[发明专利]一种光控骨形成蛋白受体系统OptoBMPR及其构建方法和应用

说明书

本发明提供了一种光控骨形成蛋白受体系统OptoBMPR及其制备方法和应用，属于细胞生物学技术领域；所述光控骨形成蛋白受体系统包括表达骨形成蛋白I型受体OptoBR1的第一重组质粒和表达骨形成蛋白II型受体OptoBR2的第二重组质粒。本发明中，OptoBR1和OptoBR2分别定位于细胞膜和细胞浆，在460nm蓝光作用下，胞浆OptoBR2特异性结合于胞膜的OptoBR1，并磷酸化OptoBR1活性位点，导致下游Smad1/5/8信号通路激活，从而实现对BMP/Smad1/5/8信号通路的精确调控。

技术领域

本发明涉及细胞生物学技术领域，尤其涉及一种光控骨形成蛋白受体系统OptoBMPR及其制备方法和应用。

背景技术

转换生长因子-β(TGF-β)家族成员是一大类可分泌的细胞因子，参与调节多种生物功能，包括细胞的增殖、迁移、生存和分化。骨形成蛋白(BMP)作为TGF-β家族的主要成员，BMP2/4/5/6/7/8主要介导I型受体(BMPR1a和BMPR1b)与II型受体(ACVR2a、ACVR2b和BMPR2)的相互作用，通过磷酸化下游pSmad1/5/8信号通路，启动特定的转录组，进而发挥生物学功能。BMP/Smad1/5/8信号通路，在多种生物过程中扮演重要角色，其在时间和空间上分布的特异性，直接影响干细胞分化和组织器官的发生，在组织工程的研究中具有重要意义。然而由于BMP的稳定性与扩散性，传统的研究方法很难在时间与空间维度上对BMP/Smad1/5/8信号通路进行精确的调控。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光控骨形成蛋白受体系统OptoBMPR及其制备方法和应用，本发明的光控骨形成蛋白受体系统能够利用460nm蓝光精准调控细胞内BMP/Smad1/5/8信号通路。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种光控骨形成蛋白受体系统OptoBMPR，所述光控骨形成蛋白受体系统包括表达骨形成蛋白I型受体OptoBR1的第一重组质粒和表达骨形成蛋白II型受体OptoBR2的第二重组质粒；所述骨形成蛋白I型受体OptoBR1的氨基酸序列如SEQ ID No.1所示；所述骨形成蛋白II型受体OptoBR2的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。

优选的，所述骨形成蛋白I型受体OptoBR1的编码基因的核苷酸序列如SEQ IDNo.3所示；所述骨形成蛋白II型受体OptoBR2的编码基因的核苷酸序列如SEQ ID No.4所示。

优选的，所述第一重组质粒和第二重组质粒的构建用骨架载体分别包括腺病毒。

优选的，所述光控骨形成蛋白受体系统还包括腺病毒包装细胞。

优选的，所述腺病毒包装细胞包括胚胎肾细胞。

本发明提供了上述方案所述光控骨形成蛋白受体系统的构建方法，包括以下步骤：

1)将表达骨形成蛋白I型受体OptoBR1的编码基因插入第一构建用骨架质粒，得到第一重组质粒；

2)将表达骨形成蛋白II型受体OptoBR2的编码基因插入第二构建用骨架质粒，得到第二重组质粒；

所述步骤1)和步骤2)之间没有时间顺序限制。

本发明提供了上述方案所述光控骨形成蛋白受体系统在激活细胞内BMP/Smad1/5/8信号通路中的应用。

优选的，所述应用包括以下步骤：利用光控骨形成蛋白受体系统中的第一重组质粒和第二重组质粒共转染表皮干细胞，得到转基因细胞，采用460nm蓝光对转基因细胞辐射30s～24h，激活转基因细胞内BMP/Smad1/5/8信号通路。

优选的，所述460nm蓝光的辐射强度为0.1～100μW·cm^-2。