骨形态发生蛋白9基因敲除小鼠的构建

目的运用CRISR/Cas9技术敲除小鼠基因组中Bmp9基因片段,构建Bmp9基因敲除小鼠。方法根据Bmp9基因的外显子序列,设计一段sgRNA并合成。sgRNA体外转录后和Cas9mRNA混合后显微注射受精卵细胞,注射后的受精卵细胞移植至受体动物获得子代小鼠。提取子代小鼠基因组DNA测序鉴定其基因型。基因型鉴定正确的小鼠与野生型交配后筛选纯合子小鼠。同时取纯合子小鼠心脏、肝、脾、肺、肾,匀浆后提取总RNA和总蛋白,通过qPCR、WB和免疫组化检测BMP9在各组织中的表达。结果设计并合成20bp的sgRNA并进行体外转录,显微注射并回植后得到基因突变小鼠,连续交配后得F2代纯合子。测序结果显示,突变小鼠存在两种基因型,一种为5bp缺失突变,另一种为13bp缺失并伴有1bp插入突变。与野生型C57BL/6相比,qPCR、WB和免疫组化结果均表明基因敲除小鼠肝中BMP9表达显著降低。结论利用CRISPR/Cas9技术成功构建出了BMP9基因敲除小鼠。     

ENU诱变获得一种多趾小鼠及其突变基因的鉴定

采用化学诱变剂乙酰基亚硝基脲(N-ethyl-N-nitrosourea,ENU)获得一种常染色体显性遗传多趾突变小鼠(Mus musculus),该突变小鼠在后趾内侧(即轴前部)多出一个脚趾,且严重程度不一,部分小鼠双侧后足都有多趾表型。阿尔新蓝-茜素红染色结果表明,多趾突变杂合子小鼠除多趾异常发育外,其余骨骼无明显异常。为定位该突变基因,利用微卫星标记对(C57BL/6J×DBA/2J)F1代多趾突变小鼠回交C57BL/6J得到的[(C57BL/6J×DBA/2J)F1×C57BL/6J]N2代多趾小鼠进行全基因组扫描,最终将本例多趾突变基因定位于小鼠第2号染色体微卫星D2mit45与D2mit184之间,并初步确定Alx4为该突变候选基因。在此基础上对Alx4进行测序分析,测序结果发现突变小鼠Alx4基因编码区第433位碱基处发生A到T的颠换,导致编码区第145位密码子AAA(编码赖氨酸)变为终止密码子TAA,引起蛋白编码提前终止,是引起多趾表型的原因。     

基于CRISPR/Cas9技术构建严重联合免疫缺陷小鼠

目的应用CRISPR/Cas9技术靶向敲除编码小鼠T、B细胞的Rag2基因及编码NK细胞的IL2rg基因,构建T、B细胞及NK细胞联合免疫缺陷小鼠。方法根据Genbank报道的Rag2及IL2rg基因序列,分别针对其外显子设计25 bp左右的sgRNA并进行合成,sgRNA退火后克隆入p X330载体。Rag2-sgRNA、IL2rg-sgRNA及Cas9重组质粒体外转录为mRNA后显微注射入BALB/c小鼠受精卵细胞,受精卵细胞移植到受体动物获得子代小鼠,首建鼠(F0)与野生型小鼠交配获得F1代小鼠,突变的F1代小鼠互交后筛选F2代纯合子小鼠。通过基因测序、流式细胞技术及接种人源性肿瘤细胞系方法检测子代小鼠基因型和表型。结果成功构建了Rag2-sgRNA、IL2rg-sgRNA重组质粒并对其进行了体外转录,mRNA显微注射并移植后获得57只F0小鼠。连续交配后,获得F2代纯合子小鼠。序列分析表明子代小鼠中IL2rg有两个基因型,分别是10 bp和11 bp的缺失突变;而Rag2只有一个基因型,为8 bp的缺失突变。与野生型BALB/c小鼠相比,小鼠外周血中CD3、B220及NKp46阳性细胞数量明显降低。接种人乳腺癌细胞系SKBR-2HL后,肿瘤生长良好,且随着时间延长肿瘤组织逐渐增大。结论利用CRISPR/Cas9技术可有效实现BABL/c小鼠体内Rag2、IL2rg基因突变,并导致小鼠T、B及NK细胞功能异常。     

基于CRISPR/Cas9系统和增强ssODN重组建立tau-V337M小鼠模型

利用CRISPR/Cas9基因编辑技术建立tau-V337M突变的阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)小鼠模型。通过设计和体外合成单向导RNAs(single guide RNAs,sgRNA)及单链寡核苷酸(single-stranded oligonucleotides,ssODN),将sgRNA、Cas9蛋白、ssODN注射到小鼠受精卵内,利用DNA切割和重组产生突变。为了提高重组效率,又在注射时添加Rad51蛋白。使用自然交配的雌鼠作为受体,将2细胞期的编辑胚胎进行单侧输卵管移植。研究发现通过添加Rad51蛋白可以获得较高的突变效率,在F0小鼠中获得了tau-V337M小鼠并进行扩繁,F0代tau-V337M小鼠可以将突变遗传给F1代。综上所述,本研究利用Cas9、ssODN和Rad51成功建立了首个tau-V337M基因位点突变的小鼠模型,为AD的研究和点突变模型制作提供了模型和方法基础。     

近交系小鼠过氧化氢酶-2遗传生化标记位点的研究

目的为了进一步完善近交系小鼠遗传生化标记检测方法,对近交系小鼠过氧化氢酶-2生化标记位点进行研究。方法将CBA/Ca与BALB/c交配得到杂交F1代动物,同时将CBA/Ca与C57BL/6交配得到杂交F1代动物,然后通过F1代动物之间的交配,以及F1代动物与母代的回交,得到F2代动物,对F2代动物进行过氧化氢酶-2生化标记检测。结果在杂交F1代不表现的过氧化氢酶-2的b型基因,在F2代出现。结论近交系小鼠过氧化氢酶-2遗传生化标记位点的等位基因a是完全显性的。     

Pd-1基因敲除小鼠构建及初步表型验证

目的:细胞程序性死亡蛋白(programmed death ligand-1,PD-1)是机体T细胞的免疫检查点,也是肿瘤治疗的重要靶点。采用CRISPR/Cas9技术,利用非同源重组修复引入突变的方式,使基因蛋白读码框移码造成PD-1功能缺失,建立Pd-1基因敲除小鼠模型,为深入探究Pd-1基因功能及作用机制提供基础。方法:针对Pd-1基因2-4号外显子设计并合成2对sgRNA片段,与编码Cas9片段共同体外转录,通过受精卵显微注射方法将两者mRNA混合注射到C57BL/6小鼠受精卵中,经PCR产物测序鉴定获得F0代小鼠,之后与野生型C57BL/6小鼠交配获得F1代杂合子小鼠,F1代小鼠自交即获得F2代纯合子小鼠品系(Pd-1^-/-)。刀豆蛋白(concanavalin A,ConA)刺激Pd-1^-/-小鼠后,通过实时荧光定量PCR和流式细胞技术在mRNA和蛋白水平上分别检测Pd-1^-/-小鼠中Pd-1基因在转录和翻译过程中的表达情况,并通过ELISA方法检测Pd-1^-/-小鼠血清中IL-6、IFN-γ、IL12/IL23及TNF-α等因子的表达水平,初步分析Pd-1通路在T细胞反应调控中的作用机制及对免疫刺激的响应情况。结果:PCR及测序结果表明在小鼠基因组中Pd-1基因2-4号外显子被成功敲除;Real-Time PCR实验和流式检测结果显示:与野生型小鼠相比,Pd-1^-/-小鼠脾、肠系膜淋巴结、胸腺和血液各组织中Pd-1表达水平均显著降低;双抗夹心ELISA测定结果显示:Pd-1敲除后经ConA刺激,血清中IL-6和IFN-γ表达上调。结论:成功构建Pd-1基因敲除小鼠模型。Pd-1缺失能够上调IL-6和IFN-γ对ConA刺激的响应,增加ConA引起的炎症反应,为Pd-1的体内基因功能研究提供了新的小鼠模型和研究思路。     

PD-L1基因敲除小鼠构建及初步表型验证

目的 程序性死亡配体-1(PD-L1)是免疫调节途径的重要因子,是抗肿瘤免疫疗法中重要的靶标之一。利用CRISPR/Cas9技术成功构建PD-L1基因敲除小鼠模型,并初步分析其表型。方法 构建Cas9和sgRNA载体,并转录获得RNA,通过显微注射方式将RNA注射到C57BL/6小鼠受精卵中,经过鉴定获得F₀代阳性小鼠。F₀代小鼠与野生型C57BL/6小鼠交配获得F₁代杂合子小鼠,再通过F₁代小鼠自交获得F₂代纯合子小鼠品系。随后通过Real-Time PCR和流式实验分别检测PD-L1基因在mRNA和蛋白质水平上的表达情况。结果 Real-Time PCR和流式实验检测结果显示与野生型C57小鼠相比,PD-L1纯合子小鼠的PD-L1 mRNA相对表达水平和细胞上的蛋白质表达均有显著性下降,仅测定到本底的信号,证实已成功构建PD-L1基因敲除小鼠品系,为PD-L1体内基因功能研究提供了新的小鼠模型。     

不同品系小鼠对代谢性高尿酸血症造模的影响

目的:分别以昆明种小鼠及ICR、C57BL/6J小鼠为研究对象,比较在复制高尿酸血症模型时可能的小鼠品系差异,并通过降尿酸药物别嘌呤醇与非布索坦验证选择降尿酸药物筛选时选用不同品系动物造模的影响。方法:采用不同剂量次黄嘌呤腹腔注射联用尿酸酶抑制剂氧嗪酸钾皮下注射给药,测定不同造模时段各品系小鼠血清尿酸值。结果:ICR、C57BL/6J小鼠对高尿酸血症造模耐受显著高于昆明种小鼠,在腹腔注射次黄嘌呤500mg/kg,皮下注射氧嗪酸钾300mg/kg时,才可获得稳定的可用于药物筛选的高尿酸血症模型。结论:选择高尿酸血症在体模型时,昆明种小鼠灵敏度高于ICR小鼠以及近交系的C57BL/6J小鼠。     

不同品系小鼠对代谢性高尿酸血症造模的影响

目的：分别以昆明种小鼠及ICR、C57BL/6J小鼠为研究对象,比较在复制高尿酸血症模型时可能的小鼠品系差异,并通过降尿酸药物别嘌呤醇与非布索坦验证选择降尿酸药物筛选时选用不同品系动物造模的影响。方法：采用不同剂量次黄嘌呤腹腔注射联用尿酸酶抑制剂氧嗪酸钾皮下注射给药,测定不同造模时段各品系小鼠血清尿酸值。结果：ICR、C57BL/6J小鼠对高尿酸血症造模耐受显著高于昆明种小鼠,在腹腔注射次黄嘌呤500mg/kg,皮下注射氧嗪酸钾300mg/kg时,才可获得稳定的可用于药物筛选的高尿酸血症模型。结论：选择高尿酸血症在体模型时,昆明种小鼠灵敏度高于ICR小鼠以及近交系的C57BL/6J小鼠。     

利用CRISPR/Cas系统快速高效构建血友病乙小鼠模型

血友病乙是由凝血因子Ⅸ(Factor Ⅸ,FⅨ)缺乏或功能缺陷导致的出血性疾病,为伴X染色体隐性遗传病。小鼠模型对于血友病乙的研究具有十分重要的意义,而基因组编辑技术又为小鼠模型的构建提供了一种快捷而且高效的途径。本文利用CRISPR/Cas系统,在小鼠FⅨ基因第8外显子上选择靶位点,将Cas9 mRNA和带有靶位点的sgRNA显微注射到C57BL/6品系小鼠的受精卵中,获得基因修饰的小鼠。利用高分辨率熔解曲线分析(High resolution melting, HRM)技术进行精确基因分型,并通过测序验证,在60只小鼠中,总共有51只小鼠的靶位点发生了突变,突变率高达85%,其中雄鼠的突变率为79.5%,雌鼠的突变率为95.2%;未检测到非目标位置的基因编辑脱靶。凝血活性实验显示,突变小鼠的FⅨ活性值(Factor Ⅸ coagulant activity, FⅨ: C)是非突变小鼠的6.82%,大大低于非突变小鼠,表明突变小鼠的凝血活性缺失。本研究表明,利用CRISPR/Cas系统成功构建了人类血友病乙遗传病小鼠模型。     

足底电击法诱导大鼠内脏高敏感模型的建立和评价

目的通过足底电击建立大鼠内脏高敏感动物模型,并评价其有效性和优势。方法将雌性SD大鼠随机分为正常对照(NC)组、足底电击(FSS)组和避水应激(WAS)组。NC组每天放入模拟应激箱中1 h不予刺激;FSS组每天置于电击箱中1 h,给予电击刺激,刺激电压为40 V,刺激频率为20次/min,每次1 s,共5 min;WAS组每天给予1 h避水应激;造模期为10 d。观察记录大鼠一般情况和排便情况,用腹壁回缩反射(AWR)检测内脏敏感性,用ELISA法检测血清CRF、ACTH、CORT、5-HT浓度和结肠组织5-HT浓度。结果 (1) FSS组大鼠的内脏敏感性明显高于WAS组和NC组(P<0.05),结肠黏膜无明显病理性损伤。(2) FSS组大鼠血清CRF、ACTH、CORT、5-HT浓度和结肠组织5-HT浓度均较WAS组和NC组明显升高(P<0.05)。(3) FSS组大鼠排便量明显高于WAS组和NC组(P<0.05),其粪便含水量明显高于NC组(P<0.05),而且其大鼠排便量和粪便含水量数值稳定。结论足底电击造模法可建立大鼠内脏高敏感模型且优于避水应激法。     

云南中部地区植被覆盖时空变化特征及其影响因素研究

基于MODIS NDVI数据通过像元二分模型提取植被覆盖, 利用线性趋势、相关分析方法分析了云南中部地区2000—2016年植被覆盖的时空分布特征与变化趋势, 并探讨了气候因子、地形因子、人类活动对其植被覆盖的影响。研究结果为: 云南中部地区植被覆盖春季最低(平均58.75%), 秋季最高(平均66.30%), 大部分地区年植被覆盖度的平均值在50%—70%之间; 植被覆盖高值区主要分布在曲靖境内(>80%); 滇池周边人口高密度区植被覆盖常年最低(<20%)。近17年来云南中部地区植被覆盖总体呈现增长趋势, 年平均增长率0.3%•a-1, 其中秋季增幅最大(0.42%•a-1)。坡度对植被覆盖影响较大, 坡度≤8°地区的植被覆盖明显较低。除了冬季降水量与植被覆盖呈现显著正相关关系, 其他季节多呈现负相关关系; 气温与植被覆盖多呈现正相关关系, 云南中部地区植被覆盖变化主要受气温影响。人类活动对植被覆盖变化影响较大, 造林面积变化与植被覆盖趋势变化具有相对一致性, 经济发展水平较高的昆明市区植被覆盖为常年最低。     

低氧暴露所致大鼠骨骼肌萎缩的蛋白转化调节机制

目的 对比低氧暴露和常氧下配对低氧摄食干预(半饥饿状态)下大鼠骨骼肌蛋白质合成和分解相关基因表达的差异,以探讨低氧暴露诱导骨骼肌萎缩发生的可能机制。方法 SD大鼠分为:①常氧正常饮食组(C组);②低氧正常饮食组(H组),氧气浓度为12.4%;③常氧配对饮食组(P组),投食量即为H组前一天摄食量。4周干预后测量大鼠体成分,取比目鱼肌(SOL)和趾长伸肌(EDL),称量湿重;HE染色观察肌纤维形态,计算肌纤维横截面积(FCSA);WB测试骨骼肌中HIF1α、Akt、p-Akt及骨骼肌蛋白合成和分解相关基因蛋白含量。结果 1)H组大鼠体重较C组持续下降,P组与C组间无显著性差异;干预初期H组(P组同)摄食量较C组显著下降,后期两组间无差异;(2)干预后,H组大鼠体质量和肌肉总量较C组和P组显著性降低,P组与C组间无差异;H组两肌肉湿重较C组显著下降;H组EDL的FCSA显著低于C组和P组;(3)H组EDL中HIF1α蛋白含量显著高于C组;H组和P组SOL中p-Akt/Akt比值显著低于C组;H组EDL中mTOR、4EBP1蛋白含量显著低于C组,atrogin1、MuRF1、beclin1蛋白含量及LC3Ⅱ/Ⅰ比值显著高于C组,H组SOL中MuRF1蛋白含量显著高于C组和P组。结论 低氧所致的骨骼肌萎缩由低氧特异性因素诱发,表现为以快肌为主的骨骼肌蛋白合成减少和分解增加,而非低氧下摄食量减少引起。     

络合型含铁材料对砷胁迫下水稻生理生化特性及砷累积的影响

土壤重金属与农产品质量息息相关.本研究通过设置砷胁迫条件下水稻种植盆栽试验,分析络合型含铁材料不同施用时期和不同施用量对水稻SPAD值、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性以及水稻砷吸收、累积的影响.结果表明,砷胁迫对水稻SOD、POD、CAT活性有着不同程度的抑制作用,添加络合型含铁材料可以降低水稻MDA含量,缓解砷对水稻光合作用和SOD、POD、CAT活性的抑制;同时能减少水稻对土壤砷的吸收和累积.与移栽前添加络合型含铁材料相比,选择水稻孕穗期前添加络合型含铁材料,水稻砷吸收的抑制效果较好;水稻植株地上部砷含量与络合型含铁材料的添加浓度呈显著负相关,孕穗期前添加0.2 g·kg-1络合型含铁材料对水稻植株砷的吸收抑制效果最好,水稻植株地上部砷含量降低59.22%.     

小鼠正常黑色素细胞与黑色素瘤细胞(B16)mRNA表达差异分析

黑色素瘤是一种高侵袭性的恶性皮肤肿瘤,转移率高、预后差。研究黑素瘤细胞生物学特性对黑素瘤的治疗和控制具有重要的意义。本研究以C57BL/6J小鼠的正常黑色素细胞及B16黑色素瘤细胞为研究对象,采用二代测序技术分析两种细胞间的转录组表达差异,筛选差异基因,为后续黑色素瘤的形成机制研究提供理论依据。采用差异倍数及错误率分析测序数据,鉴定出1 436个新的mRNA和4 086个差异表达的已知mRNA。GO数据库和KEGG数据库分析显示,差异表达的mRNAs参与了149个调控途径,主要集中在疾病调控、细胞周期调节和环境信息调控方面。qRT-PCR及Western印迹检测发现,调节细胞增殖、迁移的Pdgf-B、Integrinβ1和Integrinβ5以及调节黑色素颗粒增加的Mitf、Tyr、Tyrp1和Tyrp2在B16细胞中的表达量显著高于在正常黑色素细胞中的表达。本研究获得的差异基因为后续黑色素瘤的研究提供了新的候选基因。     

斜纹夜蛾ppie基因的克隆及表达载体构建

肽基脯氨酰基顺反异构酶E (Peptidyl-prolyl cis-trans isomerase E, PPIE)是亲环蛋白家族的成员之一,具有肽基脯氨酰基顺反异构酶(Peptidyl-prolyl cis-trans isomerase, PPIase)活性,能与亲环蛋白抑制剂CsA特异性结合。PPIE具有两个结构域:N-端的RNA识别域(RNA Recognition Motif, RRM)和C-端的PPIase活性域。PPIE和其他亲环蛋白一样,具有蛋白质折叠功能。研究表明,哺乳动物细胞中的PPIE能抑制流感病毒复制,能与MLL PHD3相互结合。但昆虫细胞中PPIE的功能研究较少。本文以斜纹夜蛾Spodoptera litura为研究对象,克隆得到ppie基因,通过生物信息学分析发现,斜纹夜蛾ppie基因ORF全长876 bp,共编码291个氨基酸,具有亲环蛋白家族标签:YQGSlFHRIIPDFMCQGG。构建了真核表达载体pIZT/V5-His-ppie,结果证明,构建的真核表达载体能在昆虫细胞中表达,融合蛋白大小为36 kDa左右,与预测大小一致。还通过免疫荧光实验确定,PPIE定位于细胞核中,与前人研究报道一致。本文研究内容将为进一步研究斜纹夜蛾PPIE功能奠定基础。     

怒江上游三种裂腹鱼类摄食及消化器官比较研究

于2017年5和6月以及9和10月在怒江西藏段收集了怒江裂腹鱼(Schizothorax nukiangensis)194尾、裸腹叶须鱼(Ptychobarbus kaznakovi)152尾,热裸裂尻鱼(Schizopygopsis thermalis)117尾。综合运用3种多元分析方法分析3种鱼类摄食及消化器官形态的种间差异,结果显示,主要种间差异部位为头部及肠道;种间形态指标均为显著性差异(P <0.05);3种裂腹鱼的头部形态已有了一定程度的分化。鱼类食物组成及食物竞争情况研究表明,怒江裂腹鱼和裸腹叶须鱼属杂食性偏动物食性鱼类,两者食物重叠指数较高(0.91);热裸裂尻鱼属杂食性偏植物食性鱼类。食物多样性指数的种间差异明显。3种裂腹鱼营养及空间生态位均有分化,摄食与水温、流速和海拔等环境因素密切相关。     

碱基编辑提供了一种罕见遗传病致病突变修复的可行策略

罕见遗传病是人类医学面临的最大挑战之一,基因疗法是治疗罕见遗传病的最适方法之一。传统的基因治疗存在技术、递送和费用等方面的限制。基因编辑,特别是最近发展起来的碱基编辑技术,由于高效、准确、安全,使得早期胚胎的基因编辑逐渐被接受,从而使得通过胚胎基因编辑对罕见遗传病的致病突变进行修复成为可能。并且,由于具备合理、有效、经济、可靠等优势,基于碱基编辑修复致病突变的早期胚胎基因治疗注定将成为某些罕见遗传病的可行的、不可替代的治疗策略。为了早日实现临床胚胎基因治疗,需要进一步完善现有的技术,并加紧临床前实验。同时,通过改良监管审批程序,以及建立共享平台和共性技术等,可以进一步降低罕见遗传病的基因治疗费用。     

非人灵长类个性化麻醉方案的探讨

目的 比较氯胺酮、舒泰、速眠新Ⅱ、戊巴比妥钠等4种全身麻醉药或其组合对非人灵长类的麻醉效果,探寻能替代或者减少氯胺酮使用的个性化麻醉方案。方法 以单独使用氯胺酮麻醉的方案作为对照,另设单独使用舒泰、氯胺酮复合速眠新Ⅱ、舒泰复合速眠新Ⅱ和戊巴比妥钠复合速眠新Ⅱ等麻醉4个实验组,每组选取5只食蟹猴进行实验,记录麻醉后的心率、体温、血氧饱和度、以及麻醉诱导时间和维持时间,以比较各方案的麻醉效果。结果 与单独使用氯胺酮麻醉比较,其他四种麻醉方案在心率、体温、血氧饱和度和麻醉诱导时间上均无显著性差异,不同方案麻醉维持时间分布在30~200min之间。在非人灵长类的全身麻醉中,舒泰可以很好地替代氯胺酮;氯胺酮复合速眠新Ⅱ麻醉可取得较长的麻醉维持时间,并减少氯胺酮的使用量;舒泰与速眠新Ⅱ联用、戊巴比妥钠与速眠新Ⅱ联用的方案也可替代氯胺酮,且麻醉维持时间较长。结论 在一定的麻醉时间内,联合用药可以降低氯胺酮的使用量,不同麻醉方案灵活运用可满足不同实验对麻醉维持时间的需求。     

药物对基于SERS技术的尿液中PDGF-BB检测影响研究

本文旨在研究基于表面增强拉曼光谱(SERS)技术检测尿液中血小板衍生生长因子(PDGF-BB)从而对冠状动脉堵塞程度进行快速无损诊断的方法是否同样适用于长期服用药物(阿司匹林、瑞舒伐他汀或硫酸氢氯吡格雷)的冠心病患者或行经皮冠状动脉介入手术(PCI术)后病人的冠状动脉堵塞程度检测。首先基于该方法对13例长期服用药物(阿司匹林、瑞舒伐他汀或硫酸氢氯吡格雷)的冠心病患者和13例行PCI术后病人的尿液样本进行检测,发现其SERS光谱中均无PDGF-BB位于1 509 cm^-1的拉曼特征峰。然后进一步分析PDGFBB水溶液与三种药物的SERS光谱,也均未发现1 509 cm^-1的拉曼特征峰。结果表明,这三种药物均对PDGFBB的SERS信号产生了影响,可见该方法并不适用于长期服用药物的冠心病患者或行PCI病人术后的冠状动脉堵塞程度的检测。