馬鹿鹿茸原代前軟骨與軟骨細(xì)胞電穿孔法轉(zhuǎn)染研究

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★ 馬鹿鹿茸原代前軟骨與軟骨細(xì)胞電穿孔法轉(zhuǎn)染研究

金慶梅，索婧媛，韓  青，高  仰，楊  帆，吳玄燁，鄭  冬*

（東北林業(yè)大學(xué)野生動物與自然保護(hù)地學(xué)院，哈爾濱，150040）

論文摘要

電穿孔轉(zhuǎn)染（電轉(zhuǎn)染）是一種高效、低毒、操作方便的細(xì)胞轉(zhuǎn)染技術(shù)，但在鹿茸原代細(xì)胞中還沒有應(yīng)用的先例。為探索電轉(zhuǎn)染過程中影響鹿茸原代細(xì)胞電轉(zhuǎn)染效率和細(xì)胞存活率的關(guān)鍵參數(shù)，以293T細(xì)胞系為平行實(shí)驗(yàn)組，將pCMV-C-EGFP質(zhì)粒電轉(zhuǎn)入馬鹿（Cervus elaphus）鹿茸前軟骨和軟骨原代細(xì)胞中。結(jié)果顯示：（1）在方波條件下，鹿茸前軟骨細(xì)胞電轉(zhuǎn)染電壓500 ~ 700 V，脈沖長度0.4 ~ 1.4 ms，脈沖次數(shù)優(yōu)選1或2次；而軟骨細(xì)胞電轉(zhuǎn)染電壓500 V，脈沖長度0.2 ~ 1.3 ms，脈沖次數(shù)1或2次，可以在上述參數(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行各原代細(xì)胞后續(xù)試驗(yàn)優(yōu)化。（2）物種（鹿、人）、細(xì)胞類型（原代細(xì)胞、細(xì)胞系）以及細(xì)胞組織來源（軟骨、腎）等要素對電轉(zhuǎn)染效率和細(xì)胞存活率結(jié)果具有較大影響。（3）電轉(zhuǎn)染效率和細(xì)胞存活率通常存在反比關(guān)系。（4）原代細(xì)胞電轉(zhuǎn)染效率均低于細(xì)胞系。研究結(jié)果可為電轉(zhuǎn)染技術(shù)在鹿茸再生機(jī)理研究中的應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

論文速覽

鹿茸作為鹿科動物獨(dú)特的周期性再生器官，其再生機(jī)理一直是研究熱點(diǎn)。軟骨生成在鹿茸再生過程中至關(guān)重要，而原代細(xì)胞更能反映出細(xì)胞在體內(nèi)時的生物學(xué)特性，對研究鹿茸再生具有重要意義。電穿孔轉(zhuǎn)染是一種高效、低毒且操作方便的細(xì)胞轉(zhuǎn)染技術(shù)，但此前未應(yīng)用于鹿茸原代細(xì)胞中。本研究旨在探索該技術(shù)在鹿茸原代細(xì)胞轉(zhuǎn)染中的應(yīng)用，確定影響轉(zhuǎn)染效率和細(xì)胞存活率的關(guān)鍵參數(shù)，為鹿茸再生機(jī)理研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

研究結(jié)果呈現(xiàn)了鹿茸前軟骨和軟骨原代細(xì)胞電轉(zhuǎn)染反應(yīng)體系的參數(shù)范圍，以及不同參數(shù)對轉(zhuǎn)染效率和存活率的影響。例如，確定了前軟骨細(xì)胞電轉(zhuǎn)染電壓為 500 - 700V，脈沖長度為 0.4 - 1.4ms，脈沖次數(shù)優(yōu)選 1 或 2 次等。揭示了電轉(zhuǎn)染效率和細(xì)胞存活率通常呈反比關(guān)系，以及不同質(zhì)粒質(zhì)量濃度對鹿茸原代細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率和存活率的不同影響，反映了細(xì)胞生物學(xué)特性差異。

● 鹿茸前軟骨（PC）與軟骨（CA）組織原代細(xì)胞與293T細(xì)胞系電轉(zhuǎn)染反應(yīng)體系代表性結(jié)果

● 不同脈沖長度對293T細(xì)胞系電轉(zhuǎn)染效率和存活率的影響

● 不同質(zhì)粒質(zhì)量濃度對鹿茸前軟骨組織原代細(xì)胞電轉(zhuǎn)染效率和存活率的影響

● 不同質(zhì)粒質(zhì)量濃度對鹿茸軟骨組織原代細(xì)胞電轉(zhuǎn)染效率和存活率的影響

本研究揭示了物種差異、細(xì)胞類型特異性以及細(xì)胞組織來源等關(guān)鍵因素對電穿孔轉(zhuǎn)染效率具有顯著影響，并進(jìn)一步確認(rèn)，相較于已建立的細(xì)胞系，原代細(xì)胞的電轉(zhuǎn)染效率呈現(xiàn)出較低的態(tài)勢。所得結(jié)論為電穿孔轉(zhuǎn)染技術(shù)在探索鹿茸再生機(jī)制領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了必要的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對后續(xù)開展的相關(guān)研究具有深遠(yuǎn)的理論指導(dǎo)意義與實(shí)踐參考價值。

● 基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31671283）

● 第一作者簡介：金慶梅（1997—），女，碩士研究生；主要從事野生動物遺傳學(xué)研究。E-mail：qingmeijin1128@163.com

● *通信作者：鄭冬，E-mail：zhengdong89@163.com