOon,therelationshipsofBAFcomplexwithNFl/CTFandRNApolymerase11werecarefulobservedandanalyzed.111eresultsfireshownasfollows:
1,WesternblotanalysisconfirmedthatBAFcomplexandNFl/CTFexistinthenucleiofself-proliferativeJurkatcells.Further,inthemousespleenTlymphocytesactivationsystem,itWasfoundthat,withoutactivationbyConA,therewerenoorextremelylowlevelofexpressionofBAFcomplexandNFl/CTFinthespleenTlymphocytes.AfteractivatedbyConA,themousespleenTlymphocytesstartedexpressingBAF
complexandNFl/CTF.The
longerthestimulation,thehigherthe
expressionlevelofBAFcomplexandNFl/CTFinthecells.Tllisdata
indicatedtheexpressionofBAFcomplexandNFl/CTFiscloselyrelatedtocellactivationandgonetranscriptionactivities.
2,Immuno—CO—precipitationshowedthatintheactivatedmouse
andself-proliferativeJurkatcells,BRGl,NFl/CTFspleenTlymphocytes
andRNAPolymerase11werecloselyboundtogether,andthiswasnot
foundinun—activatedcells.InHelacells,byusinganti-BRGlantibodies,anti-RNAPolymeraseIIantibodiesandanti-NFl/CTFantibodies,thecoresubunitBRGlofBAFcomplexandRNAPolymeraselargesubunitwerefoundwellimmunofluorescentlyCO—localized.whileNFl/C:TFandI斟APolymeraselargesubunitwerepoorlyCO-localized.BRGlandNFl/CTFwerealSOwellCO.10calized.InordertofBrtherrevealtherelationshipsofBAFcomplexwithNFl/CTFandRNAPolymeraseIIlargesubunitattheultra-microscopiclevel,weperformedthedouble-labelingimmunoelectronmicroscopyexperimentwithHelacells.AfterthestatisticalanalysisonthedistancesbetweendifferentparticlesrepresentingBAFcomplex,NFl,CTFandPolymeraseIIlargesubunit,respectively,wefurtherprovedthattheBAFcomplexiscloselyassociatedtoNFl/CTFandRNApolymeraseIIlargesubunit.ButNFl/CTFandRNApolymeraseIIareweaklyassociated.
3,byimmunofluoresentmicroscopy,wealsofoundthatBRGldid
notclearlyCO·localizewithRNAPolymeraseIIsmallsubunitB6,butpartiallyCO-localizedwitllRNAPolymeraseIIsmallsubunitB8;NFl/CTFclearlyCO-localizedwithRNAPolymeraseIIsmallsubunitB6and
withB8.ThesedataimpliesthatBRGlmaybepartiallypartially
associatedtoB8andNFl/CTFmaybeinvolvedintheformationof
transcriptioninitiationcomplexthroughassociatingtoBRGlandB6.
immunoeleclxonmicroscopy,thesanlepatternThroughdouble-labeling
wasfoundasthatoftheaboveimmunofluoresentmicroscopicdata.4,ithasbeenshowedtllatactinisasubunitofBAFcomplex.Byusingimrnuno—CO—precipitation,immunofluoresentCO—localization,double-labelingimmunoelectronmicroscopy,wethusexaminedtherelationshipsofactinwithBRGl.NFl/CTFandRNAPolymeraseII.Our
resultsshowedthat,intheactivatedmousespleenTlymphocytesandself-proliferativeJurkatcells,actinboundtoBRGl,NFl/CTFandRNA
PolymeraseIIduringgenetranscription.Whereas,inunactivatedmouse
found.ActinwascloselyspleenTlymthocytes,nobindingcouldbe
associatedtoBAFcomplexandRNAPolymeraseII,butnotSOcloselytoNFl/CTF.
Ingeneral,wesupposethatintranscriptionallyactivecells,BAFcomplex,NFl/CTF,RNAPolymeraseIIandactinareboundtogetherandtheyjointlytakepartintheformationofgenetranscriptionintiationcomplex;BAFcomplexdirectlybindstobothRNAploymeraseIIandNFl/CTFN-terminus.AndNFl/CTFdirectlyassociatestoRNAPolymeraseIIsmallsubunitB6.
Words:BAFcomplex;RNApolymeraseII;transcriptionfactorKey
NFl/CTF;仃anscfiptionregulating
独创性声明
本人声明:所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不含其他人已经发表的研究成果,也不包含他人为获得东北师范大学或其他教学机构的学位或证书而取得的研究成果。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。

丛凹歪垒日期:押弓.‘
签名:赵函赶
关于本论文使用授权的说明
本人了解并遵守东北师范大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留、向国家有关部门送交学位论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其它复制手段保留论文。

(保密的论文在解密后应遵守此规定)
作者签名:
日期:亟坐i:±日期:盘!:么
第一章前言
一、染色体结构与基因的转录活动
真核生物的基因组是以染色体的形式存在的,染色体的结构对基因转录活动至关重要。

在真核生物的细胞核中一般能看到两种类型的染色体,高度凝缩的结构称为异染色体(heterochromatin),凝缩程度轻,相对松散的结构称为常染色体,二者的比例根据细胞的类型和细胞所处的时期不同而有所差异。

一般认为基因的转录活动发生在常染色质区域,也就是说松散的染色体的形成是基因转录的前提。

真核细胞染色质的基本结构是核小体。

核小体的核心结构是由164个碱基对的DNA缠绕四对核心组蛋白的八聚体外面近两周构成。

核小体核心组蛋白H3/H4异源二聚体是核小体亚颗粒的核心,它能稳定地与DNA结合。

H2A/H2B二聚体在核小体核心中较不稳定。

大量的研究表明,组蛋白与DNA的紧密结合对基因转录具有抑制作用。

所以在基因转录起始前,染色体必须进行结构调整,使DNA与核心组蛋白相对分离,以利于转录因子等与DNA模板的接触“’“。

在核小体中,每个组蛋白由两个区域组成,一个是特征性的组蛋白折叠,另一个是称之为“尾”的非结构的氨基末梢。

组蛋白中的一些氨基酸可以被磷酸化、甲基化、乙酰化等化学修饰。

修饰后的组蛋白通常是碱性减弱,即正电荷减少,从而削弱了组蛋白和DNA之间的相互作用。

一般认为组蛋白的这些化学修饰与基因表达的调控有关。

1。

近年来又发现了一类能通过改变染色体构型来影响(活化或抑制)转录的蛋白质因子,统称为染色体改构复合物(chromosomeremodelingcomplexes)。

它们或是能够改变核小体中DNA一蛋白质的相互作用方式,或是具有修饰核心组蛋白的酶活性,在基因转录、重组、DNA复制和修复等重要活动中起作用“1。

目前了解比较清楚的主要是以下两大类起不同作
用的蛋白质家族。

一类是依赖ATP的改构复合物(ATP—dependentremodelingcomplexes),能够改变核小体结构,其中有的被证实可以通过增强核小体DNA与转录因子装置的可接触性而激活转录。

已经报道的这类因子包括SWI/SNF,RSC,NURF,ACF,NURD等。

另一类是组蛋白乙酰转移酶(histoneacetyltransferases,HATs),核心组蛋白的N一末尾(N-terminaltailS)可以活跃地与DNA及其他蛋白质发生作用,在调整核小体以及染色体结构中起重要作用。

有关染色体结构调整与基因转录调控的研究已成为当前分子生物学和细胞生物学热门的领域之一”’“。

二、染色体改构复合物SiftI/SNF
1、SWI/SNF复合物的发现及种类
最初在研究SUC2基因的表达中,发现酵母菌可以利用蔗糖和棉子糖作为碳源生长,SNF基因缺失后不能利用蔗糖和棉子糖,引起酵母菌的突变,SNF以此命名(thenamesnfisderivedfromsucrosenonfermenter)。

非常相似的是在酵母菌生长中,SWI基因的缺失可以引起HO基因表达的突变,也是因为不能转换对蔗糖和棉子糖的利用,这就是SWI的来源(thenameswiiSderivedfromswitchingdefective)。

在以后的研究中逐渐发现,SWI和SNF基因的缺失能引起多种基因发生突变。

所以,在基因的表达中,SWI/sNF起着全面的调节作用。

’“…。

SWI/SNF是具有DNA激活的ATP酶活性的复合体,它们通过重构核小体的组蛋白核心或改变DNA链在核小体上的位置来增加启动子序列与转录因子的可接触性,激活转录“…。

SWl2/SNF2亚家族中的17个成员在酵母菌的基因组中已经确定,其中4个具有ATP酶活性的蛋白质复合物作为不同的染色体改构复合物亚单位已经确定下来,它们是ySWI/SNF、yRSC、ISWl和ISW2…3。

另外,SWl2/SNF2亚家族依赖ATP酶活性的染色体改构复合物在Drosophila(dACFml、dNURFml,dCHRAC)㈨、Brahma…1、爪蟾(xMi一2)和人类(hSWI/SNF““hNURD““,hRSF“”)中也已经部分被确定。

虽然这些复合物都有不同的亚基,每一种酶水解很少的ATP就能改变染色体的结构,大大提高蛋白质结合到核小体的DNA结合位点上的能力““。


表1.1
FactorO弹nismATPa∞Sl琵Noofpeptlde¥In计mhm“∞Co删∞拍B帅dR娟辩n∞s
Associatedwim
Activity
SWI/SNFSaecharomy∞sSWl2/SNF22MdaIITr—rl州onof【30,31.32,33,34,35】
DrosophilaBRM2M血
mclenosestaConhmz)
Homo“e№
BRGI-2Md4HsapienshBRM-2Mda9-12PBAFMantraalsBRGI-2Mda弘12RSCSeerevisiseSTHI一1MdeNURFDmelanogesterISWI500kDCHRACDmelanesasterISWI870kDACFDmelano卵sterISWI220kDNuRD
MatomalsMi.2RSFMatomalshSNF2hDrosophilahomolegofSWI/SNFcomplex[36】Hunnmhomol08ofSW“SNFcomplex【37,38.39】ComplexissimlI盯t。

mcoac
啪teiningBRGI[37,38】
Ab_nmeofBAF250Only
BrglATPasepresent
Smln
Rse6p,RscSpandSmloofRSC雠slmilⅡto
Swi2/Snt2,Swp73p,Swi3andSOf5ofSWI/SNF
complex[40,41】
ATPasestimuIntedby
necleosomcs,noth∞DNA
c∞№p55【42.43,44,45lCoBta血tmII
nudeosome∞们hgfk∞r
[46】
N呲蛔ooⅢ’Ⅻ晌g
自曲”
H铂Involvedin8eriesilaneingFacilitatesmmscriptiOn
f,omc㈣ntemplatesHas
nud㈣remodelin8and
酵母菌中的染色体改构复合物ySWI/SNF的分子量为2×106,有12个亚基,包括SWll、SWl2/SNF2、SWl3、SNF5、SNF6、SNFll、SWP82、SWP73和TFG3(TAF30),SWP61,SWP59“…。

最近又从酵母菌中分离出具有15个亚基的复合物,命名为RSC(remodelthestructureofchromatin)。

离体实验发现,它具有ATPase的活性,能改变染色体的结构。

目前已证实有六个亚基和酵母菌SWI/SNF具有同源性呦1。

在酵母菌中,RSC的含量
一:一~蛳兰三~
图1.1BAF复合物的组成
BAF复合物一般是由9—12亚基组成,图中是几个重要的亚基。

SWI/SNF复合物依靠ATP酶释放出来的能量改变了核小体的结构,增加了核小体DNA的可接触性“…。

目前对SWI/SNF改构核小体的调节机制有四种解释:①SWI/SNF可以移动或重新分布H2A—H2B二聚合体;(室)SWI/SNF可以诱导(H3一H4):四聚合体构象的变化形成新的组蛋白八聚合体构象;
③SWI/SNF复合物依靠ATP酶释放出来的能量使DNA移位,使组蛋白与DNA的接触出现不稳定的现象:@SWI/SNF复合物用ATP酶释放出来的能量改变了核小体DNA作用的途径或在没有改变八聚合体结构的情况下,把DNA从八聚合体的表面移开o’“1。

最近有实验证实SWI/SNF对基因转录有抑制作用,如SWI/SNF家族成员BRGl加强了RB对基因转录的抑制作用。

Rb(refinoblastoma)是一种关键的细胞周期调控因子,能结合几种负责细胞生长的转录活性因子,如E2F、ATF2、MyoD、MDML和C-Abl激酶等。

5’“”’…。

目前对SWI/SNF复合物抑制基因转录的相关机制还不清楚。

无论是在酵母菌还是在哺乳动物细胞中,目前我们还有许多不知道的机理,如SWI/SNF类复合物是如何被靶定到核小体上参加染色体的改构作用。

一种可能是SWI/SNF复合物通过与转录因子作用(如糖皮质受体)结合到启动子上的;另一种可能是SWI/SNF复合物可以稳定地与RNA聚合酶

II全酶结合,从而参加了转录起始复合物的形成;还有一种可能是SWI/SNF复合物本身含有DNA结合活性区,它的作用和高迁移蛋白组(HMG)的功能相似““。

·…1。

三、转录因子NFl/GTF
真核基因表达的调节是通过多个层次来实现的,其中,转录水平的调节是表达调控中最主要的步骤。

基因转录的调节元件主要有三种,即①RNA聚全酶,②顺式作用元件(cis—actingelement),为与结构基因串联的特定DNA顺序,它们对基因转录的精确起始的活性调节起着十分重要的作用,③反式作用因子(trans—actingfactor),是能直接或间接地识别或结合在各顺式作用8-12bp核心序列上,参与调控靶基因转录效率的一组蛋白质。

在基因转录起始过程中涉及到很多蛋白质与DNA、蛋白质与蛋白质之间相互作用的复杂反应,不同基因的表达受不同组合的蛋白质因子的协同调控。

真核细胞中,不同的顺式调控元件按不同的数量、类别及空间位置串联排列,组成了各种基因表达的调控区域。

NFl/CTF是启动子上的一个转录因子,能和CAAT-box结合,在转录起始复合物的形成过程中起重要作用。

NFl/CTF首次是在腺病毒DNA复制中发现的,这个转录/复制蛋白家族被认为参与了几种病毒的复制,而且表现出对多种细胞和病毒基因的转录有调控作用。

另外,NFl/CTF蛋白与细胞生长状态的变化相联系,也同许多致癌基因及疾病相联系8。

63’…。

1、NFl/GTF的结构
从大鼠、人类、小鼠、大颊的鼠类和猪分离的NFlcDNA来看,是多种NFl/CTF基因存在脊椎动物中“’“”’“”’“”1。

Sippel实验室在鸡中确定了四种基因,并对NFl基因进行了命名(NF—A,NF—B,NF—C结合CAATbox,NF—x在大颊的鼠类。

2’7…。

在脊椎动物中NFl家族有四个成员组成(NF—A,NF—B,N卜C和NF—X),在老鼠的胚胎和成体中,这四种NFl基因具有独特性,但以相互重叠的模式表达。

每种NFl基因的转录通过不问的剪接方式,从一个单基因中可以产生九种不同的蛋白,四种NFl基因的产物通过不同的作用机制和调节方式激活或抑制转录o…。

10
动子上,由BAF引起的染色质结构的改变是部分的或是暂时的。

在DNA或染色质模板中,瞬时负超螺旋或超螺旋扭转由BAF复合物提供能量诱导,暂时在TG重复序列中形成类似Z-DNA结构,它进一步打开染色质结构,允许其它转录因子和转录元件在启动子上募集。

启动子区域内转录因子和转录元件的聚集,可以进一步稳定Z-DNA结构,在启动子上形成开放的染色体结构,有利于基因转录的延伸。

”1。

图1.3是说明SWI/SNF(BAF)复合物与转录因子NFl/CTF和RNA聚合酶II之间可能的模拟图。

图1.3.RNApolymeraseIIinitiationA:Activatior;Ini:Initiation,Pollla:
DephosphorylativeRNApolymeraseII)SRB:suppressorofRNApolymerase
B;NFl:theNuclearFactor1;liE:TranscriptiOilFactorE{IIF:Transcription
FactorF;IIH:TranscriptionFactorH;IIB:TranscriptionFactorB:TATA:
尉用.box
五、本论文研究的内容和意义
哺乳动物细胞中的染色体改构复合物(BAF)和转录因子(NFl/CTF)都参加了基因的转录活动。

BAF复合物利用ATP水解释放的能量,使核小体中DNA与组蛋白的结构暂时松散,以利于转录因子等在启动子区域募集,形成转录起始复合物o“。

位点特异的DNA结合蛋白NFl/CTF是特殊的转录因子,能和CAAT—box结合,对于转录起始复合物的募集和定点形成起重要作用。

但目前对于基因转录活动中BAF复合物与NFl/CTF和RNA聚合酶II的联系和相互作用还知道的不多,已有的模型还缺乏实验证据支持”1。

本论文以HeLa细胞、Jurkat细胞和小鼠脾T淋巴细胞为研究材料,
14
第二章材料与方法
一、实验材料
1、细胞
(1)小鼠脾成熟T淋巴细胞自体重为18—22克左右的昆明系小鼠按本实验室方法分离纯化。

(2)HeLa细胞由上海细胞所购进。

(3)Jurkat细胞由北京阜外医院赠送。

2、抗体
(1)抗肌动蛋白单克隆抗体购自Sigma公司(No.A5441),工作浓度:间接免疫荧光i:1000,免疫印迹1:5000。

(2)抗染色体改构复合物BAF核心亚基BRGl多克隆抗体(190kDa蛋白)由ZhaoKeji博士馈赠,工作浓度:间接免疫荧光l:500,免疫印迹1:1000。

(3)抗转录因子NFl/CTF多克隆抗体(识别N一末端保守序列),购自SantaCluz公司(sc一870),工作浓度为:间接免疫荧光l:500,免疫印迹i:i000。

(4)抗RNA聚合酶II大弧基多克隆抗体由SantaCluze公司购进,工作浓度为:间接免疫荧光l:500,免疫印迹1:1000。

(5)抗RNA聚合酶II小亚基B6和B。

单克隆抗体阱1由Cook博士馈赠(UniversityofOxford),工作浓度为:免疫荧光6ug/ml,免疫印迹2ug/ml。

(6)所有HRP和荧光标记的次级抗体均由北京中山公司进口分装。

(7)lOnm胶体金偶联蛋白A购自Sigma公司(NO.C-5761)。

(8)与17nm胶体金颗粒偶联的羊抗兔IgG购自北京第三军区所电镜室。

(9)与20nm胶体金颗粒偶联的羊抗鼠IgG购自BritishBiocellInternational.(Batch3809)。

16
3、主要试剂
(1)刀豆蛋白A(ConA)由Sigma公司进口,北京百灵克生物公司分装。

ConA贮存液的制备:称取ConA粉剂71.4mg,加无血清培养基lOOml,充分溶解,用O.25um滤膜过滤除菌。

ConA浓度为100ug/ml,一20。

C保存。

工作浓度为5ug/m1。

(2)培养基和血清:RPMI1640自GIBCO公司购进。

胎牛血清由天津血液研究所生产。

(3)预染标准分子量蛋白(分子量范围14.4-200kDa)购自Pierce公司(No.26681)。

(4)硝酸纤维素膜(Nc)购自Invitrogen公司(NO.LC2000)。

(5)AEC(3-amino一9一ethylcarbaz01),购自Sigma公司(NO.101)。

(6)二甲基甲酰胺(N,N-dimethylformamide),购自上海生工生物工程有限公司,由AMRESCO进口分装(NO.D0464)。

(7)低温包埋剂K4M购自德国ChemischeWerkeLowiGMBH&Co公司。

(8)蛋白ASepharose4B,购于Pharmacia公司(NO.17—0780一01)。

4、主要仪器和设备
超净工作台(AirTech,苏州净化仪器厂)、台式高速冷冻离心机(Hettich-16R)、电泳仪及电转移装置(BioRad)、倒置显微镜(Olympus)、正置荧光显微镜(OlympusBX600)、C02培养箱(ThermoForma3111)、透射电镜(HitachH-7500)、图像处理仪(IBAS2000)。

二、实验方法
1、静止小鼠脾T淋巴细胞分离
试剂:
Hank’S液:
A.溶液:8.OgNaCI,0.49KCI,0.129Na2HPO。

.12H20,0.069Ktt2
17
HPO。

,1.Og葡萄糖,2ml1%酚红液,2.OgMgSO。

.7H:0,双蒸水定容至900mi。

B.溶液:0.149CaCI。

溶于100m1水中,8磅15分钟灭菌,4℃冰箱保存,临用时A、B两种溶液混合,调pH至7.3~7.6。

红细胞裂解液(Tris—NH。

cl缓冲液):0.17mol/LTris—HCI
2.0609/lOOml,0.16mol/LNHdCi8.309/lOOOml,将lOOmlTris—HCI与900mlNH。

C1混合,调pH为7.2
方法:
(1)小鼠脾静止淋巴细胞的分离。

8’”’”“(所用溶液均在4℃预冷,所有步骤均在4℃无菌条件下进行。


A、颈椎脱臼法致死小鼠,放入70%乙醇的烧杯中,使其体毛完全浸湿。

B、将小鼠放在用70%乙醇润湿的纸巾上,用镊子夹起腹中部皮肤,沿左侧作一切口,剪开腹壁各层,注意不要剪破肠管。

C、将肠管从腹部切口拉出,暴露脾脏,用剪刀减断脾门的血管和结缔组织,取脾,放入盛有冷的lOmlHank’S液平皿的纱布上,剔除脂肪。

D、将脾组织减成两段,用结核菌素注射器的针芯轻轻捻碎脾组织,使单个细胞经纱布进入溶液中,再经100目不锈钢丝网过滤。

E、将细胞悬液移到离心管中,2009(1200转/分钟,离心5分钟,弃上清。

加0.5mlHank’s液重悬细胞,加10倍体积的Tris-NH。

Ci(pH7.2)到细胞悬液中,混合,置室温10分钟,加适量缓冲液终止反应。

1200转/分钟,离心5分钟,Tris—NH。

C1可引起红细胞溶解,但对白细胞无影响。

用冷Hank’S液洗涤细胞2—4次。

F、最后加入含10%新生牛血清的RPMI1640培养液悬浮细胞,并调节细胞浓度至4X106细胞/ml,以上操作均在无菌条件下进行。

杀死动物到制成单细胞悬液的时间少于30分钟,到进入培养状态少于3小时。

(2)小鼠脾T淋巴细胞的分离
将获得的细胞悬液(4×i06细胞/m1),在5%C0。

培养箱中37。

C培养6
小时,终止培养时弃去贴壁细胞,收集悬浮细胞,在经预先包被羊抗鼠
18
IgO(50ug/m1)的培养瓶中室温孵育1小时,再次收集悬浮细胞,即为T淋巴细胞。

由于脾脏是外周淋巴器官,其淋巴细胞是处于静止期的淋巴细胞。

2、HeLa细胞的免疫胶体金透射电镜观察
试剂:
A.2.709K4MCrosslonkerA;17.309MonomerB;0.109InitiatorC。

B.10mn胶体金偶联蛋白A(1:20稀释)。

C.20nm胶体金偶联兔抗鼠IgG(1:20稀释)。

D.17nm胶体金偶联抗羊兔IgG(1:20稀释)。

E.固定液:0.2mol/LPBS(pH7.4)中含2.5%的戊二醛和4%多聚甲醛。

F.(1):imol/LNa2HPO^12H20lOOml
(2):lmol/LNaH2PO{2H20lOOml
pH7.40.2mol/LPBS200ml
G.1mol/LPBS50=(1):38.7ml+(2):11.3ml
将上述溶液加水至250ml即为pH8.0,0.2mol/LPBSH.在0.01mol/LPBS(pH7.4)中含0.9%NaCl
I.PBST:0.01mol/LPBS(pH7.4)中含0.2%Tween20
J.PBSTG:0.01mol/LPBS(pH7.4)中含0.2%Tween20和0.015mol/L甘氨酸
(1)低温包埋电镜样品制备
1)培养细胞加0.1mol/LPBS缓冲液悬浮,1500rpm离心5分钟,0.1mol/LPBS洗两次,用微量2.5%低熔点琼脂糖包埋。

2)固定:固定液室温固定2小时,0.1mol/LPBS洗3次,每次30分钟;双蒸水洗3次,每次30分钟。

3)脱水:样品经30%、50%,70%、90%和100%乙醇系列脱水,每次各1小时;90%乙醇过夜(70%乙醇4℃可停留)。

4)浸透:样品在浸透液1(乙醇;K4M2:1),浸透液2(乙醇:K4M1:1)和浸透液3(K4M)中各浸透12小时;K4M浸透60小时(室温12小时,O℃24小时,-30℃24小时)。

19
5)聚合:将样品放入装满K4M的SPI—beam胶囊中,放入一30。

C冰柜中,在紫外线照射下聚合2—3天;室温聚合2—3天。

6)切片:Reichert—Jung—B切片机切片,厚度70nm。

切片在室温下干燥。

(2)免疫胶体金双标记
1)切片标本经饱和Nal04溶液处理30分钟,双蒸水洗4次,每次5分钟。

2)0.1mol/L盐酸处理10分钟,双蒸水洗4次,每次5分钟。

0.Olmol/LPBSTG(pH7.4)洗4次,每次5分钟。

3)I%BSA(0.Olmol/LPBSTG配制,pH7.4)封闭15分钟。

4)第一次标记:加数滴按比例稀释(O.1%BSA—PBSTG)一抗于切片上,在湿盒中4"C过夜。

取出湿盒后室温l小时,0.OIM/LPBSTG(pH7.4)洗三次,每次5分钟。

加数滴用0.1%BSA—PBSTG按1:20比例稀释蛋白A一胶体金于切片上,在湿盒中室温作用2小时。

0.01mol/LPBS(pH8.0)洗3次,每次5分钟;0.Olmol/LPBS(pH7.4)洗3次,每次5分钟;双蒸水洗2次,每次5分钟。

5)第二次标记:加数滴用0.1%BSA—PBSTG按比例稀释的一抗于切片上,在湿盒中4。

C过夜,取出湿盒后室温1小时,0.01M/LPBSTG(pH7.4)三遍,每次5分钟。

加数滴用0.1%BSA—PBSTG按1:20比例稀释的胶体金偶联的鼠抗兔抗体于切片上,在湿盒中室温作用2小时。

0.Olmol/LPBS(pH8.O)洗3次,每次5分钟;0.Olmol/LPBS(pH7.4)洗3次,每次5分钟;双蒸水洗2次,每次5分钟。

6)样品经5%醋酸铀染色10min,双蒸水洗3次,每次5分钟。

室温干燥。

7)日立H一600—2型电子显微镜下观察、拍照。

3、小鼠脾T淋巴细胞核的分离和核蛋白的免疫印迹分析
试剂:
20
基础缓冲液:3.75ramTrisHCl(pH7.4),0.05mMSpermine:0.125mMSpermidine,0.5mMEDTA—KOH(Ph7.4),20mMKCl,5mMMgCl2,1删EGTA分离液:临用前基础缓冲液中加入下述试剂使其终浓度达到5ug/mlAprotinin,0.5mMPMSF,5mMDTT,20mMD磷酸甘油。

细胞核保存液:50mMTris—HCI(pH7.4),2mMMgCl2,25%glycerol细胞核裂解液:25mMTris—HCl(pH7.4),lmMDTT,0.2mMEDTA,0.4mMCaCI2,0.25mMMgCl2,2MNaCI。

(1)T淋巴细胞核的分离
A.收集T淋巴细胞培养液,1000rpm(300g)离心5分钟,沉淀用分离液清洗2次,1000rpm(250g)离心5分钟。

B.沉淀加入预冷的分离液12ml(V:V=lO:1)置于O'C冰浴30分钟,然后在4℃匀浆(5-10次),镜检90%细胞已破碎,细胞核已游离出来,5509(1200rpm)离心8分钟。

C.沉淀用分离液洗1次,5509离心8分钟,提取到的细胞核于lml细胞核保存液中一20℃保存。

(Jurkat细胞核的分离同上)。

(2)电泳及杂交过程
试剂:
A.丙烯酰胺贮备液:Acrylamide/bis(29.19/0.99),每lOOml贮存液中含有87%的甘油25ml,用梯度混合器制备4-20%浓度梯度凝胶。

B.丽春红染液:PonceauS0.59,加水至lOOml。

C.底物溶液:20mgAEC,2.5ml二甲基甲酰胺,50ml0.05MNaAc,2.5“l30%H。

0。

临用前新鲜配制。

D.PBST:16.OgNaCI,0.49KCl,0.49KHzPOt(椰136.09),5.809YazHP0412H。

0(MW358.14),lmlTween一20,加水至体积2000ml。

方法:
A.取细胞核沉淀,按细胞核体积加10倍细胞核裂解液重悬细胞,冰浴超声处理30秒,2次,超生强度70分贝,10000rpm离心10分钟,收集上清。

B.Bradford法测蛋白浓度。

C.对检测的蛋白质进行4—20%SDS—PAGE浓度梯度电泳。

D.蛋白质从SDS—PAGE凝胶转移至硝酸纤维素膜,常规配置到转移缓冲液(pH8.3)中,冰浴下100伏转移2小时。

E.用丽春红染液对转印后的蛋白质进行可逆染色。

将膜放入丽春红染液中染色5分钟,在水中脱色2分钟,如转膜成功,可见蛋白带出现。

在水中再浸泡10分钟,使完全脱色。

F.将转移后的硝酸纤维素膜置于PBST缓冲液中冲洗2—3次,将膜转入5%脱脂奶粉的封闭液中封闭免疫球蛋白的结合位点,37℃作用30分钟。

G.加入用封闭液稀释至工作浓度的第一抗体溶液,37。

C轻轻摇动1小时,置于PBST缓冲液中洗三次,5—10分钟/次。

H.加入用封闭液稀释的第二抗体溶液,37。

C轻轻摇动30分钟,用PBST缓冲液洗3次,5分钟/次,将膜放入底物溶液中晃动染色至条带显现清楚为止。

I.用蒸馏水洗膜,终止反应。

4、免疫荧光双标记
试剂:
(1)0.01MPBS:0.01MNa:HPO。

,0.01MNaH:PO。

,0.9%NaCl。

(2)固定液:0.01MPBS,2%葡萄糖,1%甲醛,0.02%NaN。

(3)洗涤液:0.Olmol/LPBS,2%小牛血清。

(4)封闭液:0.Olmol/LPBS,lO%d,牛血清。

(5)透化液:0.25%Triton,5mMEDTA,2%血清,0.Olmol/LPBS。

方法:
(1)经高压灭菌的载玻片放入旺盛生长的HeLa细胞培养皿中,经24—48小时生长,细胞通过自身分泌的细胞外基质使细胞粘附于载玻片上,取出载玻片用PBS洗两次,固定1小时,0.Olmol/LPBS充分洗涤三次,每次10分钟。

(2)第一次标记:制备的载片浸于透化液中冰浴10分钟,加数滴用透化液按比例的一抗于载片上,37℃作用1小时,取出标本后洗涤,
0.Olmol/LPBS洗三次,每次lO分钟。

用透化液按1:40稀释二抗,室温下作用1小时,0.Olmol/LPBS洗涤三次,每次10分钟。

(3)第二次标记:加数滴用透化液按比例的一抗于载片上,37℃作用1小时,取出标本后用0.Olmol/LPBS洗涤三次,每次10分钟。

用透化液按1:40稀释二抗,室温下作用l小时后,用0.Olmol/LPBS洗涤三次,每次10分钟,双蒸水洗三次,每次10分钟。

(4)90%甘油封片。

(5)对照组标本以PBS代替一抗,其余各步与实验组相同。

(6)正置荧光显微镜观察,在490nm波长观察FITC标记信号,转换520—550nm波长观察同一视野细胞TRITe标记信号并照相。

5、免疫沉淀分析蛋白质
(1)取细胞核沉淀,按细胞核10倍的体积加细胞核裂解液重悬细胞。

冰浴下超声处理2次,每次30秒,超生强度70分贝。

10000rpm离心10分钟,收集上清,Bradford法测蛋白浓度。

(2)在一个微量离心管中,加入沉淀抗体5ug,900ul总裂解物(>200ug总蛋白)和1001114×免疫沉淀缓冲液。

(3)涡旋振荡并在40C孵育1小时。

(4)加入lOu150%蛋白ASepharose4B,旋涡振荡并在40C孵育30分钟,离心4分钟(160009,40C),去上清液。

(5)用l×免疫沉淀缓冲液(1%Triton一100,150mMNaCl:lOmMTris—HElpH7.4,lmMEDTA,lmMEGTApH8.0,0.2mM直钒酸钠,0.2mMPMSF,0.5%NP一40)洗涤,重复洗涤两次。

(6)在30u12×浓集的电泳样品缓冲液(250mMTris-HelpH6.8,4%SDS,10%甘油,0.006%溴酚蓝,2%B一巯基乙醇)中重悬沉淀物。

(7)煮沸5分钟,离心5分钟(160009,40C)。

(8)将上清上样到4-20%浓度梯度凝胶上进行SDS—PAGE。

(9)用相应的杂交抗体检测转移到硝酸纤维素膜上的蛋白质。

6、酶联免疫吸附实验(Enzyme-LinkedImmunosorbentAssay,ELISA)试剂:
A.包被缓冲液:lOOml50mM碳酸盐缓冲液(pH9.6)
Na。

CO。

(MW105.99)0.1599
NaHCO。

(Mw84.01)0.2939
B.洗涤缓冲液:2000mlPBST(pH7.4)
NaCI(MW58.44)16.OgKCl(MW74.55)0.49
KH2P04(M1v136.09)o.49Tween201.Oml
NazHp04.12H:0(MW358.14)5809
C.封闭液:1%(w/v)脱脂奶粉一PBS
lOOmlPBSTlg脱脂奶粉
D.底物缓冲液:200ml0.1M磷酸一柠檬酸缓冲液(pH5.0)Na2HP04.12Hz0(Mw358.14)7.3759/103ml
CeHa0,H20(MW210.14)2.0379/97ml
E.底物工作液:lOml磷酸一柠檬酸缓冲液
150ul3%H。

02和OPD5mg
F.终止液:200ml2MH2SO。

178.3ml水加21.7ml98%H。

S04
实验步骤:
(1)用包被缓冲液稀释细胞核蛋白液,浓度为lOul/m1,每孔加lOOul此蛋白液包被酶标板,40c过夜,次日弃之。

(2)每孔100M封闭液,370C封闭20分钟。

(3)洗涤液冲洗三遍后,分别加入待检抗体并设立对照,370C温育1小时。

(4)洗涤液洗涤三遍后,每孔加lOOul1:10000稀释的辣根过氧化物酶标记的羊抗兔IgG(HRP—IgG),370C温育小时。

(5)洗涤液洗涤后,每孔加lOOul底物工作液,室温避光反应15分钟,加50ul2M硫酸中止反应,492nm测OD分析结果。

相关文档
最新文档