EGFP小鼠ES细胞来源的生殖系嵌合小鼠的获得和鉴定

生殖系嵌合体的获得是实现ES细胞介导的转基因途径的决定步骤,而嵌合体的制作及生殖系嵌合体的获得则是判定ES细胞系是否具有配子分化能力的有效方法。利用一株表达绿色荧光蛋白的杂种ES细胞系制备出嵌合体小鼠,共获得9只表达绿色荧光蛋白的嵌合体小鼠,其中有8只雄性, 1只雌性,目前均发育成健康成年小鼠。流式细胞检测显示了绿色荧光蛋白在嵌合鼠以下器官的表达情况:心(77.96±15.78) %、脾(84.06±3.60) %、肾(42.49±19.79) %、骨髓(52.02±18.78) %。昆明雌鼠与雄性嵌合鼠杂交1代(F1)毛色表型分析显示该株ES细胞具有生殖系嵌合能力。     

绿色荧光蛋白嵌合体小鼠的建立和鉴定

为研究嵌合体动物中供体胚胎干细胞 (ES)在宿主胚胎发育中的走向和定位 ,同时探讨绿色荧光蛋白(GFP)基因作为报告基因在转基因动物制作中的应用价值 ,本研究将pEGFP N1基因导入小鼠ES D3 细胞系 ,得到稳定表达GFP的胚胎干细胞亚系ES D3 GFP ,通过对昆明小鼠的囊胚腔注射 ,获得了 4只表达绿色荧光蛋白的嵌合体小鼠。其中 1只存活至成年 ,3只出生时死亡。荧光显像及组织PCR检测显示了绿色荧光蛋白在小鼠体内的嵌合情况。以绿色荧光为指标可实现活体水平的动态观察 ,本实验首次观察到以GFP为指标所示的机体嵌合情况与根据毛色嵌合推测的机体嵌合情况存在很大差异 ,以GFP为嵌合指标更加全面而准确 ;但不排除GFP对小鼠发育存在一定毒性的可能 ;另外 ,有结果显示供体ES细胞在宿主体内除了大片补丁状嵌合外 ,还存在细胞散在嵌合的情况 ,后者提示了在组织中利用GFP对ES细胞实施单细胞追踪和实时观察的可行性 ,为胚胎发育和疾病发生的相关研究提供了新的观察方法     

通过显微注射法构建ES细胞(MESPU 13)嵌合小鼠

为了研究一个新建的小鼠胚胎干细胞系(ES细胞系)MESPU 13,我们将ES细胞显微注射到C57BL/6J小鼠的囊胚中构建嵌合鼠。在注射了2-9个ES细胞的136个囊胚中,127个囊胚(93%)经过3个小时的培养后重新出现囊胚腔。当把119个恢复的囊胚移植到假孕雌鼠的子宫内时,获得63只(52.9%)出生鼠。在59只存活到可以判断毛色阶段的小鼠中,有21只(35.6%)被判定为嵌合鼠。显示了该ES细胞系具有较高的嵌合能力。     

BALB／c小鼠胚胎干细胞系的建立及其嵌合体小鼠的获得

目的：建立BALB/c小鼠胚胎干细胞系,并用于制作嵌合体小鼠。方法：从BALB／c小鼠囊胚内分离培养内细胞团块。建系后,进行C57BL／6L小鼠受体囊胚腔注射,制作嵌合体小鼠,结果：建立了我国第一株BALB／c小鼠胚胎干细胞系,该细胞系具有典型的ES细胞形态,碱性磷酸酶强阳性,核型正常以及具有分化为三种胚层组织的能力,并已产生5只嵌合体小鼠,结论：建立的BALB／c小鼠胚胎干细胞系具有胚胎干细胞的各种特点,可用于体内外诱导分化研究,在进一步观察生殖系嵌合情况后,决定是否可应用于基因打靶等转基因动物的制作。     

品系对小鼠胚胎干细胞分离效率的影响

为了充分利用小鼠胚胎干(ES)细胞,就必须从众多小鼠品系中分离ES细胞系。本研究通过传统的成纤维细胞饲养层法,从CD-1、129/Sv、C57BL/6J和129/Sv×C57BL/6J四种不同遗传背景的小鼠中分离得到12个ES细胞系,而从KM小鼠没有得到ES细胞系。所有的ES细胞系都具有典型的ES细胞特征,AKP染色呈阳性。从四种不同遗传背景的ES细胞系得到了包含多种组织的畸胎瘤;与桑椹胚聚合后,都得到了生殖系嵌合体。结果表明:品系对小鼠ES细胞的分离有显著影响,利用129小鼠以及包含129小鼠遗传背景的杂交小鼠都较容易分离ES细胞,由ES细胞得到生殖系嵌合体的效率在不同品系间有显著差异,从杂交ES细胞比近交ES细胞中更容易得到生殖系嵌合体。     

远交系小鼠胚胎干细胞系的建立及嵌合鼠的获得

ES细胞（Embryonic Stcm Cells)是来源小鼠早期胚胎的多潜能干细胞,它可以在体外大量培养,并以单细胞的形式注射到早期胚胎里,发育为嵌合体,到目前为止,通常使用的129小鼠品系是来源于近交系（inbrcd)小鼠的胚胎。与之相比,远交系小鼠应当具有较强的生命力和抗病能力。曾有人报道过建成了远交系小鼠胚胎干细胞系,但是尚没有见到获得嵌合鼠的报道。有人甚至认为：由于不同品系小鼠所具有的遗传背景不同,有的小鼠不能建成ES细胞系。最近,本实验室在这方面做了有益的探索,成功地建成了远交系小鼠胚胎干细胞系,并在这里报导首例用远交小鼠胚胎干细胞系培育成功嵌合体小鼠。采用源于Swiss小鼠远交群的昆明（KM）品系小鼠囊胚建成了三个小鼠胚胎干细胞系（KE1,KE2,KE5)。核型正常率均达到70％以上。自第八代起分批存。复苏后,培养至第12代,消化成单细胞,通过囊胚显微注射,将其注射到615品系小鼠胚胎。在幸存的幼鼠中获得了一只来源于KE1细胞的嵌合鼠（Table1)。其毛色表现为受体鼠（615）的白色中嵌合有供体鼠（KM)黑褐色（Platc I-A）。嵌合鼠与受体鼠的杂交后代鼠中仍然出现了受体鼠的毛色类型（PlateI-B)。证明：ES细胞能嵌合到生殖腺并形成具有正常功能的配子,从而产生种系嵌合鼠。     

源于129S1品系的小鼠胚胎干细胞系的建立及其生物学特性分析

从129S1小鼠早期胚胎的内细胞团分离、培养类胚胎样细胞,经反复传代,成功地建立了129S1小鼠胚胎干细胞系,命名为NM-2细胞系。形态学鉴定具有胚胎干细胞的典型形态特征,正常核型率为80％;呈碱性磷酸酶阳性、表达胚胎干细胞特异性转录因子OCT-4;体内分化后可形成源于三胚层的组织结构;经囊胚腔显微注射后所获得的子代个体中79％具有毛色嵌合表型;雄性嵌合个体中31％发生生殖腺嵌合;同时,通过育种观察到所有生殖腺嵌合体的子代小鼠表型正常。以上结果证实NM-2细胞系为一株具高生殖腺嵌合能力的小鼠胚胎干细胞系。     

绿色荧光小鼠胚胎干细胞的分离与培养

目的:建立绿色荧光小鼠胚胎干细胞系.方法:以ICR及GFP转基因小鼠为实验动物,冲取交配后3.5天小鼠GFW-/+囊胚,去透明带后进行完全培养,以13.5天鼠胚胎成纤维细胞(MEF)为饲养层,并对细胞克隆用亚克隆的方法分离扩大培养.结果:获得了边缘清晰,表面平滑,结构致密,隆起生长的鸟巢状克隆,碱性磷酸酶染色呈强阳性,干细胞特异性的多能因子OCT4及Nanog表达呈阳性,且能稳定表达绿色荧光的雄性干细胞系.结论:本文为小鼠ES细胞系的建立提供了一种稳定而可靠的方法.     

提高利用C57BL/6胚胎干细胞系制作基因打靶小鼠效率的研究

为了提高通过C57BL/6(B6)胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES cells)获得基因打靶小鼠的效率,该研究利用经过体外和体内多能性验证的C57BL/6 ES细胞系B6-1-6,开展了37组平行的制作基因打靶小鼠的实验。首先,对不同的囊胚获取的方式进行对比;其次,统计37组实验中的嵌合鼠表观嵌合度与种系遗传效率,并对二者相关性进行分析。对于BALB/c小鼠,自然排卵相较于激素超排能够得到更多囊胚(2.91个囊胚/只vs 0.82个囊胚/只);对于最佳注射个数的探索,利用C57BL/6 ES细胞系B6-1-6进行基因修饰并注射囊胚,注射65~97个胚胎获得阳性打靶动物的可能性为95%;嵌合鼠毛色嵌合率与种系遗传率有一定相关性(r=0.316,P=0.057),而嵌合鼠眼睛颜色与种系遗传效率显著正相关(r=0.328,P0.05)。该研究探索了用于C57BL/6 ES细胞注射的BALB/c囊胚获取方式的优化和最佳的注射数量,以及嵌合鼠表观嵌合度与种系遗传效率相关性等方面,以期为相关的研究提供有益的参考。     

四倍体补偿技术的建立及其应用

常规基因剔除小鼠的获得主要是利用ES细胞的全能性先获得嵌合体小鼠,再利用:ES细胞的生殖系传递能力,通过嵌合体与野生型小鼠的交配获得杂合子小鼠.而四倍体补偿技术则可绕过嵌合体小鼠阶段,直接获得基因修饰杂合子小鼠.利用电融合技术和Piezoelectric microinjecfion显微注射技术建立了四倍体补偿技术,小鼠四倍体胚胎的获得率(电融合率)为(93.01±l.37)%,经体外培养囊胚形成率为(82.49±2.08)%.通过显微注射方法将2种129品系小鼠来源的ES细胞(CJ7和SCR012)注射到四倍体囊胚腔中,获得了完全ES细胞来源的小鼠,ES鼠的获得率分别为2.7%和8.3%.经微卫星DNA检测,成体小鼠的10个被检测组织均为129小鼠来源的.同时,也利用基因修饰的ES细胞进行了研究,获得了2种基因修饰的完全ES细胞来源的杂合子小鼠,部分小鼠具有繁殖能力,经繁育已获得了纯合子,其中凝血因子Ⅷ基因敲除小鼠获得了预期的血友病小鼠表型.上述结果说明四倍体补偿技术可应用于基因修饰小鼠的制备.     

利用基因诱捕技术进行小鼠基因剔除的初步研究

对利用基因诱捕技术进行小鼠基因剔除做了初步的探索,为进一步应用该技术进行小鼠基因功能研究奠定了基础.利用基因诱捕载体转染小鼠ES细胞,获得了36株neo基因单拷贝整合的诱捕ES细胞,其中14株细胞表达有活性的β半乳糖苷酶.将3株诱捕ES细胞分别经显微注射引入到受体囊胚中,再植入假孕母鼠的子宫中使其发育成小鼠.两株细胞得到了程度不同的嵌合体小鼠,其中一株诱捕ES细胞整合至生殖系.利用质粒拯救实验获得了诱捕载体整合位点附近的基因组序列,通过序列比对发现被诱捕的基因可能是一个新基因.X-gal染色结果显示,该基因的表达局限于小鼠腹部及肢芽的部位.     

遗传修饰小鼠胚胎干细胞种系嵌合体小鼠的研制

利用显微注射的方法,分别将三株不同类型的经过遗传修饰的中靶ES细胞注射到C57BL/6J小鼠的囊胚中,通过胚胎移植将注射后的囊胚引入受体小鼠子宫中,分别获得了不同整合度的嵌合体小鼠,将高碳合度小鼠与C57BL/6J小鼠杂交,对这些仔鼠进行PCR及Southern鉴定的结果表明,三株修饰后的ES细胞均能整合入生殖系,得到了棕褐色子代鼠,表明获得了种系嵌合体小鼠。     

绿色荧光蛋白基因在转基因小鼠体内的表达

建立绿色荧光蛋白（GFP）转基因小鼠,继而传代建系。采用显微注射法,将GFP基因注入FVB／NJ小鼠受精卵原核内,获得子代鼠。分娩后3周剪取仔鼠尾,提取基因组DNA,应用PCR、Southern印迹技术进行整合检测。结共用雌性小鼠200只,注射受精卵1586枚,移植卵数386枚,受体鼠32只,怀孕鼠4只,子代鼠18只,有4只为阳性：取2只首建鼠的胚胎,在荧光显微镜下观察GFP表达明显,表明初步获得了转绿色荧光蛋白基因小鼠,     

远交系小鼠胚胎干细胞系的建立及嵌合鼠的获得

ＥＳ细胞（ＥｍｂｒｙｏｎｉｃＳｔｅｍＣｅｌｌｓ）是来源于小鼠早期胚胎的多潜能干细胞,它可以在体外大量培养。并以单细胞的形式注射到早期胚胎里,发育为嵌合体。到目前为止,通常使用的１２９小鼠品系是来源于近交系（ｉｎｂｒｅｄ）小鼠的胚胎．与之相比,远交系小鼠应当具有较强的生命力和抗病能力。曾有人报道过建成了远交系小鼠胚胎干细胞系,但是尚没有见到获得嵌合鼠的报道。有人甚至认为：由于不同品系小鼠所具有的遗传背景不同,有的小鼠不能建成ＥＳ细胞系。最近,本实验室在这方面做了有益的探索,成功地建成了远交系小鼠胚胎干细胞系,并在这里报导首例用远交系小鼠胚胎干细胞系培育成功嵌合体小鼠。采用源于Ｓｗｉｓｓ小鼠远交群的昆明（ＫＭ）品系小鼠囊胚建成了三个小鼠胚胎干细胞系（ＫＥ１．ＫＥ２．ＫＥ５）。核型正常率均达到７０％以上。自第八代起分批冻存,复苏后,培养至第１２代,消化成单细胞,通过囊胚显微注射,将其注射到６１５品系小鼠胚胎。在幸存的幼鼠中获得了一只来源于ＫＥ１细胞的嵌合鼠（Ｔａｂｌｅ１）．其毛色表现为受体鼠（６１５）的白色中嵌合有供体鼠（ＫＭ）的黑褐色（ＰｌａｔｅＩ－Ａ）．嵌合鼠与受体鼠的杂交后代鼠中仍然出现了受体鼠的毛色类型（     

具高效种系嵌合能力的C57BL／6J 小鼠ES细胞系的建立

采用小鼠原代成纤维细胞作为饲养层,在含1×103单位白血病抑制因子（LIF）的DMEM高糖培养基中,建成了11个C57BL／6J小鼠的ES细胞系,成系率为9．6％。所建的11个ES细胞系中有5个核型正常率大于70％。这些细胞具早期胚胎细胞的特征,呈碱性磷酸酶阳性,具表达0014基因的特性5进行体内分化实验时能发生广泛的分化。通过嵌合体制作实验证明其中3个系具嵌合能力,并从中筛选出具高效种系嵌合能力的MESPU35细胞系,MESPU35细胞的克隆能达到种系传递,经过基因操作的细胞克隆,也保留了高效的嵌合能力。因此,MESPU35细胞可作为制作突变小鼠的有效载体。     

同种异体宫内移植小鼠嵌合模型的建立

干细胞宫内移植是一种很有前途的产前治疗方式。为深入研究干细胞移植后的细胞行为,采用宫内移植的方法建立同种异体的嵌合小鼠模型。将雄鼠骨髓单核细胞宫内注射到胎鼠腹腔,在受体鼠出生后检测雌性受体鼠外周血细胞。应用PCR检测外周血是否存在雄性鼠的DNA,并采用定量PCR技术确定其嵌合量;同时用荧光原位杂交（FISH）技术直观观察外周血中雄性来源的细胞。结果表明：共获得4只阳性外周血嵌合小鼠,其中3只稳定嵌合达到6个月以上。应用宫内移植成功建立了外周血中存在异源细胞的小鼠嵌合模型。     

EGFP-Luc-Hepa1-6细胞系的构建及其在小鼠肝癌模型中的应用

目的:构建带有增强型绿色荧光蛋白EGFP及荧光素酶luciferase的真核表达载体p CMVLuciferase-IRES2-EGFP,对肝癌细胞系Hepa1-6转染后进行稳定筛选,并将表达该载体的细胞系应用于小鼠原位肝癌模型构建,以对小鼠肝癌细胞进行稳定标记与活体示踪。方法:对p GL3-Basic质粒进行Xba I酶切、Klenow片段补平黏端、Xho I酶切获得luciferase小片段,与Xho I/Sma I酶切p IRES2-EGFP质粒获得的载体大片段连接,获得重组质粒p CMV-Luciferase-IRES2-EGFP。酶切鉴定、测序比对确认序列完全正确后,以重组载体转染Hepa1-6细胞进行稳定筛选,以荧光显微镜观察EGFP表达,报告基因实验与LuminaⅡ成像系统检测荧光素酶活性。确认该细胞系中的质粒得到表达后,以该细胞系进行C57BL/6小鼠肝脏原位接种构建肝癌模型,以LuminaⅡ成像系统连续活体监测肝癌的生长,取离体的肝癌组织制备石蜡切片(HE染色)和冰冻切片(免疫荧光染色)分别观察离体肿瘤组织病理学特征及其中肝癌细胞绿色荧光蛋白表达情况。结果:成功构建表达p CMV-Luciferase-IRES2-EGFP载体的Hepa1-6细胞系(EGFP-Luc-Hepa1-6),并以该细胞系成功构建C57BL/6小鼠原位肝癌模型,实现小鼠肝癌细胞的活体示踪与体外标记。结论:成功构建EGFP-Luc-Hepa1-6细胞系,且以此细胞系构建的小鼠原位肝癌模型可以同时实现小鼠肝癌生长的连续活体监测与离体组织检测。     

小鼠类胚胎干细胞分离培养及用于制作嵌合体小鼠的实验研究

目的探讨分离小鼠囊胚内细胞群类胚胎干细胞及用于制作嵌合体小鼠的方法及应用价值。方法分离3.5d小鼠囊胚内细胞群的类胚胎干细胞作为供体细胞,通过显微注射方法将分离的类胚胎干细胞注射到供体小鼠的囊胚腔中,再将注射后的囊胚移植到假孕雌鼠的子宫中制作嵌合体小鼠。结果分离36枚囊胚的内细胞群类胚胎干细胞,注射256只昆明小鼠囊胚中,移植32只假孕雌鼠子宫中,获产崽2窝,共12只,其中2只获毛色嵌合体小鼠。结论采用该技术分离所获得的类胚胎干细胞作为供体细胞制作嵌合体小鼠获得成功,该方法为ES细胞介导的转基因动物制作增添了一条新的途径,在同种不同品系的动物改良及遗传病基因治疗中有一定的应用价值,尤其是对未能建立ES细胞系的大动物的遗传工程操作具有一定意义。     

建立对未分化细胞特异性标记的小鼠胚胎干细胞系

构建pRex-1-EGFP表达载体,电穿孔转染小鼠ES细胞,用增强绿色荧光蛋白对起源于3．5d胚泡内细胞团的小鼠胚胎干细胞进行特异性标记,用荧光显微观察EGFP的表达以及RT-PCR方法检测Rex-1基因在未分化和分化中ES细胞中的表达情况。结果显示,EGFP基因成功转入小鼠ES细胞,并在未分化的ES细胞中高效表达;细胞开始分化后,EGFP的表达开始下降。由Rex-1基因启动子控制下的EGFP稳定表达的小鼠ES细胞系,对哺乳动物早期发育过程的研究以及对筛选能够调节上述过程的小分子化合物具有重要意义。     

抗p185~(erbB2)人鼠嵌合抗体ChAb26转基因小鼠乳腺生物反应器的制备与验证

目的:构建抗p185~(erbB2)人鼠嵌合抗体ChAb26转基因动物乳腺特异性表达载体并制备和验证抗p185~(erbB2)人鼠嵌合抗体ChAb26转基因小鼠乳腺生物反应器模型。方法:利用PCR法扩增出抗人p185~(erbB2)人鼠嵌合抗体ChAb26的重链基因H和轻链基因L,然后分别将嵌合抗体重链基因H和嵌合抗体轻链基因L连接到乳腺特异性表达质粒pBC1,从而构建抗p185~(erbB2)人鼠嵌合抗体ChAb26转基因动物乳腺特异性表达载体pBC1-H和pBC1-L。分别将抗p185~(erbB2)人鼠嵌合抗体ChAb26乳腺特异表达载体pBC1-H和pBC1-L线性化,然后使用原核显微共注射法获得8只转基因FVB小鼠,通过鼠尾直接PCR鉴定其转基因阳性。通过RT-PCR、荧光定量PCR鉴定转基因小鼠乳腺组织中抗p185~(erbB2)人鼠嵌合抗体ChAb26的mRNA表达。使用小鼠乳汁采集器收集其乳汁并通过Western blot和夹心ELISA等实验鉴定抗p185~(erbB2)人鼠嵌合抗体ChAb26是否获得表达。结果:经测序验证,抗p185~(erbB2)人鼠嵌合抗体ChAb26的嵌合重链基因H和嵌合轻链基因L分别与乳腺特异表达质粒pBC1正确正向连接。鼠尾直接PCR结果显示所获8只转基因FVB小鼠均为转基因双阳性小鼠,且抗p185~(erbB2)人鼠嵌合抗体ChAb26的重链基因H和轻链基因L在它们的后代中稳定遗传,它们的后代中转基因小鼠双阳性率约为30%; RT-PCR和荧光定量PCR的结果显示,转基因双阳性小鼠及其双阳性后代的乳腺组织中存在抗p185~(erbB2)人鼠嵌合抗体ChAb26的mRNA表达; Western blot和ELISA等实验结果显示,转基因双阳性小鼠乳汁中存在抗p185~(erbB2)人鼠嵌合抗体ChAb26的蛋白质表达,而且抗p185~(erbB2)人鼠嵌合抗体ChAb26与羊抗人κ链抗体和羊抗人Ig G Fc-HRP抗体均能特异性结合。结论:成功构建抗p185~(erbB2)人鼠嵌合抗体ChAb26转基因动物乳腺特异性表达载体pBC1-H和pBC1-L和制备了抗p185~(erbB2)人鼠嵌合抗体ChAb26转基因小鼠乳腺生物反应器模型,为今后抗p185~(erbB2)人鼠嵌合抗体ChAb26转基因牛乳腺生物反应器的研究奠定了理论和技术基础。