基本信息
- 项目名称：
- GFP在河蚌sTRAIL诱导肿瘤凋亡分析中的应用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本作品利用细胞工程与转基因技术等技术方法，使GFP基因高效稳定地表达于肿瘤细胞A549的细胞核中，再以GFP在核中的荧光变化为标记，直观地分析sTRAIL对A549细胞的凋亡诱导作用
- 详细介绍：
- 本作品综合运用基因工程、细胞工程、转基因技术、荧光显微观察和流式细胞分析等生命科学领域最先进的技术方法，分析绿色荧光蛋白（GFP）在新型基因工程药物抗肿瘤作用中的功能作用。使GFP基因高效稳定地表达于肿瘤细胞A549的细胞核中，再以GFP在核中的荧光变化为标记，直观地分析sTRAIL对A549细胞的凋亡诱导作用
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 利用细胞工程与转基因等技术，通过慢病毒载体将H2B-GFP基因转染到人肺癌细胞系A549中，再利用纯化得到的河蚌sTRAIL重组蛋白对A549-H2BGFP细胞进行诱导，然后利用荧光显微镜观察诱导前后A549-H2BGFP细胞中GFP荧光以及细胞核形状的变化，直观地分析sTRAIL对A549细胞的凋亡诱导作用，确定GFP标记在抗肿瘤药物筛选及细胞凋亡鉴定中的作用。
科学性、先进性及独特之处
- 其科学性、先进性及独特之处体现于：（1）河蚌sTRAIL蛋白抗肿瘤作用在国际上尚未见报道，具有十分突出的创新性；（2）2010年钱永健等因GFP的发现与应用等获得了诺贝尔奖，GFP在抗肿瘤药物筛选中的应用方兴未艾，具有显著的科学前沿性；（3）作品所采用的技术方法先进。
应用价值和现实意义
- 本作品及其相关研究具有十分重要的实践应用价值和现实意义：（1）确定了GFP标记在抗肿瘤药物筛选及细胞凋亡鉴定中的作用；（2）为细胞凋亡鉴定提供了一种简便、直观和准确的技术方法；（3）确定了sTRAIL的抗肿瘤作用等；（4）为GFP等荧光蛋白在肿瘤生物学及海洋新型药物研制等领域的进一步应用提供了基础资料。
学术论文摘要
- 肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（TNF-related apoptosis-inducing ligand, TRAIL/Apo2L）广泛地参与包括细胞凋亡的很多重要的生物过程。但目前无脊椎动物TRAIL蛋白的促凋亡等相关研究尚未见报道。本研究首次报道了河蚌中一种可溶性TRAIL（hc-sTRAIL），该蛋白和哺乳动物类似物具有很高的结构与功能相似性。Real-time PCR分析表明，河蚌TRAIL mRNA在各种组织中都有表达，但腮和血细胞中表达水平最高。对其促凋亡作用的研究显示，hc-sTRAIL可引起A549细胞发生显著的细胞凋亡，并且这种凋亡和caspase 3途径有关。本研究表明，hc-sTRAIL可能是一种潜在的新型抗肿瘤药物。本研究为深入探讨hc-sTRAIL的生物学功能提供了基础资料。
获奖情况
- 本作品2010年11月19-21日在由浙江省大学生科技竞赛委员会主办，浙江中医药大学承办的浙江省第二届大学生生命科学竞赛中,获得三等奖
鉴定结果
- 浙江省大学生科技竞赛委员会认证并有三等奖证书一张
参考文献
- 1. Pitti RM, Marsters SA, Ruppert S, Donahue CJ, Moore A, Ashkenazi A. (1996). Induction of apoptosis by Apo-2 ligand, A new member of the tumor necrosis factor cytokine family. J Biol Chem 271:12687-12690. 2. Yang SB and Wu XZ. Identification and functional characterization of a human sTRAIL homolog, CasTRAIL, in an invertebrate oyster Crassostrea ariakensis. Dev comp immunol 2010;34(5):538-45.
同类课题研究水平概述
- 肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（TNF-related apoptosis-inducing ligand,TRAIL）及其胞外域可溶性sTRAIL（Soluble TRAIL, sTRAL）均可通过与靶细胞表面的死亡受体相互作用，激活caspase级联反应，进而引起人类来源的大多数肿瘤细胞发生细胞凋亡，而对大多数正常细胞无显著毒性效应。因此，作为一种潜在的基因治疗或新型抗肿瘤药物，TRAIL/sTRAIL在肿瘤的治疗中受到国内外的广泛关注，具有很好的应用前景。目前人类等脊椎动物TRAIL蛋白的抗癌作用已被报道。但贝类等软体动物的TRAIL或sTRAIL蛋白的抗癌作用尚未见报道。 在前期工作中我们发现与人相比，河蚌sTRAIL对A549等多种肿瘤细胞具更强的促凋亡作用。因此我们开展了河蚌sTRAIL的促进肿瘤细胞凋亡的作用及其机制的深入研究。但目前常用的凋亡鉴定方法，多需要包埋、染色等处理；或只能反映某阶段的凋亡情况，较难简便、直观并准确地反映凋亡情况。 绿色荧光蛋白（GFP）因其易于活体、原位、实时检测；灵敏度高；易于与其它蛋白融合等特性而被广泛运用于抗癌药物筛选等领域。但其分子量较小，在核内、核外均有分布，如能和组蛋白H2B等相偶联，就能使其仅在核内表达，十分便于直接观察。 本作品旨在利用细胞工程与转基因等技术方法，通过慢病毒载体将H2B-GFP基因转染到人肺癌细胞系A549中，使GFP基因高效稳定地在A549细胞的核中表达，再利用河蚌sTRAIL重组蛋白对A549-H2BGFP细胞进行诱导，然后利用荧光显微镜观察诱导前后A549-H2BGFP细胞中GFP荧光以及细胞核形状的变化，从而以GFP为标记，直观地分析sTRAIL对A549细胞的凋亡诱导作用，同时与流式细胞仪检测的凋亡率相印证，既可分析探讨河蚌sTRAIL对A549细胞的凋亡诱导作用，又可将GFP标记运用于抗肿瘤药物筛选及细胞凋亡鉴定中，建立一种方便快捷的细胞凋亡鉴定方法。为深入分析河蚌等贝类的sTRAIL的抗肿瘤作用，以及将GFP等荧光蛋白运用于肿瘤生物学、海洋新型药物研制等利用研究与实践应用领域提供基础资料。
