显微注射法制备遗传工程小鼠模型的研究

遗传工程小鼠模型是基因功能、人类疾病发病机制及新药研究开发的最重要的模式生物之一。在建立遗传工程小鼠模型的众多方法中,显微注射法是目前国际上公认的制备转基因及基因剔除动物模型的首选。在进行了大量显微注射工作后,简要介绍建立遗传工程小鼠模型的基本技术与方法,并对在显微操作过程中较为关键的因素进行一些分析和讨论。     

狨猴生殖工程与基因修饰研究进展

人类疾病相关基因修饰动物模型已成为研究人类疾病分子机理和治疗靶点的重要途径和材料.狨猴是最小型实验灵长类动物,其体型小、繁殖快、遗传进化及生理生化方面与人类接近,是人类疾病动物模型研究的理想实验动物之一.因此,利用高效的生殖工程技术和基因编辑技术创制基因修饰狨猴具有巨大的生物医药价值.本文就狨猴生殖工程技术和基因修饰进行综述,旨在开拓人类疾病动物模型,推动疾病机理和新药创制的突破性发展.     

借助慢病毒将EGFP基因导入西藏小型猪胎儿成纤维细胞

目的借助慢病毒将EGFP基因导入西藏小型猪胎儿成纤维细胞（porcine embryonic fibroblasts,PEFs）,以基于PEFs建立慢病毒介导的外源基因体外投递系统。方法取35d西藏小型猪胚胎,酶消化法分离培养西藏小型猪的PEFs;按Invitrogen公司推荐的标准程序进行慢病毒（携带EGFP基因）包装（脂质体介导的瞬时转染）,随后用病毒上清感染PEFs,24～48h后荧光显微镜下观察是否见绿色荧光以证实慢病毒是否成功生产和成功感染PEFs。结果成功分离培养西藏小型猪的PEFs,按标准程序生产的携带EGFP基因慢病毒高效率感染西藏小型猪的PEFs。结论针对西藏小型猪的PEFs建立了相应的慢病毒介导的外源基因体外投递系统,为相关后续研究打下了良好基础。     

灵长类动物的基因定向修饰——记运用CRISPR/Cas9技术获得基因定向敲除食蟹猴

早在2001年1月,美国科学家在Science上报道了世界上第一只转基因恒河猴,他们利用慢病毒转染法成功地将绿色荧光蛋白(GFP)转入恒河猴早期胚胎,并通过胚胎移植获得了GFP整合和表达的转基因猴ANDi,这是转基因技术在非人灵长类上的首次成功尝试。2008年,Shang-Hsun Yang等人成功构建出了亨廷顿疾病(HD)的转基因恒河猴模型,作者将84个CAG重复序列连接到人HTT基因第一个外显子上,并将其包装成高滴度的慢病毒粒子(滴度109 PFU/mL)后,在卵母细胞带下注射病毒后再进行单精注射受精和胚胎移植,成功得到了第一个转基因非人灵长类疾病模型。然而,通过慢病毒介导的方式产生的转基因动物,外源基因的随机插入使得它的表达和功能的实现具有一定的不确定性。在灵长类动物中,由于技术限制无法通过与大小鼠同样的技术路线获得精确基因修饰的动物。以TANLENs、CRISPR/Cas9技术为代表的人工核酸酶介导的基因组编辑技术的诞生,使得在灵长类动物中实现精确基因修饰成为可能。季维智研究员团队与南京医科大学沙家豪教授和南京大学黄行许教授团队密切合作,成功运用Crispr/Cas9技术获得了世界上首例基因定向敲除食蟹猴,证实了CRISPR/Cas9系统可以在灵长类动物中很好地工作,并产生活体动物。这为灵长类疾病动物模型的发展奠定了良好的基础。     

SARS-CoV动物模型研究之中国现状

目的综合对比SARS-CoV感染的恒河猴、布氏田鼠及Lewis大鼠的病理学、免疫学以及病毒的复制与外排情况的变化,来探讨此三种动物在建立SARS模型上的特点。方法SARS病毒感染8只恒河猴、9只Lewis大鼠和20只布氏田鼠,在感染后不同时间安乐死动物,应用光镜对动物的各脏器进行病理观察研究;用病毒分离和RT-PCR方法检测病毒外排与复制的情况;用ELISA法检测动物产生特异性抗体情况。结果在SARS-CoV感染恒河猴、Lewis大鼠和布氏田鼠后,肺组织均出现一定的与人类SARS疾病相似的病理改变,在动物体内均可检测到活病毒或病毒核酸,并可检测到特异性IgG抗体的存在。在病死率上布氏田鼠最高;在病毒的复制与外排方面恒河猴的检出率最高,持续时间最长;在抗体产生情况上恒河猴与Lewis大鼠基本相似;在病理变化上恒河猴病变最重且最为复杂,与人类SARS疾病的病理变化最为接近。结论布氏田鼠,Lewis大鼠,特别是恒河猴动物模型可以用于SARS发病机制、疫苗和药物的研发,恒河猴动物模型是目前研究SARS疾病最理想的动物模型。     

亚热带气候环境下西藏小型猪部分血液生理生化指标的比较

目的比较研究西藏小型猪在亚热带气候环境下的部分血液生理生化指标。方法常规方法测定原代和F1代西藏小型猪血液的9项生理和9项生化指标,比较两代之间以及雌、雄之间的不同,并与其他实验动物及人类的同类指标进行对比分析。结果在生化指标中,原代雌雄之间AST差异显著;F1代雌雄之间TG、ALB有差异,BUN、CHOL有显著性差异。在生理指标中,原代雌、雄间无差异,F1代雌雄间MONO有显著性差异。结论西藏小型猪已经基本适应亚热带地区的环境。与其他实验动物相比西藏小型猪许多生理生化指标更接近人类,非常适合替代犬、猴用于生物医学研究。     

通过CRISPR/Cas9和TALENs介导的基因打靶技术获得基因修饰的猴模型

<正>1研究背景灵长类动物,如猕猴和食蟹猴,在遗传和生理特性上与人类具有很高的相似性,是研究人类疾病、发育和临床前治疗等方面最为理想、有时甚至是唯一的实验动物[1]。通过遗传修饰的方法获得灵长类动物模型对探讨疾病的致病机理和治疗有重大的意义,因此科学家一直在努力构建理想的灵长类动物模型。来自美国、日本和中国的科学家们先后获得了利用逆转录病毒或慢病毒介导的转基因猴[2-5],但这些通过外源基因的随机插入和过量表达来实现对基因组的修饰,无法对确定的目的基因进行修饰和控制,所获得的动物模型具有一定的局限性和不确定性。最近发展起来的锌指核酸酶(zinc-finger nucleases,ZFNs)、转录激活因子样     

广西巴马小型猪转基因克隆胚胎的体外生产

广西巴马小型猪是一种原产于广西巴马县的小型猪品种,非常适于实验动物化,进行广西巴马小型猪的基因修饰研究,可以显著提升其在生物医学研究中的利用价值。当前最有效的构建转基因猪方法是体细胞核移植,但因用于体细胞核移植生物供体细胞在经受转基因操作后活性显著下降,从而制约了转基因克隆猪的生产效率。Xfect polymer是一种新型转染试剂,具有细胞毒性低和操作简便等优点,已被证明适用于多种真核细胞的转基因操作。本研究旨在利用体细胞核移植技术来检验经Xfect polymer转染制备的广西巴马小型猪转基因体细胞,可否支持猪克隆胚胎完全的体外发育的能力,以期为将来生产模拟人类疾病的转基因克隆广西巴马小型猪奠定基础。     

第三代慢病毒高效率包装系统的建立

慢病毒介导法是最有前途的转基因动物生产方法之一,高滴度慢病毒颗粒的包装是慢病毒转基因动物技术的关键.本研究应用含有增强型绿色荧光蛋白基因(eGFP)的第3代慢病毒载体系统,用脂质体转染法将慢病毒系统4质粒共转染293T包装细胞,培养48～72 h收集病毒上清液,通过超速离心进行浓缩,采用批量快速测定法(LaSRT)测定病毒滴度.结果显示,用脂质体转染法包装的慢病毒能成功地感染293T细胞,经检测病毒滴度达到5×108IU/mL以上,初步建成了高滴度慢病毒包装平台,为慢病毒介导制作转基因动物奠定了良好的研究基础.     

转基因动物的发展前景

随着新技术的发展和对基因功能的了解,转基因技术获得了更加广泛的应用。基因治疗载体慢病毒载体、精子介导基因转移(SMGT)和睾丸介导基因转移(TMGT)等方法的发展和完善,可能会取代传统的显微注射技术。用于细胞基因调控研究的RNA干涉技术和基因诱导表达方法,现在移植到了转基因动物中,并获得了理想结果。本展望了转基因技术在基因调控、制备生物反应器和改良畜牧动物等方面的应用和发展前景。     

封面说明

<正>实验动物在人类疾病研究中发挥着重要作用。与啮齿类动物相比,小型猪在解剖、生理学和免疫学特征与人类更为相似,是人类比较医学中更适合的实验动物材料.在TALENs和手工克隆技术的结合,以其效率高、成本低、高通量等优点。     

用慢病毒载体制备转基因动物的研究进展

慢病毒是逆转录病毒的一种 ,具有逆转录病毒的基本结构 ,但也有不同于逆转录病毒的组份和特性 ,作为基因治疗载体发展起来 ,最近已用于转基因动物制备。慢病毒像其它逆转录病毒一样 ,其基因组经逆转录后能整合在宿主DNA上 ;由于病毒载体经改构后 ,不在宿主细胞增殖 ,不会导致寄主细胞的死亡 ,被它感染的或转化的动物细胞能够连续传代 ;这种载体的最大优势是能感染静止细胞和不产生嵌合体动物。详细介绍了慢病毒载体构建原理、近年慢病毒载体在转基因动物制备方法和应用研究的新进展。     

小型猪在医学研究领域的应用进展

随着对小型猪研究的不断深入,其作为人类疾病模型的优势越来越明显,在生物医学研究中的应用数量也越来越多。但是,小型猪在我国的应用时间不长,实验操作上有一定难度,影响了小型猪应用的推广。解放军总医院医学实验动物中心在国家＂十五＂科技攻关项目的支持下建设了小型猪实验应用的基本条件,探索形成了一套实用的小型猪基本实验操作技术。于2008年5月15日至17日在北京与中国实验动物学会联合举办了-小型猪在医学研究中的应用培训班,来自全国从事实验动物学、临床医学、基础医学、畜牧兽医等相关专业工作的50余人参加了培训。本次培训目的旨在普及推广小型猪在医学研究中的应用,发挥我国小型猪品种资源优势,促进交流和合作,推动原创性研究。会议内容涉及我国小型猪的应用进展、小型猪在毒理学研究、口腔医学研究异种移植、人类疾病的小型猪模型及小型猪实验操作等方面。应广大读者要求,征得作者同意,本刊陆续刊出,以飨读者。     

转基因动物新技术研究进展

转基因技术经过数十年的发展日渐成熟,并推动转基因技术研究进入一个新的发展阶段。文章综述了体细胞核移植技术、慢病毒载体法、转座子介导的基因转移法、RNA干扰介导的基因敲除法和锌指核酸酶-基因打靶技术等近年发展起来的方法。而近来诱导多能干细胞(iPS细胞)的成功为尚未获得ES细胞的大动物建立多能干细胞系提供了一种新的方案,为转基因动物研究开创一片更广阔的天地。文章在前人研究的基础上重点总结了以上各种转基因技术的最新研究动态并对各种转基因技术的特点进行了探讨。     

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。     

小型猪在肾脏疾病研究中的应用

随着对小型猪研究的不断深入,其作为人类疾病模型的优势日益明显,在生物医学研究中的应用也日趋增多。比较解剖学和生理学研究表明,小型猪的诸多生物学特性均与人类极为相似,尤其在肾脏的解剖和功能方面几乎是人类的复制品,使其在复制肾脏疾病模型,研究疾病发病机制和评估治疗策略等中具有无可替代的作用。本文将综述小型猪作为疾病动物模型在肾脏疾病研究中的应用。     

转基因RNAi技术在动物抗病毒育种中的应用

病毒对动物和人类健康都是极大的威胁,抗病毒疫苗虽然能在一定程度上预防病毒病,但目前几乎还不能对变异的传染病进行抗病毒治疗。尽管RNA干扰研究到目前才短短十几年,其作用机理已基本清楚。RNAi能够非常有效的抑制病毒体内复制,其介导的抗病转基因动物的研究相继取得了阶段性进展,抗疯牛病转基因羊和牛,抗内源性逆转录病毒猪以及抗核型多角体病毒病的转基因家蚕已经成功获得。尽管如此,目前的研究主要还是集中在细胞水平及小鼠模型方面,获得的转基因动物种类和数量有限,但为培育动物抗病毒品种提供了理论依据和技术支撑。随着转基因技术的不断的进步和成熟, RNA干扰技术将成为动物抗病毒育种中最有应用前景的方法之一。     

阿尔茨海默病转基因小鼠的特点和应用

建立动物模型的目的是在实验动物身上复制人类疾病的模型,用于研究人类疾病的病因、发病、病理变化以及疾病的预防和治疗。目前尚无理想的阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）动物模型,AD实验动物模型的滞后在很大程度上制约了AD治疗药物的筛选。随着AD病因和发病机制研究的不断深入,更完善的AD动物模型也在陆续出现。近年来出现的转基因动物模型属于AD的病因模型,但也不能完整复制出AD的所有特征。最大的缺憾在于缺乏神经原纤维缠结（neurofibrillary tangles,NFTs）和在某些转基因模型中（尤其是单转基因模型）无广泛的神经元丢失。虽然用免疫组化方法检测到tau蛋白,但从未发现成对螺旋纤丝（paired helical filaments,PHF）。     

猪miR-486慢病毒表达载体的构建及鉴定

mi R-486在肌肉生长发育和肌肉疾病的发生中具有重要的功能,本研究旨在构建猪mi R-486慢病毒表达载体,鉴定其在巴马小型猪成纤维细胞中过表达水平,并利用胞质注射生产转基因胚胎,为研究mi R-486在肌肉生长发育中的功能奠定基础。以巴马小型猪基因组DNA为模板,扩增mi R-486前体及部分侧翼序列,利用T4连接酶将其连入p CDH-CMV-MCS-EF1载体,构建LV-mi R-486慢病毒表达载体;在巴马小型猪成纤维细胞中过表达mi R-486并利用Real-time PCR验证其过表达效率,通过胞质注射生产转mi R-486的猪胚胎。双酶切和测序结果证明成功构建了LV-mi R-486重组载体,将慢病毒载体转染巴马小型猪成纤维细胞后mi R-486上调,经胞质注射后在胚胎发育早期和囊胚期均有绿色荧光表达。本研究成功构建了猪mi R-486慢病毒表达载体,在巴马小型猪成纤维细胞中过表达并生产出转mi R-486的阳性胚胎,为后续研究mi R-486的功能奠定基础。     

应用反向PCR克隆慢病毒介导的转基因小鼠整合位点序列

目的：为分析慢病毒介导的转基因小鼠中外源基因整合位点的信息,应用反向PCR克隆整合位点序列。方法：小鼠基因组总DNA酶解和自连接后,针对慢病毒载体的特点在LTR附近设计一组特异的PCR引物,优化半巢式PCR的各种参数,提高整合位点序列克隆的效率。结果：克隆了分别携带绿色荧光蛋白（GFP）和转铁蛋白（TF）基因的慢病毒介导的转基因小鼠家系7只小鼠中10个外源基因整合位点序列。结论：本方法可用于慢病毒介导的转基因小鼠整合位点序列的克隆,为分析整合位点与外源基因表达之间的关系等提供了科学依据。