TFAP2A 基因重組真核表達載體的構建及鑒定

郭宇琪， 王亞麗， 張智源， 高玉婧

（1.寧夏醫科大學生育力保持教育部重點實驗室，銀川 750004； 2.寧夏醫科大學基礎醫學院生物化學與分子生物學系，銀川 750004）

轉錄因子增強子結合蛋白-2α（transcription factor activating enhancer binding protein 2 alpha，TFAP2A） 是轉錄因子AP-2 家族的成員之一。AP-2 家族由AP-2α、AP-2β、AP-2γ、AP-2δ 和AP-2ε 組成，通過與靶基因的啟動子區域結合，調控參與細胞周期、細胞增殖、凋亡的眾多基因的轉錄，在哺乳動物發育過程中起到重要作用。TFAP2A 基因缺失可導致鰓裂眼面綜合征（branchio-oculo-facial syndrome，BOFS）。目前已發現該基因編碼不同亞型的三種轉錄變體。TFAP2A與多種腫瘤的發生和發展密切相關。研究[1]發現，miR-876-5p 通過靶向TFAP2A 抑制乳腺癌發展；鋅指蛋白ZNF471 通過轉錄抑制下游靶點TFAP2A 和PLS3 抑制胃癌發生[2]；TFAP2A 通過反式激活PSG9 來增強TGF-β 信號傳導，從而促進肺腺癌轉移[3]；TFAP2A 通過與PDL1 形成的正反饋通路促進宮頸癌的發生[4]。為深入研究TFAP2A 在腫瘤發生發展中的作用和機制，本研究構建了TFAP2A 的真核表達載體并對其表達效率進行了檢測，為后續研究奠定了實驗基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 菌株、質粒和細胞 大腸桿菌DH5α 感受態為本實驗室制備。CV702 質粒購自上海吉凱基因化學技術有限公司。MDA-MB-231 細胞為本實驗室保存。

1.1.2 主要試劑 限制性內切酶BamH I 和HindIII 購自英國New England Biolabs 公司；RPMI 1640 培養基購自美國Biological Industries 公司；Lipofectanmine 2000 購自美國Thermo Fisher Scientific 公司；ClonExpressTMⅡOne Step Cloning Kit 購自Vazyme 公司；GAPDH 抗體購自美國proteintech 公司；Flag 抗體購自美國Cell Signaling Technology 公司；TFAP2A 抗體購自美國abcam 公司。

1.2 方法

1.2.1 目的基因的獲取 通過PCR 擴增制備TFAP2A 的cDNA 片段，設計引物序列如下：TFAP2A-F：5’-CACACTGGACTAGTGGATCCCGCC ACCATGAAAATGCTTTGGAAATTG-3’；TFAP2AR：5’-CCTTGTAGTCACTTAAGCTCTTTCTGTGCT TCTCCTCTTTGTC-3’。擴增引物除含有目的基因5’端部分序列用于PCR 擴增目的基因外，還包含BamH I 和Hind III 的酶切位點。引物由上海生工生物工程技術服務有限公司合成。PCR 反應條件為98 ℃預變性5 min，98 ℃變性10 s，55 ℃退火10 s，72 ℃延伸90 s，共30 個循環，最后72 ℃延伸8 min。

1.2.2 目的基因與載體的連接及轉化 采用限制性內切酶BamHⅠ和HindⅢ對CV702 質粒的多克隆位點進行酶切，將酶切產物進行瓊脂糖凝膠電泳，回收目的條帶。將PCR 擴增產物與載體進行連接，于冰上配置反應體系，見表1。用移液器輕輕吹打混勻，短暫離心，避免產生氣泡。將反應液置于37 ℃反應30 min，隨后置于冰上冷卻5 min 后立即轉化。將10 μL 反應產物加入到100 μL 感受態細胞中，輕彈管壁數下混勻，在冰上放置30 min。42 ℃熱激90 s，冰上放置2 min。加入LB 培養基500 μL，置于37℃搖床振蕩培養1 h。取適量菌液均勻涂布在含有氨芐青霉素的平板上，在恒溫培養箱中倒置培養12～16 h。

表1 PCR 產物與載體進行連接反應體系（μL）

1.2.3 菌落PCR 法鑒定CV702-TFAP2A 重組質粒 對菌落進行PCR 鑒定，鑒定引物序列為TFAP2A-KL-F：5’-TAACAAGGACAACCTCTTCG-3’；TFAP2A-KL-R：5’-TTATTAGGAAAGGACAGT GGG-3’。在超凈工作臺中，用無菌槍頭挑取單個菌落至20 μL 鑒定體系中，吹打混勻，置于PCR儀中進行反應。反應條件為94 ℃預變性3 min，94 ℃變性30 s，55 ℃退火30 s，72 ℃延伸30 s，共22 個循環，最后72 ℃延伸5 min。將鑒定出的陽性克隆轉化子接種于適量含氨芐青霉素的LB液體培養基中，37 ℃培養12～16 h，取適量菌液進行測序。對測序結果與目的基因序列進行比對分析。

1.2.4 CV702-TFAP2A 轉染細胞及表達效率的檢測 將MDA-MB-231 細胞適量接種于六孔板中，用含有10% FBS 的RPMI 1640 培養基于37 ℃、5% CO2培養箱中培養，待細胞匯合率約為60%～70%時，使用Lipofectanmine 2000 將1 μg 的CV702載體和CV702-TFAP2A 重組載體分別轉染至MDA-MB-231 細胞中。于轉染后48 h 提取各組細胞總蛋白，進行SDS-PAGE 電泳，200 mA 濕轉150 min 至PVDF 膜后，5%脫脂奶粉室溫封閉90 min，5%脫脂奶粉稀釋兔抗人Flag 抗體、TFAP2A 抗體以及GAPDH 抗體，4 ℃孵育過夜，TBST 洗膜3 次，每次5 min，加入辣根過氧化物酶標記的山羊抗兔二抗，室溫孵育50 min，TBST洗膜3 次，每次5 min，顯影曝光，保存實驗結果，并用Image J 軟件進行灰度值定量。

1.3 統計學方法

數據采用SPSS 23.0 統計學軟件和Graph-Pad Prism 10.0 軟件進行統計學分析。計量資料以均數±標準差（±s）表示，兩組間比較采用兩獨立樣本t 檢驗。P≤0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 CV702-TFAP2A 重組真核表達載體的構建

根據CV702 質粒圖譜（圖1），采用限制性內切酶BamHⅠ和HindⅢ對質粒進行雙酶切，以形成相應的黏性末端，見圖1。對載體酶切產物進行瓊脂糖凝膠電泳，結果見圖2。采用凝膠回收試劑盒回收線性化的載體條帶。TFAP2A cDNA全長為1 320 bp，對TFAP2A 進行PCR 擴增，PCR 產物電泳結果見圖3，將PCR 擴增產物與線性化表達載體進行連接，得到重組產物，并轉化入大腸桿菌DH5α 中，獲得重組細菌克隆。

圖1 CV702 載體結構示意圖

圖2 CV702 載體酶切結果

圖3 PCR 擴增結果

2.2 CV702-TFAP2A 重組真核表達載體的鑒定

挑取8 個轉化子克隆，以TFAP2A 基因引物進行PCR 擴增及鑒定，結果見圖4，轉化子2、3、5、6、7、8 均能夠擴增出TFAP2A 基因，提示為陽性克隆。對陽性克隆進一步進行測序及分析，見圖5，對比結果表明測序結果與TFAP2A cDNA序列完全一致，表明CV702-TFAP2A 重組真核表達載體構建成功。

圖4 PCR 鑒定重組克隆

圖5 陽性克隆測序峰圖

2.3 CV702-TFAP2A 在MDA-MB-231 中的表達鑒定

分別采用TFAP2A 抗體和Flag 抗體進行檢測，結果見圖6，與CV702 對照載體相比較，轉染CV702-TFAP2A 重組質粒的MDA-MB-231 細胞中的Flag-TFAP2A 的表達水平升高（P 均<0.05），表明所構建的CV702-TFAP2A 重組載體能夠在真核細胞中高效表達。

圖6 CV702-TFAP2A 在MDA-MB-231 中的表達鑒定

3 討論

世界衛生組織國際癌癥研究機構（International Agency for Research on Cancer，IARC）2020 年統計數據顯示，女性乳腺癌現在已經超過肺癌成為2020 年全球癌癥發病率的主要原因[5]。在所有乳腺癌病理類型中，三陰性乳腺癌（triple negative breast cancer，TNBC）僅占10%～20.8%，患者預后極差。三陰性乳腺癌是指雌激素受體（ER）、孕激素受體（PR）和人表皮生長因子（HER-2）均表達為陰性的乳腺癌[6]。TNBC 患者的發病年齡比其他類型乳腺癌患者更年輕，通過117 例TNBC 患者的分析，結果顯示63%的TNBC 患者年齡小于50 歲[7]。目前TNBC 的主要治療方法是腫瘤切除和化療，但由于其分子異質性、細胞分化差、惡性程度高、缺乏分子靶點、轉移速率快，目前尚無預防TNBC 復發的靶向治療方法[8]。因此還需要更多的基礎研究和臨床研究來改善TNBC 的治療。

TFAP2A 基因定位于6 號染色體短臂，包含7 個外顯子，大部分變異位點位于4 號外顯子上，占82%。轉錄因子TFAP2A 作為AP-2 家族成員，參與細胞生長、增殖和分化的調控，參與胚胎形成過程中的程序性死亡[9]；增強腫瘤細胞對靶向藥物的敏感性[10]；在腫瘤中發揮雙向調控作用：在乳腺癌、肺癌、胃癌等中發揮促癌作用[11-13]，在黑色素瘤、結直腸癌、肝癌中發揮抑癌作用[14-16]。近年來，有研究[17-18]表明，轉錄因子TFAP2A 可以促進乳腺癌的發生和發展，過表達TFAP2A 可促進乳腺癌細胞的增殖、遷移和侵襲[1]。敲低長鏈非編碼RNA MAFG-AS1 通過miR-3196/TFAP2A軸使JAK2/STAT3 信號通路失活，阻斷乳腺癌細胞的惡性進展[19]。TFAP2A 過表達可能是乳腺癌發生和發展的重要因素之一。另有研究[20]發現，與化療敏感患者相比，化療耐藥的TNBC 患者中TFAP2A，TFAP2C 的表達更高，這意味著這些轉錄因子是TNBC 患者化療耐藥的關鍵貢獻因子。但TFAP2A 在TNBC 遷移和侵襲中的具體機制尚不明確，還需進行深入研究。

本研究采用載體所帶的Flag 融合標簽進行了重組質粒表達效率的檢測。融合標簽是指利用DNA 體外重組技術，在目的蛋白N 端或C 端進行融合表達的特定蛋白、多肽或寡肽標簽[21]。重組蛋白通過融合標簽可與包被在固相基質上的特異配基結合，使重組蛋白定向固定并得以純化，簡化重組蛋白的檢測[22-23]。同時，既能保留天然蛋白的大部分結構，又能實現增加溶解度、防降解、便于純化等功能。常用的融合標簽有Flag、HA、c-myc 等。其中Flag 融合標簽是具有8 個氨基酸的短序列標簽，大小為1.01 kDa。Flag 融合標簽序列短，只用一條人工合成的寡核苷酸鏈就可以編碼通常不會影響目的蛋白的功能和性質[21，24]。Flag 標簽融合蛋白可以直接通過非變性親和層析純化，從而得到有活性的融合蛋白?？笷lag 的抗體可以有效識別Flag 標簽，可以通過ELISA、Western blot 等方法對含有Flag 的融合蛋白進行檢測[21]。

綜上所述，本研究采用限制性內切酶BamHⅠ和HindⅢ對質粒進行酶切，對酶切產物進行瓊脂糖凝膠電泳，在回收線性化載體條帶后，PCR擴增TFAP2A，將擴增產物與線性化載體連接后導入大腸桿菌DH5α，完成真核表達載體的構建。再繼續對重組真核表達載體CV702-TFAP2A進行鑒定，發現8 個轉化子克隆中有6 個為可以擴增出TFAP2A 的陽性克隆，進一步測序及分析證明了重組真核表達載體CV702-TFAP2A 構建成功。通過在MDA-MB-231 細胞中轉染CV702-TFAP2A 及其對照質粒，進行Western blot 實驗，證實轉染CV702-TFAP2A 的細胞中Flag -TFAP2A 的表達水平升高，為后續深入研究TFAP2A 在TNBC 發生和發展過程中尤其是侵襲和轉移中的作用及分子機制奠定了研究基礎。