不同剂量DPP4转导后MERS-CoV感染小鼠模型的临床及生物学特征比较

本研究探讨不同剂量DPP4转导小鼠后对中东呼吸综合征冠状病毒(Middle East respiratory syndrome coronavirus,MERS-CoV)感染建模及其生物特性的影响。首先将表达MERS-CoV受体DPP4的重组腺病毒以高剂量(2.5×108 PFU/只)、低剂量(0.5×108 PFU/只)分别转导转导BALB/c小鼠,继而滴鼻接种MERS-CoV,建立MERS-CoV感染小鼠模型。对成功构建的小鼠感染模型分别进行体征、病毒复制、免疫病理及抗体应答的比较分析。结果表明:两种剂量DPP4转导后MERS-CoV感染小鼠,均可引起典型肺炎表征,在小鼠肺部能检测到病毒复制及免疫病理,但高剂量DPP4转导组小鼠肺炎体征与肺病理损伤更明显,病毒复制水平亦高于低剂量DPP4转导组。小鼠感染建模后2w后可检测到结构蛋白特异抗体与中和抗体,高剂量DPP4转导组抗体应答亦明显高于低剂量转导组。本研究以两种剂量DPP4转导小鼠,均成功建立了MERS-CoV感染的小鼠模型,受体DPP4转导水平可影响MERS-CoV感染小鼠体征、病毒复制及抗体应答。     

SARS和MERS中和抗体假病毒检测方法的建立

严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)和中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)均属冠状病毒科(Coronaviridae),能够引起人类严重疾病,特别是SARS-CoV可以导致严重急性呼吸综合征,而且容易造成暴发式流行,引起社会恐慌。本研究利用含有SARS-CoV和MERS-CoV棘突蛋白(Spike protein,S)基因的表达质粒pcD-NA3.1-SS、pcDNA3.1-MS,成功构建了高滴度假病毒,在此基础上通过对病毒接种量进行优化,建立了稳定可靠的假病毒中和抗体检测方法,并通过检测SARS恢复期病人血清以及免疫后小鼠血清对方法的特异性、稳定性以及重复性进行分析,充分证明了该方法是有效的血清中和抗体的检测手段。本研究成功构建了不依赖于BSL-3级生物安全条件的SARS和MERS假病毒,不仅可应用于血清中和抗体检测,还为后续单克隆抗体及抗病毒药物筛选和评价、疫苗研发及病毒感染机制研究等奠定了基础。     

中东呼吸综合征冠状病毒假病毒系统的建立及其在中和抗体检测中的应用

目的:为了避免中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)感染与中和试验中操作活病毒带来的生物安全隐患,构建只具有一次感染能力而无复制能力的MERS假病毒,建立MERS假病毒系统,并应用于中和抗体检测。方法:构建含有MERS-CoV S基因的重组质粒pcDNA3.1-MERS-S,与缺失Env基因、含有萤光素酶报告基因的HIV-1骨架质粒pNL4-3.Luc.RE共转染293T细胞,收获含有假病毒的上清;通过Western印迹、细胞感染实验和血清中和试验,确定是否包装出MERS假病毒,及是否能有效应用于细胞感染与中和试验。结果:MERS假病毒pMERS-S培养上清经Western印迹鉴定出相对分子质量为25×103的HIV-1 P24蛋白和相对分子质量为180×103的MERS-CoV S蛋白;与阴性对照假病毒pEnv-相比,pMERS-S能有效感染MERS-CoV敏感细胞系Huh-7,在感染细胞中产生荧光信号,感染细胞的假病毒量与产生的荧光信号呈明显的量效关系;在MERS假病毒中和试验中,pMERS-S能被MERS-CoV中和抗体中和而失去感染力,反映抗体对MERS-CoV的中和活性。结论:建立了不依赖于BSL-3高等级生物安全条件的MERS假病毒系统,并有效应用于中和抗体检测,为MERS-CoV疫苗、药物评价及病毒致病机制研究提供了良好的技术支撑手段。     

研发动态

<正>中科院微生物所发现新型人冠状病毒感染机制中科院微生物所高福课题组对2012年在中东发现的高致病性新型冠状病毒MERS-CoV进行了研究,发现人CD26分子(又称二肽基肽酶4)是MERS-CoV在细胞表面的受体,从而揭示了该病毒对人的感染机制,相关研究成果发表在最新出版的Nature上。     

皮肤组织特异性表达hCTLA4-Ig转基因小鼠品系的建立

为研究皮肤特异性高效表达hCTLA4-Ig分子对移植皮肤存活及受体免疫功能的影响,充分实现hCTLA4-Ig分子在皮肤移植中的免疫调控功能,利用K14（角蛋白14）基因启动子,构建了hCTLA4-Ig分子皮肤组织特异性表达载体,并通过受精卵原核显微注射技术制备了K14／hCTLA4-Ig转基因小鼠并建立了品系。通过RT-PCR和Northern blot分析表明,hCTLA4-Ig在转基因小鼠体内呈皮肤组织特异性高效表达;以GAPDH基因的表达量为内部参照分析表明,hCTLA4-Ig的表达水平在不同世代之间以及转基因个体的不同生命时相点之间保持相对恒定,说明皮肤组织特异性稳定表达hCTLA4-Ig的转基因小鼠品系已被建立。     

二肽基肽酶4为人类中东呼吸道综合征冠状病毒MERS-CoV功能性细胞受体

中东呼吸道综合征冠状病毒（Middle East respiratory syndrome coronavirus, MERS-CoV）是继SARS冠状病毒（SARS-CoV）之后新近出现的又一种能够引发严重呼吸道感染的人类新发冠状病毒. MERS-CoV于2012年9月首次在中东一些国家被发现,截至2013年9月7日,MERS-CoV已经引起114例感染病例,其中54人死亡,死亡率约50%. 病毒受体研究为MERS-CoV等人类新发冠状病毒进化和跨种传播机制提供重要依据．最近,Raj等在Nature发表文章,首次报道了二肽基肽酶4（dipeptidyl peptidase 4,DPP4;又名CD26）为MERS-CoV感染细胞的功能性受体．MERS-CoV功能性受体的发现为人类新冠状病毒溯源和跨种进化研究、病毒传染和流行病学特征分析以及抗病毒药物和疫苗研究提供重要基础.     

精子特异性 Sleeping Beauty 转座酶转基因小鼠模型的建立

目的：建立精子特异性表达Sleeping Beauty （ SB）转座酶转基因小鼠模型,为研究SB转座子在小鼠中的应用提供工具。方法克隆精子特异性启动子用以驱动SB转座酶基因的表达,建立精子特异性表达SB转座酶的载体,利用显微注射方法建立以C57BL/6J为背景的精子特异性表达SB转座酶的转基因小鼠。 PCR鉴定首建鼠的基因型,western blot（WB）和免疫组织化学（IHC）检测SB转座酶基因在小鼠生殖腺睾丸中的表达情况,筛选睾丸中高表达SB转座酶的转基因小鼠。结果显微注射方式获得了5只首建小鼠,其中3只能稳定传代,利用WB和IHC成功的筛选出一株在精子中高表达SB转座酶的转基因小鼠。结论成功建立了精子特异性高表达SB转座酶转基因小鼠模型,为将SB转座子作为一种基因工程工具应用于小鼠基因修饰模型的建立提供非常重要的工具资源。     

Cramp转基因小鼠的构建及鉴定

目的建立系统性表达Cramp转基因模型小鼠,为研究Cramp在衰老中的作用提供模型动物。方法把Cramp cDNA插入系统性表达CMV启动子下游,构建转基因表达载体,显微注射法建立Cramp转基因小鼠。PCR鉴定转基因小鼠的基因型,用RT-PCR和Western blotting方法筛选高表达品系。结果成功构建Cramp cDNA转基因载体,建立了Cramp转基因小鼠,通过RT-PCR和Western blotting方法筛选出3个高表达品系。结论建立了系统表达Cramp转基因小鼠,转入的Cramp基因在骨髓、脾脏、肝脏等组织高表达,为研究Cramp基因在衰老中的作用及机制提供了动物模型。     

人免疫缺陷病毒假病毒药物筛选模型的构建及其应用

目的:构建人免疫缺陷病毒(HIV)假病毒模型,用多种HIV逆转录酶和蛋白酶抑制剂作用于该模型,以检测其是否能有效用于HIV抑制药物的筛选。方法:通过载体改造获得最终慢病毒载体puc18-NL4-3-LUC-stop,其中含有萤光素酶基因,将该载体与包膜质粒VSV-G共转染293FT细胞,包装产生HIV假病毒,在假病毒包装和病毒感染293FT细胞的过程中加入蛋白酶和逆转录酶抑制剂,通过检测感染细胞中萤光素酶的表达来检测该模型的有效性,并利用此模型检测药物的抗病毒效果。结果:将HIV逆转录酶和蛋白酶抑制剂作用于该假病毒模型时发现萤光素酶的表达得到很大程度的抑制。结论:建立了HIV假病毒药物筛选模型,该模型以萤光素酶基因作为报告基因,快速灵敏,在抗HIV药物筛选中有一定的应用价值。     

可调控肝脏特异性表达HCV全基因转基因小鼠模型的建立

目的:构建一种可调控肝细胞特异性表达丙型肝炎病毒(HCV)全基因的小动物模型。方法:将9.6 kb的HCV全长基因JFH1插入Tet-on系统效应表达载体p TRE2中,并在HCV全基因3'端插入丁型肝炎病毒(HDV)核酶序列,从而构建转基因载体p TRE2-JFH1(HCV);将该转基因载体线性化后显微注射获得整合有HCV全基因的TRE2-HCV首建鼠;将该阳性鼠与本室保存的Alb-rt TA转基因小鼠杂交,获得肝细胞白蛋白启动子调控HCV全基因表达的Tet-on-Alb-HCV双转基因小鼠;在强力霉素(Dox)诱导后通过PCR、Western印迹、免疫组化等方法鉴定转基因小鼠HCV基因整合及HCV蛋白在肝组织中的表达;实时定量PCR检测小鼠血清及肝组织中的HCV滴度;用HCV反义小分子药物anti-mi R122评价该模型在药物评价中的应用。结果:获得了整合rt TA基因和HCV全长基因的双转基因小鼠;Dox诱导下,该转基因小鼠可在肝组织长期特异性表达HCV全长基因,小鼠血清中可检测到HCV的RNA;分子药物anti-mi R122可降低血清中的HCV滴度。结论:构建了可调控肝组织特异性表达HCV全基因的转基因小鼠模型,该小鼠模型可应用于HCV药物筛选和评价研究。     

hβ2m/HLA-B2704双转基因小鼠的制备及β2m对HLA-B2704表达的影响

制备hβ2m HLA B2 70 4双转基因小鼠 ,研究hβ2m对HLA B2 70 4表达的影响 .通过hβ2m转基因小鼠和HLA B2 70 4转基因小鼠交配 ,出生动物及后代经PCR初步筛选 ,采用Southern杂交对经PCR初步筛选的hβ2m HLA B2 70 4双转基因阳性小鼠基因组DNA标本作进一步鉴定 .阳性者进行RT PCR和流式细胞光度术检测其在mRNA和蛋白水平的表达 .hβ2m阳性小鼠和HLA B2 70 4阳性小鼠交配 ,生仔鼠 6 7只 ,其中 2 8只仔鼠同时整合hβ2m和HLA B2 70 4基因 .Southern杂交证实 ,阳性鼠同时都含有hβ2m和HLA B2 70 4基因 .阳性小鼠的皮肤、结肠、睾丸和脾脏组织中均有HLA B2 70 4和hβ2m基因的mRNA表达 ,其外周血淋巴细胞膜上HLA B2 70 4基因的蛋白表达为 35 87% ,在HLA B2 70 4单转基因小鼠外周血淋巴细胞膜上HLA B2 70 4基因的蛋白表达为 7 87% (Histogramsta tistics) .成功地制备了hβ2m HLA B2 70 4双转基因小鼠 .在hβ2m HLA B2 70 4双转基因小鼠的外周血淋巴细胞膜上 ,HLA B2 70 4基因在蛋白水平表达较高 ,而在HLA B2 70 4单转基因小鼠中则表达不明显 .hβ2m可与HLA B2 70 4重链分子结合 ,稳定和增高其在淋巴细胞膜上的表达     

抑癌基因PTEN转基因小鼠的构建及表型初步分析

目的:构建抑癌基因PTEN(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten)的转基因小鼠模型并对其表型进行初步分析。方法:细菌人工染色体(BAC)载体系统构建打靶载体创建PTEN转基因小鼠模型;利用对鼠尾DNA进行PCR检测的方法对出生的F0代小鼠进行基因型鉴定,将阳性F_0代小鼠与野生型小鼠交配繁殖筛选稳定遗传的转基因系。分离并培养小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryo fibroblast,MEF),利用Western blotting检测比较转基因阳性小鼠与同窝野生型小鼠MEF细胞中PTEN的蛋白表达水平,并通过克隆形成实验对比PTEN转基因小鼠与野生型小鼠MEF细胞的增殖能力;取成年小鼠主要组织器官提取蛋白,Western blotting检测PTEN转基因小鼠主要组织的PTEN蛋白表达情况;从小鼠出生后第三周开始统计、分析并制作小鼠的体重生长曲线;此外,还对比了PTEN转基因小鼠与野生型小鼠肺、肝、脾脏的细胞大小与腹腔内的脂肪含量。结论:PTEN转基因小鼠能够存活并稳定遗传;Western blotting结果表明,不论在胚胎期还是成年期,PTEN转基因小鼠体内的PTEN蛋白水平均高于同窝的野生型小鼠,转基因小鼠的PTEN表达水平接近野生型水平的3倍;对PTEN转基因小鼠的整体表型进行初步分析,发现Pten基因在体内过表达后,小鼠的体型显著变小,而细胞大小不变;腹腔内的脂肪含量显著减少。结论:成功构建了PTEN转基因小鼠模型,并获得了生理条件下PTEN过表达的原代细胞系,为研究抑癌基因PTEN的体内生理功能提供了重要的动物模型。     

中东呼吸综合征冠状病毒RT-RAA快速检测方法的建立及应用

建立基于重组酶介导的中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)核酸检测方法。本研究设计、合成特异性中东呼吸综合征冠状病毒基因的重组酶介导检测(RAA)引物及探针,制备MERS-CoV假病毒颗粒阳性对照品,通过一系列条件优化建立了MERS-CoV的快速、灵敏、特异的RT-RAA检测方法,分别与荧光定量RT-PCR检测方法做比较,并且采用首例中国MERS-CoV韩国地区输入病例的咽拭子样品、其它类似呼吸道病毒样本以及英国QCMD的MERS-CoV室间质评灭活样本做临床验证。结果显示:建立的RT-RAA方法检测中东呼吸综合征冠状病毒灵敏度为10拷贝,高于本实验室建立的荧光RT-PCR方法灵敏度(100拷贝),且检测时间(4.8～13.6min)大大低于荧光RT-PCR检测时间(90min);用该方法检测中东呼吸综合征冠状假病毒颗粒为阳性,而检测其他8种对照呼吸道病毒均呈阴性;检测临床阳性样本也与实际结果相符。本研究建立的中东呼吸综合征冠状病毒RT-RAA检测方法灵敏、特异、快速,可用于中东呼吸综合征冠状病毒感染的现场快速诊断和流行病学调查。     

应用水动力转染技术使人低密度脂蛋白受体、CD81和浸入诱导蛋白L同时在小鼠体内表达

为建立人低密度脂蛋白受体（LDLR）、CD81和浸入诱导蛋白L（Sip—L）等多个HCV感染相关分子共表达的转基因小鼠,首先分别构建了白蛋白启动子调控的人LDLR、CD81和Sip-L基因的小鼠肝脏组织特异性表达载体,将3种质粒同时采用水动力转染技术导入小鼠体内,FIT—PCR和免疫组化技术检测转入体内基因的表达及持续时间。结果表明,转染8h后即可检测到3种基因在体内转录,人LDLR和CD81在转染1～4d后可在50％-90％的肝细胞中高效表达,7d后检测不到目的基因表达。为了进一步延长转染基因在小鼠体内的表达时间,又分别构建了人LDLR、CD81和Sip—L的染色体整合型表达载体,将它们与噬菌体ФC31的整合酶表达载体同时水动力转染小鼠,3种基因在体内表达时间可持续到转染后25d。以上结果表明建立了多个HCV感染相关分子共表达的转基因小鼠,为确定这些分子能否使小鼠感染HCV奠定了基础。     

慢病毒载体介导的转人ahsp基因的β654地中海贫血小鼠的制备

目的：经慢病毒载体介导,制备转人α血红蛋白稳定蛋白基因（ahsp）的β654地中海贫血小鼠。方法：用巢式PCR从人血DNA中获得人ahsp基因,构建含有人ahsp基因的慢病毒载体,制备假病毒,通过卵周隙显微注射手段将其导入β654地贫小鼠的受精卵,经移植至假孕母鼠输卵管,最终孕育出转人ahsp基因的β654地贫小鼠;分析小鼠体内外源ahsp基因的表达情况及其遗传稳定性。结果：共获得了8只人ahsp阳性小鼠,转基因阳性率为32%（8/25）,其中3只同时具有β654突变基因;人ahsp基因在小鼠体内的表达水平维持在小鼠自身ahsp表达量的1%左右,且可稳定遗传至子代。结论：制备了转人ahsp基因小鼠,并可遗传至子代,为在个体水平上研究α血红蛋白稳定蛋白与β地贫之间的关系提供了工具。     

复制型HBV转基因小鼠遗传稳定性研究

目的：提高复制型HBV转基因小鼠的遗传稳定性。方法：应用回交传代及双杂交育种法,经荧光定量PCR、ELISA和化学发光法研究HBV基因在小鼠体内的复制与表达。结果：HBV转基因小鼠已稳定传至第23代,血清HBsAg达4122.31±2044.74IU/ml,93.93%的转基因小鼠血清HBV DNA达104-106copies/ml,表达复制水平较早期有显著提高并稳定传代;雌雄小鼠之间表达水平无显著性差异。结论：该转基因小鼠经过培育传代,已成为一个高表达且遗传稳定的复制型HBV小鼠模型。     

肿瘤坏死因子受体超家族成员4(TNFRSF4)敲除和人源化小鼠模型的建立

目的建立肿瘤坏死因子受体超家族成员4(TNFRSF4)基因人源化小鼠模型,同时建立TNFRSF4基因敲除小鼠模型,为针对TNFRSF4靶点的肿瘤治疗性抗体研发和筛选提供有效的小鼠模型,并为研究TNFRSF4在免疫过程中的作用机制提供小鼠模型。方法利用CRISPR/Cas9技术,建立TNFRSF4基因人源化和敲除小鼠模型,利用PCR、RT-PCR、免疫组织化学、流式细胞术等方法鉴定及比较分析人源化小鼠、敲除小鼠和野生型小鼠的差异。结果获得表达人源TNFRSF4基因小鼠和TNFRSF4基因敲除小鼠。在TNFRSF4人源化小鼠中稳定表达人源TNFRSF4,未检测到小鼠TNFRSF4表达。在TNFRSF4敲除小鼠中未检测到TNFRSF4表达。TNFRSF4人源化及敲除小鼠出生后6个月内均正常存活,组织病理学表型及免疫系统未见明显异常。结论利用CRISPR/Cas9技术构建TNFRSF4人源化小鼠及敲除小鼠,可用于筛选及评估与TNFRSF4基因相关的治疗性抗体及药物或研究TNFRSF4在免疫过程中作用机制。     

SV40 TAg转基因小鼠模型的建立及其表达

为了建立中枢神经系统肿瘤小鼠模型,构建了大鼠神经元特异性烯醇化酶(ratneu-ron-specificenolase,NSE)基因启动子调控下的猿猴病毒40大T抗原基因(simianvirus40largeTantigengene,SV40TAg)转基因载体,通过受精卵雄原核显微注射的方法制备转基因小鼠。PCR鉴定转基因小鼠的基因型;RT-PCR和Northern印迹检测转基因阳性鼠中SV40TAgRNA水平的表达及其组织特异性;免疫组化检测其蛋白质水平的表达。经显微注射共获得9只首代转基因阳性鼠(首建者,Founder小鼠),其中2例出生时即发生神经干细胞来源的肿瘤,其他Founder小鼠经繁育后共建立了5个SV40TAg转基因小鼠系,其中有4个系检测到SV40TAgRNA水平的表达且特异性地表达于脑组织,但未检测到蛋白质水平的表达。研究表明NSE启动子活性具有较强的组织特异性,并起始于小鼠胚胎发育期;SV40TAg具有明显的致癌作用,且SV40TAg诱发的神经系统肿瘤易造成转基因小鼠早期死亡。     

慢病毒载体法制备红色荧光蛋白转基因小鼠

目的利用慢病毒介导的转基因方法制备红色荧光蛋白（mRFP）转基因小鼠,并建立转基因小鼠的技术平台。方法将携带mRFP基因的慢病毒注入ICR鼠单细胞受精卵卵周隙以感染受精卵,胚胎移植进假孕母鼠以获得仔代鼠,然后应用小动物活体成像仪、体视荧光显微镜和PCR等鉴定并获得mRFP转基因鼠。结果移植卵周隙注射有慢病毒的胚胎40枚给2只假孕母鼠,共获得仔鼠6只;利用体视荧光显微镜检测mRFP表达,在蛋白水平证实6只F0代中,2只（R3和R4）鼠耳高表达mRFP,其余的弱表达mRFP（R1、R2和R5）或荧光强度（R6）与野生型ICR鼠无明显差别,而DNA水平检测证实,6只F0代中,5只（R1、R2、R3、R4和R5）基因组中整合有外源转基因hUb-mRFP,预示基因型鉴定结果很好验证了体视荧光显微镜鉴定结果。此外,mRFP转基因首建鼠基因组中整合的mRFP基因可稳定遗传和表达。结论建立了慢病毒法快速制备转基因小鼠的技术平台,这为针对不同基因建立相应转基因小鼠以实现恒定或条件性的转基因过表达或RNA干涉（RNAi）,并进而在体内解析相应基因功能和建立人类疾病模型等奠定了坚实基础。     

造血干细胞特异性表达Cre重组酶转基因小鼠的建立

EDAG是在胚胎发育阶段造血干细胞特异性表达的基因.为了在早期造血组织细胞中实现相关基因的条件敲除,构建了含有早期造血组织特异性表达的EDAG启动子和Cre重组酶基因的转基因EDAG-Cre表达载体质粒.通过显微注射的方法将线性化的5.6kb的EDAG-Cre转基因片段导入小鼠受精卵细胞核,获得的新生小鼠经过PCR鉴定,常规方法培育传代.结果发现,共获得了6只阳性转基因首建鼠,其中4只已经建系并稳定传代.RT-PCR分析表明Cre重组酶基因在阳性转基因小鼠的骨髓、脾脏、胸腺、外周血以及胎肝等组织中均有表达,重组酶活性也在脾和骨髓中获得确认.EDAG-Cre重组酶转基因小鼠的建立,为研究早期造血组织以及造血干细胞特异性基因条件敲除小鼠模型的建立奠定了基础.