BPOZ基因剔除小鼠模型的建立

BPOZ是在卵巢癌等肿瘤组织中表达下调的细胞生长抑制基因,建立BPOZ基因剔除小鼠模型,可以为在体研究BPOZ基因的生物学功能及其与肿瘤发生的关系创造条件.运用生物信息学手段确定小鼠BPOZ基因组序列,设计基因剔除策略,构建完成了基因剔除载体XpPNT-BPOZ.以电穿孔方法将基因剔除载体导入ES细胞,用G418和Ganciclovoir进行正负筛选,获得抵抗克隆,PCR和DNA印迹鉴定出正确同源重组的ES细胞克隆.将同源重组的ES细胞注入小鼠囊胚,获得嵌合体小鼠.嵌合体小鼠与C57BL/6J小鼠交配后获得Aguoti毛色的小鼠30只,其中15只为BPOZ基因剔除杂合子小鼠,阳性率为50%.在雌雄杂合子交配的后代中获得纯合子小鼠.初步的表型观察发现BPOZ基因剔除小鼠发育正常,有繁殖能力,进一步的表型分析工作正在进行之中.     

基因敲除小鼠技术的研究进展

基因敲除小鼠技术的建立和发展使得人们为研究基因的功能和寻找新的治疗人类疾病的靶点提供了强有力的支持。基因打靶和基因捕获是两种通过胚胎干细胞(Embryonicstemcell,ESC)构建基因敲除小鼠的技术。基因打靶通过同源重组替换内源基因从而敲除目的基因,而基因捕获则有启动子捕获和polyA捕获两种方法对目的基因进行敲除。近年来,有许多新的基因敲除技术不断被开发出来,包括Cre/loxP系统、CRISP/Cas9系统以及最新的ZFN技术和TAILEN技术,都有望取代传统基因敲除手段。文中简要阐述了如今新出现的几种基因敲除小鼠技术。     

人生长激素基因在小鼠细胞中的调节表达

我们已经提过,在人生长激素基因周围是否存在着一些序列,它们使生长激素基因可以被糖皮质激素所诱导。用同转化法将含有人生长激素基因的重纽克隆引入鼠成纤维细胞染色体,在有糖皮质激素存在下,同转化体可被诱导出8到5倍的人生长激素mRNA,对人生长激素蛋白的分泌也有相似的诱导。诱导所需的DNA序列位于DNA5’端,有500个核苷酸。把该DNA6’端片段融合到一个非激素敏感基因的结构基因中,例如胸苷激酶,可使该基因对糖皮质激素的诱导产生反应。     

小鼠受精抗原1基因与人类同源基因的关系

参照已报道小鼠受精抗原1（FA1）基因序列设计引物,运用PCR和PCR产物克隆测序等方法,对人受精抗原1（hFAI)基因进行了克隆,并对两进行了比较,结果显示：（1）已报道的小鼠FA1基因序列在其可读框内可能存在两处错误。（2）人OTK27基因可能与小鼠FA1基因同源,即OTK27基因就是人hFA1基因,或FA1基因就是小鼠otk27基因。     

小鼠SOX基因的扩增及序列分析

用特异扩增人SRY基因保守区的一对引物研究了小鼠雌性和雄性个体基因组中的SRY盒基因 ,结果表明 ,该引物可以在小鼠雌雄个体中扩增出一条 2 3 5bp的带。经序列分析 ,雌雄之间没有差异 ,且与已知的人SRY基因的HMG box区及小鼠和家兔雄性特异的SRY同源基因进行比较 ,同源性均在 60 %以上。本文结果支持SOX基因在进化上十分保守的结论。     

小鼠新基因Ayu17-449的克隆及表达分析

在利用PU8捕获载体从小鼠ES细胞中寻找有关对发育起重要作用基因时,一阳性ES克隆编号为Ayu17-449被捕获,经过Southern blotting法证实捕获载体单一整合在Ayu17-449号ES细胞的基因组中。通过用5＇RACE法得到所捕获基因的一小段cDNA,在EST数据库中比对,得到一5523bp cDNA序列,在Celera数据库中它包含于两个相邻基因,根据这两个基因的mRNA设立了一系列的引物进行RT-PCR和测序,用这两个基因的不同片段分别作探针进行Northern blotting分析,确定这是一个RNA约9kb并编码1920个氨基酸的新基因（定名为Ayu17-449基因,其cDNA序列和编码蛋白序列发表在NCBI数据库,编号为DQ079067）。Northern blotting揭示Ayu17-449基因高度表达在小鼠的脑、肾脏、心脏、肺、肌肉和胃等组织。PU8捕获载体具有X-gal报告基因,能从蛋白表达水平揭示它所捕获的基因的表达模式。X-gal染色结果显示,Ayu17-449蛋白高度表达在小鼠的脑、肾脏、心脏等组织,与Northern blotting法的结果高度一致。X-gal染色切片结果进一步证明Ayu17-449蛋白主要表达在脑的神经细胞和肾脏近曲小管细胞中。Ayu17-449基因的编码蛋白在数据库（Scansite,http：//scansite．mit．edu/）做功能基团分析后,揭示其编码蛋白的N末端含有Granin基团,大量文献证实Granin基团具有参与激素的分泌的功能,显示Ayu17-449基因可能与激素的分泌有关。     

小鼠巢蛋白基因结构及其转录调控元件的初步鉴定

通过筛选小鼠基因组ＢＡＣ文库,得到小鼠巢蛋白基因组２３．３ｋｂ ＤＮＡ序列,其中约１５．３ｋｂ已完成测序。与小鼠ｃＤＮＡ序列比较结果表明,小鼠巢蛋白基因包含３个内含子。与大鼠及人巢蛋白基因相比,小鼠巢蛋白基因中３个内含子的位置及大小均很保守。利用神经发育的体外实验模型,检测小鼠巢蛋白基因第２个内含子对荧光素酶报告基因的调控活性。系列缺失质粒转染细胞显示,小鼠巢蛋白基因第２个内含子对报告基因的转录具     

Adiponectin 基因剔除LacZ基因敲入小鼠模型的建立

adiponectin是脂肪细胞特异分泌的一种活性蛋白质,具有增加胰岛素敏感性、抗炎及抗动脉硬化等活性.建立adiponectin基因剔除β-半乳糖苷酶基因(LacZ)敲入小鼠模型,可为整体动物水平研究adiponectin基因功能及其表达调控机制等提供理想工具.根据生物信息学方法获得adiponectin基因组序列,设计基因剔除及敲入策略,在adiponectin基因第2和第3号外显子剔除的同时,在其ATG和信号肽序列后顺接LacZ基因完整编码序列,构建完成了Adipo-LacZ-XpPNT基因剔除质粒.通过电穿孔将打靶质粒转入ES细胞,以G418和ganciclovir进行药物筛选,获得药物抗性的ES细胞克隆,PCR和DNA印迹鉴定出正确同源重组克隆.将同源重组的ES细胞克隆注入小鼠囊胚得到嵌合体小鼠,嵌合体小鼠与C57BL/6J小鼠交配产生杂合子小鼠,杂合子间交配获得adiponectin基因剔除LacZ基因敲入纯合子小鼠.经RT-PCR、RNA印迹和ELISA检测证实纯合子小鼠脂肪和血清中adiponectin基因表达呈阴性.RT-PCR、RNA印迹及蛋白质印迹检测发现,LacZ基因在突变小鼠脂肪组织中有特异性表达,其表达谱与内源性adiponectin基因的表达谱一致.但在脂肪组织及外周血中未能检测到LacZ活性,且血清中LacZ蛋白亦呈阴性.由此成功建立了adiponectin基因完全灭活及LacZ基因以内源性adiponectin基因表达谱表达的小鼠模型,为进一步研究该基因功能及其表达调控创造了有利条件.     

小鼠Smad3基因的克隆及其在小鼠组织中的表达

采用PCR获得的Smad3cDNA片段作为探针筛选小鼠脑cDNA文库 .克隆了小鼠全长的Smad3基因 .对小鼠Smad3基因的全编码区进行了序列测定 .结果表明 ,小鼠SMAD3与人SMAD3氨基酸同源性高达 99% .与小鼠Smad2基因相比 ,碱基同源性高达 91 8% .Northern杂交显示 ,Smad3基因在小鼠胚胎发育和各成体器官中普遍表达 .原位杂交显示 ,Smad3基因表达在小鼠胚胎期E16 5d的软骨、骨髓和皮肤角质细胞中     

人抗药基因在小鼠ES细胞中的表达及嵌合体小鼠的研究

本文用磷酸钙沉淀法将含人ｍｄｒ１基因表达质粒转染到小鼠胚胎干细胞,得到了四个能稳定地在含有２００ｎｇ／ｍｌ秋水仙素培液中生长传代的细胞克隆。经Ｓｏｕｔｈｅｒｎ印迹杂交及ＲＮＡ印迹杂交证明人ｍｏｄｒ１基因已整合到ＥＳ细胞基因组,并有表达。其中两个克隆杂交信号较强,抗药基因可随秋水仙素深度提高而扩增,表达量也随之增加。用抗该基因编码的ｐ１７０糖蛋白抗体对ＥＳ－ｍｄｒ １细胞作免疫荧光染色,证实ｐ１７０     

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.     

水动力转染基因在小鼠体内的长期高效表达

水动力转染技术是近年新出现的一种体内基因转染方法,可以实现目的基因在小鼠体内的高效表达,有可能作为受精卵显微注射的一种简单替代技术。但该技术的缺点是转染基因多瞬时表达,外源基因在体内高效表达的时间通常不超过1周,而且局限于肝、肾等器官,从而限制了该技术广泛应用。为了延长水动力转染基因在小鼠体内长期高效表达的时间,从而能对目的基因的体内功能进行长期研究,国外研究进行了广泛的探索,本综述了相关研究的最新进展。     

转基因小鼠的研究

编码人生长激素的结构基因(hGH)与编码小鼠金属硫蛋白的基因启动子(MT一1)融合,用显微注射法将此融台基因导入小鼠受精卵的原核中,共注射了121个受精卵、将卵移入11只假孕母鼠的输卵管中,11只母鼠中的7只生了43只小鼠。在小鼠的饮水中加入锌(zn。+)可诱导基因表达。小鼠长到30天时开始称体重、每隔10天记录体重、并与同时出生的对照小鼠体重比较。第一代雄性小鼠体重较对照组重、统计学分析有明显差异。小鼠长到三个月,切尾制备DNA,DNA斑点杂交法和Southern杂交法检测基因整合情况,43只小鼠中有18只有融合基因整合。用Northern、杂交法检测转录的人生长激素mRNA。用这三种方法同样检测了第二代和第三代小鼠,发现融合基因能代代相传,而后代小鼠的表型只在个别小鼠中保留下来。绝大多数转基因小鼠后代的体重减轻。用带人生长激素基因或不带人生长激素基因的小鼠做双亲,进行不同组合的交配,所得到的后代也不相同。     

小鼠细小病毒非结构基因转基因小鼠的建立

为探讨小鼠细小病毒（ＭＶＭ）非结构蛋白在ＭＶＭ感染中的抗肿瘤作用,酶切表达质粒ｐＵＬＢ３２３８获取该非结构基因,通过显微注射法接种入小鼠受精卵内制备转基因鼠。共注射受精卵７２０枚,选取存活受精卵２２５枚植入假孕小鼠输卵管,产仔１４只。转基因小鼠尾部组织ＰＣＲ法ＤＮＡ检测证明,其中４只整合靶基因。整合转基因的４只Ｇ０代小鼠与正常Ｃ５７ＢＬ／５Ｊ小鼠配种均可生产整合靶基因的小鼠。ＲＴ－ＰＣＲ法ｍＲＮＡ     

三种丙型肝炎病毒转基因小鼠系的同时制备

为研究丙型肝炎病毒的致病致瘤机理及结构基因与非结构基因3区(NS3)的功能及其在HCV感染致病中的作用,建立一个HCV分子治疗的动物模型,构建了含金属硫蛋白启动子和HCV结构基因或NS3基因的质粒,将两者等量混合后用显微注射法接种于昆明白小鼠受精卵内制备转基因小鼠.通过PCR筛选获得三种整合HCV结构基因或/和NS3基因的首建鼠.结果表明:a.注射后卵存活率与仔鼠出生率分别为81%、30%;b.检测60只G0代小鼠,结构基因整合鼠6只(10%),NS3基因整合鼠4只(6.7%),双基因整合鼠9只(15%),总整合率为31.7%;c.RT-PCR法检测阳性鼠肝中有靶基因mRNA的转录;d.4只首建鼠与正常鼠回交获得38只G1小鼠,其中20只为整合鼠,整合率为52.6%;e.转基因鼠表型迄今无明显异常.表明一次显微注射同时获得了三种整合HCV结构基因或/和NS3基因的转基因小鼠.     

丙型肝炎病毒结构基因转基因小鼠的建立

为探讨丙型肝炎病毒（ＨＣＶ）结构基因在ＨＣＶ感染中的致病性,构建了中国丙型肝炎病毒５ＵＴＲ区与结构基因区（Ｃ＋Ｅ１＋Ｅ２）的表达质粒,并通过显微注射法将其接种入小鼠受精卵内制备转基因小鼠。共注射受精卵４１０枚,存活３１２枚,植入后产仔６０只;转基因鼠尾部组织ＰＣＲ法ＤＮＡ检测证明有靶基因的整合;转基因小鼠的肝、肾、脾、心、肺、小肠、血中均有靶基因的转录,而在脑组织中无转录。３只Ｇｏ代整合小鼠经与正     

Rb基因在小鼠胚胎发育中期肾组织的表达

用原位杂交法检测小鼠肾组织中细胞周期调控基因Rb的表达;用免疫组织化学及缺口末端标记法观察小鼠肾组织发育过程中的细胞增殖与凋亡：结果表明,Rb基因主要在肾上皮细胞表达,随胎龄增长而表达颜色加深。肾组织在第13天有一个较大的增殖增长,到第14天生长趋于稳定。以上结果说明Rb基因在小鼠胚胎肾发育中期有表达,该基因在胚胎肾发育中期起一定的作用;同时胚胎发育中期肾细胞增殖与凋亡相伴存在。     

流感病毒血凝素基因、神经氨酸酶基因在小鼠中的免疫效果观察

流感病毒血凝素基因,神经氨酸酶基因免疫BALB／c小鼠,获得特异阳性抗体反应,抗体滴度与基因免疫量呈正相关性,各实验组免疫小鼠抗同型流感病毒攻击存活率为100％,血凝素基因免疫小鼠抗异型流感病毒攻击存活率为100％,神经氨酸酶基因免疫小鼠抗异型流感病毒攻击存活率为75％,血凝素基因与神经氨酸酶基因联合免疫小鼠抗异型流感病毒攻击存活率为100％。     

siRNA介导Sry基因沉默对小鼠胚胎性别决定基因表达的影响

为研究Sry基因的调控网络, 采用siRNA表达载体介导的RNAi技术, 特异性地抑制睾丸决定因子Sry在小鼠胚胎中的表达, 并观察Sry基因沉默后对在两性性腺分化中起重要作用的Wt1, Sf1, Dax1, Gata4, Sox9及Amh基因表达的影响。利用本课题组先前构建的siRNA重组表达载体(pSilencer4.1/Sry217及pSilencer4.1/Sry565), 通过尾静脉注射法导入妊娠9.5天(9.5 dpc)的母鼠体内, 在11.5 dpc时取胚胎, 对性别鉴定为雄性的胚胎以RT-PCR法和Western-blot检测Sry基因的表达抑制效果, 并同时用定量PCR法检测Wt1等上述性别决定相关基因表达变化情况。结果表明, 注射干扰质粒后48 h Sry基因的mRNA和蛋白表达水平均降低, 其中siRNA表达质粒pSilencer 4.1/Sry 565的抑制效果显著, 可达到80%的抑制率。Sry基因沉默后, Wt1基因表达量显著升高; Sf1, Dax1, Gata4, Sox9基因表达水平没有明显变化; Amh基因无表达。试验结果表明, Sry基因表达抑制会导致Wt1基因表达升高; 另外, Sry基因激活Sox9基因的表达可能需要其他的辅助因子协同作用。     

基因剔除小鼠研究的新进展

基因剔除小鼠是活体内研究基因及蛋白质功能的理想动物模型。传统的基因剔除技术存在表型分析复杂、周期长、操作繁杂等缺点,如何更科学、更方便地建立基因剔除小鼠模型成为目前使该技术更好地应用于医学研究的关键。本文从胚胎干细胞（ES细胞）的遗传背景、组织特异性基因表达基因剔除小鼠及基因剔除技术上的革新几方面介绍了目前基因剔除小鼠研究的一些最新进展。