摘 要:目的 建立基因转染兔胸锁乳突肌和确定其最优化方案。方法 采用大规模提纯的pBlacZ质粒制备分子外科注射液,选择与临床密切相关的因素进行基因转染最优化方案的研究。通过手术切开,暴露兔胸锁乳突肌,模拟临床操作,进行分子外科注射术转染外源基因的试验,同时利用正交试验设计分析X-gal染色切片。结果 基因转染实验侧含pBlacZ质粒的肌肉组织有lacZ基因的表达,4周、纵向、200μl可获得最高的基因表达效率。结论 胸锁乳突肌可摄取和表达外源质粒,是一个潜在的分子外科转基因部位。
口腔癌多发生颈部淋巴结转移,且较长时间停留在颈部,从解剖上看,粗大的胸锁乳突肌覆盖于颈部主要淋巴结链上,两者关系极其密切[1,2]。因此,癌细胞颈淋巴结转移的基因治疗,可以利用胸锁乳突肌来进行。如在临床上行改良根治性颈淋巴清扫术或选择性颈淋巴清扫术后,可于胸锁乳突肌上多点注射带有目的基因的基因疫苗,诱发机体的抗肿瘤免疫,杀伤残留的癌细胞或扩散到淋巴结被膜外的癌细胞,进一步完善“无瘤操作”程序,提高颈淋巴清扫术的效果,预防术后的转移和复发[3,4]。
本实验在制备了分子外科注射液后,通过手术切开暴露兔胸锁乳突肌,研究了lacZ基因(β-半乳糖苷酶基因)的表达及确定了最优化方案,为进一步的实验奠定了基础。
1 材料与方法
1.1 质粒pBlacZ大规模提取纯化鉴定
将含有重组质粒pBlacZ的大肠杆菌JM101的单菌落接种入200ml LB培养基中(含100μg/ml氨苄青霉素),依次加入溶液Ⅰ(15%蔗糖,25mmol/L Tris-HCl,10mmol/L EDTA,pH=8.0),溶液Ⅱ(0.2mol/L NaOH,10%SDS),溶液Ⅲ(3mol/L NaAc),加入0.6倍体积的异******,用苯酚∶氯仿∶异戍醇(25∶24∶1)抽提2次,将DNA溶于100μlTE缓冲液中,-20°C。贮存用紫外分光光度法检测质粒DNA纯度及浓度,琼脂糖凝胶电泳检测质粒DNA分子质量大小。
1.2 制备分子外科注射液
将提纯的pBlacZ质粒(OD260/OD280在1.8~2.0之间)配成1μg/μl溶于PBS缓冲液中(含5%蔗糖,pH=7.4)。
1.3 制备实验动物模型
实验动物为出生5个月的日本大耳白兔共16只(由湖北医科大学实验动物中心提供)。采用3%戍巴比妥钠从耳缘静脉按1.0mg/kg注射麻醉大白兔,术中可酌情追加麻醉。
1.4 兔胸锁乳突肌上下对照和正交试验设计方案
正交试验设计包括3个因素和2个水平并按L827正交表执行。
水平 | 时间 | 质粒注射方向 | 分子外科注射液体积 |
1 | 1周 | 横向 | 100μl |
2 | 4周 | 纵向 | 200μl |
同时在胸锁乳突肌的上段设立对照组,下段设立实验组。
1.4 动物试验手术步骤
静脉麻醉大白兔后,手术区部位消毒,用10号手术刀切开大白兔颈部皮肤和皮下组织,分离暴露胸锁乳突肌,小心勿损伤胸锁乳突肌,完善止血,在胸锁乳突肌上相距约2cm远处分别打一外科结作为标记,上方为对照组,下方为实验组,按正交表试验设计安排,分别沿胸锁乳突肌注射分子外科注射液,术后清理手术野,分层对位缝合皮下肌层和皮肤,手术切口处涂抹红汞,腹腔注射庆大霉素和地塞米松预防术后感染,术后严密观察大白兔伤口情况和一般状况,加强抗炎处理。
1.5 lacZ基因表达产物在兔胸锁乳突肌中表达的检测
根据正交表试验设计安排,分别在第1周或第4周处死大白兔各8只,按标记切取所需的一段胸锁乳突肌,立即送往病理室作快速冰冻切片,冰冻切片以1.25%戍二醛固定10min,吹干,注意勿使冰冻切片之间相互贴附,冰冻切片置X-gal染色液中于37°C温育染色48h,各级酒精脱水,二甲苯透明、树脂封片,镜下观察并拍照。
2 结果
2.1 兔胸锁乳突肌上下对照试验
对照组:不含pBlacZ质粒的肌肉经X-gal染色后不出现蓝绿色。试验组:含pBlacZ质粒的肌肉经X-gal染色后出现蓝绿色。见图1,2。试验组的标本的蓝染率见图3。