Tbx18-Cre基因敲入小鼠的繁殖、鉴定及其应用

为了探讨Tbx18-Cre基因敲入小鼠(Tbx18:Cre knock-in Mus musculus)的繁殖、鉴定及Tbx18基因敲除小鼠和遗传示踪小鼠模型的应用,将Tbx18-Cre基因敲入杂合子小鼠进行繁殖,应用PCR法鉴定其子代基因型。将子代雌雄杂合子小鼠互交,应用H.E染色观察Tbx18基因敲除胚鼠心的形态学变化。将杂合子小鼠与RosaEYFP报告小鼠交配,应用心冰冻切片技术观察Tbx18:Cre/Rosa26REYFP双转基因遗传示踪胚鼠心内Tbx18阳性心外膜祖细胞发育命运。结果表明,用于繁殖、基因敲除研究及基因遗传示踪的子代基因型均符合孟德尔遗传规律。同时心H.E染色和心冰冻切片发现,Tbx18敲除小鼠心窦房结发育存在缺陷,而Tbx18阳性心外膜祖细胞是心发育重要的祖细胞来源。研究结果揭示,Tbx18-Cre基因敲除小鼠是研究先天性心脏病发病机制的理想模式动物,Tbx18阳性心外膜祖细胞可能是心脏病患者心脏修复和再生潜在的种子细胞。     

Grx-1基因敲除鼠的繁殖及子代基因型鉴定

目的探讨glutaredoxin-1(Grx-1)基因敲除小鼠的优化繁殖及子代鼠的鉴定方法,为进一步研究Grx-1在支气管肺发育不良(BPD)中的作用奠定基础。方法将从美国哈佛医学院引进的纯合子Grx-1基因敲除小鼠与野生型小鼠进行交配后得到的子一代小鼠同代间相互交配,繁殖出的子二代中将出现纯合子、杂合子以及野生型3种基因型。从出生起观察其生长发育情况,2周龄时剪尾提取基因组DNA,用PCR方法扩增目的基因片段,琼脂糖凝胶电泳结果判定基因型。结果 Grx-1纯合子小鼠的饲养繁殖取得成功,获得了一批Grx-1基因敲除纯合子小鼠。结论正确的饲养繁殖以及鉴定方法是获得Grx-1基因敲除纯合子小鼠的有效途径,为相关研究提供动物实验模型奠定了基础。     

S100a4-Cre×Ddr2flox/flox条件敲除小鼠的繁育及基因型鉴定

目的:利用Cre-LoxP重组酶系统构建成纤维细胞中Ddr2特异性敲除的纯合子小鼠并鉴定,为进一步研究Ddr2在肺纤维化中的作用提供基础。方法:将购买的Ddr2 loxp小鼠和成纤维细胞特异表达的S100a4-Cre小鼠分别繁殖与鉴定,然后将两种小鼠杂交与鉴定,最终得到基因型为Cre~× Ddr2~(flox/flox)的纯合子小鼠就是在成纤维细胞中Ddr2条件性敲除小鼠。结果:成功繁殖并用PCR技术准确鉴定了基因型为Cre~× Ddr2~(flox/flox)的纯合子小鼠,Western blot结果表明纯合子小鼠的肺成纤维细胞中Ddr2已缺失。结论:本研究利用Cre-LoxP系统成功构建了在成纤维细胞中Ddr2特异性敲除的纯合子小鼠,为进一步研究Ddr2在肺纤维化发展中的机制提供了研究平台。     

Presenilin-1/Presenilin-2双基因敲除小鼠的繁育及基因型鉴定

目的:繁殖及鉴定Presenilins双基因敲除小鼠,为进一步研究阿尔茨海默症(AD)奠定基础。方法:将引进的野生型及PS1/PS2双基因敲除小鼠进行饲养并繁殖,繁殖成功的子代小鼠基因型有野生型、杂合子和纯合子3种。提取子代小鼠鼠尾基因组DNA,用PCR法和琼脂糖凝胶电泳鉴定基因类型。结果:PS1/PS2双基因敲除小鼠的饲养和繁殖均获得成功,繁殖结果符合孟德尔遗传规律,同时获得更多基因型小鼠和Presenilins双基因敲除小鼠。结论:正确的饲养繁殖以及鉴定方法是获得PS1/PS2双基因敲除小鼠的有效途径。     

DDR2基因缺失小鼠的繁育及子代基因型的鉴定

目的：探讨盘状结构域受体2（DDR2）基因缺失小鼠的优化繁殖方法与子代小鼠DDR2基因型的鉴定方法,建立DDR2基因缺失小鼠模型,为进一步研究DDR2分子在肿瘤、肺纤维化、类风湿性关节炎等复杂疾病中的功能以及作用机制奠定基础。方法：将从美国JAX实验室引进的三对杂合子小鼠进行饲养并交配繁殖,繁殖成功后其子代中将会出现野生型、杂合子以及纯合子3种基因型。用基因组提取试剂盒试剂盒提取子鼠鼠尾的基因组DNA,经紫外分光光度计定量后,采用Taqman qPCR的方法准确鉴定出小鼠的基因型,同时观察子代小鼠各基因型的比例,并通过小鼠体态观察,进一步证实Taqman qPCR鉴定方法的可靠性。结果：DDR2基因杂合子小鼠互交繁殖可得到DDR2野生型小鼠、DDR2纯合子小鼠以及DDR2杂合子小鼠三种基因型小鼠,所得子代基本符合孟德尔遗传规律,且雌性和雄性DDR2纯合子小鼠体长均较DDR2野生型小鼠和DDR2杂合子小鼠小,鼻子也较其它基因型小鼠明显变短,无繁殖能力。依据Taqman qPCR的结果所得出的纯合子小鼠体貌特征与文献报道一致,证实了Taqman qPCR结果的可靠性。结论：雌、雄性DDR2杂合子小鼠交配可有效获得DDR2基因缺失小鼠;实验所用Taqman qPCR方法能够准确鉴定子代小鼠的基因型,DDR2纯合子小鼠的获得为后续实验的提供了较理想的动物模型。     

乳腺上皮细胞特异性敲除Scrib基因杂合子小鼠的制作与鉴定

目的利用Cre．LoxP重组酶系统构建乳腺上皮细胞特异性敲除Serib基因杂合子小鼠,并进行鉴定,为进一步在动物整体水平研究Scrib基因在乳腺癌中的作用提供研究平台。方法将Scrib条件敲除杂合子小鼠（Scrib＋/ft小鼠）进行繁殖并鉴定,然后将鉴定结果为阳性的子代Scrib＋/ft小鼠与乳腺上皮细胞特异性表达Cre重组酶的MMTV．Cre纯合子小鼠进行杂交,鉴定其子代小鼠的基因型。结果成功繁育Scrib条件敲除小鼠和MMTV．Cre小鼠,并通过鉴定得到Scrib＋/ft小鼠,与MMTV-Cre小鼠杂交并繁殖,获得基因型为Scrib＋/ft;MMTVCre＋/-小鼠5只。结论本研究利用Cre．LoxP重组酶系统成功构建了乳腺上皮细胞特异性敲除Scrib基因杂合子小鼠,为进一步研究极性蛋白Scrib表达下调在乳腺癌发生中的作用提供了良好的动物模型。     

Caveolin-1基因敲除小鼠子代基因型的鉴定及繁育方法

目的探讨小凹蛋白-1(caveolin-1)基因敲除小鼠的鉴定方法与最优繁育方式,为深入研究caveolin-1在脑缺血损伤修复中的作用提供理想的动物模型。方法将引进的caveolin-1基因敲除小鼠饲养于SPF级实验室,煮沸裂解法提取鼠尾组织基因组DNA,根据美国杰克逊实验室(Jackson Laboratory)提供的引物序列进行PCR反应检测其基因型,采用caveolin-1~(+/-)杂合子互交、杂合子与caveolin-1~(-/-)纯合子杂交(正交及反交)、纯合子互交4种不同的交配方式,观察亲代小鼠的受孕率、子代小鼠的外形特征及纯合率。结果琼脂糖凝胶电泳显示PCR产物分子量大小约200 bp和661 bp,与预期的目的基因片段分子量大小一致,成功鉴定了caveolin-1基因敲除小鼠的不同基因型;不同交配方式的繁殖结果基本符合孟德尔遗传规律,且雌性、雄性caveolin-1~(-/-)纯合鼠具有一定的繁殖能力,三种不同基因型小鼠的外形特征无明显差异。结论煮沸裂解法提取基因组DNA、PCR法能够快速可靠鉴定caveolin-1基因敲除小鼠的基因型;caveolin-1杂合子小鼠互交与纯合子互交相结合的繁育方法可能是短期内获得足量纯合子子鼠与同源野生子鼠的较好方式。     

SPARC基因敲除小鼠的繁育及子代基因型的鉴定

目的:探讨富含半胱氨酸的分泌型酸性蛋白(SPARC)基因敲除小鼠的繁殖和鉴定方法,为进一步研究SPARC蛋白的功能奠定基础。方法:将所引进的杂合子小鼠进行饲养并繁殖,繁殖成功后其子代中将会出现野生型、杂合子以及纯合子3种基因型。提取子鼠鼠尾基因组DNA,用PCR法扩增SPARC和Neo基因片段,通过限制性内切酶酶切反应,证实PCR扩增产物的正确性;应用Westernblot检测SPARC蛋白质的表达,进一步证实PCR鉴定方法的可靠性。结果:SPARC基因杂合子小鼠互交繁殖结果基本符合孟德尔遗传规律,SPARC基因缺失纯合子小鼠有繁殖能力。琼脂糖凝胶电泳结果显示PCR产物分子量大小与预期的目的基因片段相对分子质量大小一致,酶切和Westernblot结果证实PCR结果可靠。结论:PCR方法能够准确鉴定SPARC基因突变小鼠基因型。     

Jmjd3和Ezh2拮抗调节小鼠骨折愈合

目的:探讨Jmjd3和Ezh2在小鼠骨折愈合过程中的作用。方法:以软骨细胞条件性基因敲除8-10周龄小鼠为研究对象,按基因型随机分为6组,每组5只:其中实验组基因型为Jmjd3~(fl/fl)/Col2a1-Cre ~(ERT2),Ezh2~(fl/fl)/Col2a1-Cre ~(ERT2)或Jmjd~(3fl/fl)/Ezh2~(fl/fl)/Col2a1-Cre ~(ERT2);对照组基因型为Jmjd3~(fl/fl),Ezh2~(fl/fl)或Jmjd3~(fl/fl)/Ezh2~(fl/fl)。建立骨髓腔中插入固定针的稳定性胫骨骨折模型,于骨折术后3天、5天和7天腹腔注射Tamoxifen 3 mg/次/天。各组于术后3W处死,并于骨折部位取材行X线片及组织学检查。结果:通过连续的X线影像学及HE组织切片观察,骨折术后3周是判断小鼠骨折愈合情况的最佳时间点。X线片发现骨折术后3W时软骨细胞内Jmjd3被敲除小鼠的骨折线较对照组明显且骨化骨痂大小和密度均较低,HE切片显示骨化骨痂面积显著低于对照组,而软骨骨痂面积高于对照组;相反,X线片发现Ezh2被敲除小鼠的骨痂面积明显大于对照组,且密度高于对照组,HE组织切片显示Ezh2被敲除的小鼠的骨化骨痂的钙化程度更高,骨小梁更粗更密集。最后,X线片和HE切片均没有发现软骨细胞Jmjd3和Ezh2同时被敲除的小鼠与对照小鼠之间存在明显差异。结论:以软骨细胞特异基因敲除小鼠为基础,我们首次发现Jmjd3具有促进骨折愈合的作用,而Ezh2具有抑制骨折愈合的作用;并且发现Jmjd3和Ezh2对抗调节小鼠的骨折愈合过程,这些发现为骨折愈合治疗提供了新的分子实验基础。     

低钾型周期性麻痹相关的Cchl1a3基因R528H敲入小鼠模型的构建

目的：构建低钾型周期性麻痹相关的Cchl1a3基因R528H敲入小鼠模型。方法将 Cchl1a3-knock-in打靶载体电转染ES细胞,经过G418和Ganciclovoir筛选阳性ES细胞克隆并用PCR和DNA测序法鉴定。将阳性ES克隆注射到小鼠囊胚,获得嵌合体小鼠。通过杂交获得的杂合子小鼠与FLP小鼠交配繁育获得去neo杂合子小鼠,并用PCR和DNA测序进行鉴定。将去neo杂合子小鼠交配得到纯合子后代,进行生长发育等方面的观察。结果打靶载体成功转染ES细胞,PCR和DNA测序法证实9个ES细胞克隆发生正确的同源重组。通过显微注射获得7只嵌合体小鼠。将嵌合体小鼠交配繁育的杂合子小鼠和FLP小鼠交配获得9只去neo杂合子小鼠,最终得到15只去neo纯合子小鼠。该小鼠在发育至性成熟阶段,精神、饮食及活动状态良好,但是在4个月龄时逐渐出现脱毛,皮肤破溃甚至死亡。结论成功构建Cchl1a3基因 R528H 突变的纯合子小鼠,为研究人类CACNA1S基因功能和阐明低钾型周期性麻痹发生的分子机制奠定了基础。     

小鼠Ⅱ型肺泡上皮细胞类器官三维培养体系的建立

本研究旨在建立小鼠Ⅱ型肺泡上皮细胞(type 2 alveolar epithelial cells, AT2)类器官三维(three-dimensional, 3D)培养体系的方法。采用酶消化与磁珠分选分离和纯化ICR小鼠肺AT2细胞,proSPC免疫荧光染色鉴定AT2细胞纯度;2维(two-dimensional, 2D)培养8 d,5-乙炔基-2’脱氧尿嘧啶核苷(5-ethynyl-2’-deoxyuridine, EdU)掺入和荧光染色法观察AT2细胞的增殖与分化;将AT2细胞与小鼠肺成纤维细胞(mouse lung fibroblasts, Mlg) 3D共培养,光学显微镜下观察类器官生长情况,收集生长13d的类器官,2%多聚甲醛固定后行HE染色,荧光染色观察类器官内部形态结构。结果显示,提取AT2细胞纯度超过95%;在体外培养1～8 d期间,AT2细胞EdU荧光染色阴性,未见增殖;AT2细胞形状逐渐趋向扁平鳞状、细胞表面积显著增大;在体外培养3 d后,有部分AT2细胞特异性标志物proSPC阳性细胞开始出现I型肺泡上皮细胞(type 1 alveolar epithelia...     

利用HRM技术区分ob糖尿病小鼠不同基因型

ob/ob小鼠是糖尿病相关研究中使用最广泛的动物模型之一,近年来,市场需求呈上升趋势。与野生型小鼠相比,其瘦素蛋白基因105号密码子发生CT点突变,导致不能产生正常的瘦素蛋白。该模型4周前外观表型与野生型无异,而ob/ob纯合子不育,因而在繁殖建系过程中,需要通过基因型鉴定纯合、杂合和野生三种基因型。该文建立了基于高分辨率溶解曲线分析(high resolution melting analysis,HRM)的基因型鉴定方法,基因型分型结果与常规PCR加酶切方法一致,也与DNA测序结果吻合;通过该方法分型后获得纯合子小鼠外观表型、血糖浓度参数符合预期。该方法较常规方法省时、高效、节省实验成本,可用于大规模ob小鼠繁殖中的基因型鉴定。     

免疫磁珠纯化小鼠精原干细胞的研究

精原干细胞（spermatogonial stem cells,SSCs）富集纯化是利用SSCs进行基因修饰新方法等研究的前提基础。采用免疫磁珠分选法,使用干细胞抗体CD90.2进行小鼠SSCs的纯化富集,并采用流式细胞分析法和定量PCR验证了磁珠分选效率。流式细胞分析结果：免疫磁珠分选后SSCs纯度为50.11%。荧光定量PCR检测结果：磁珠分选后支持细胞特异表达基因 GATA4 显著下调（6倍）、SSCs表达基因 GFRα-1 上调（6.5倍）、生殖干细胞特异表达基因 OCT4 极显著上调（5.9倍）,3个基因相对表达量的变化说明,免疫磁珠分选效率为6倍。流式细胞分析法所产生的偏差可能是受到了未解离磁珠及SSCs本身转基因荧光的影响。     

Ⅱ型肺泡细胞特异表达SARS冠状病毒核衣壳蛋白转基因小鼠的建立

目的:建立Ⅱ型肺泡细胞特异表达SARS冠状病毒(SARS-CoV)核衣壳蛋白(N蛋白)的转基因小鼠。方法:用分子克隆的方法构建包括肺表面活性蛋白A(SP-A)启动子、SARS-CoVN蛋白基因、β-半乳糖苷酶(LacZ)报告基因和人生长激素(hGH)polyA的转基因载体pSP-A-N。以显微注射的方法将8.3kb的转基因片段引入小鼠受精卵。通过PCR、Southern印迹和LacZ染色检测子代小鼠中转基因的整合及表达。结果:共注射952枚受精卵,移植至42只假孕母小鼠的输卵管中发育,获得子代小鼠128只,经PCR、Southern印迹鉴定,其中11只小鼠基因组上整合有SARS-CoVN蛋白基因,整合率为8.6%。鉴定结果显示,11只转基因首建者小鼠中有1只表达外源基因并能正常传代。LacZ染色结果表明N蛋白基因在转基因小鼠Ⅱ型肺上皮细胞中特异表达。结论:成功构建了Ⅱ型肺泡细胞特异表达SARS-CoVN蛋白的转基因小鼠,为深入研究该基因的病理生理学效应奠定了基础。     

急性呼吸窘迫综合征小鼠肺内源性干细胞表达水平的研究

目的探讨急性呼吸窘迫综合征（ARDS）小鼠肺组织中肺内源性干细胞的表达水平。 方法10只C57BL/6小鼠分成两组：实验组和对照组,实验组通过气管内注射脂多糖（LPS）构建小鼠ARDS模型,采用气管内注射PBS作为对照组;采用胶原酶、热消化法消化小鼠肺组织获取小鼠肺单细胞悬液;双重免疫荧光染色方法鉴定小鼠肺组织中sca-1⁺CD31^-CD45^-细胞;流式细胞术对肺sca-1⁺CD31^-CD45^-细胞进行分选。采用方差分析及独立t检验进行统计学分析。 结果通过气管内注入LPS成功制作小鼠急性ARDS模型;5只小鼠的全肺组织制备单细胞悬液总数目达5×10⁷个/ml,活细胞百分比为98﹪;肺内源性干细胞包括Ⅱ型肺泡上皮细胞、clara细胞以及支气管肺泡干细胞等,通过肺组织双重免疫荧光染色,验证小鼠肺组织Ⅱ型肺泡上皮细胞、clara细胞以及支气管肺泡干细胞;对照组及实验组各样本肺内源性干细胞数目占单细胞悬液细胞数比例呈正态分布,且实验组肺内源性干细胞数目水平（10.73±10.65）﹪较对照组水平（12.23±0.73）﹪降低（t = -3.405,P < 0.01）。 结论ARDS时,小鼠肺内源性干细胞（sca-1⁺CD31^-CD45^-）水平降低,减少的肺内源性干细胞具体去向尚不明确,其有可能参与机体急性炎症过程中气道上皮细胞的修复、再生过程。     

利用CRISPR/Cas9技术构建CreERT2定点敲入Isl1基因小鼠模型及分析

心肌祖细胞增殖和分化是心脏损伤后修复再生的基础,而Isl1被认为是心肌祖细胞的特异性标志。为了研究以及示踪Isl1+心肌祖细胞及其分化后代,该文尝试利用成簇规律间隔短回文重复序列CRISPR/Cas9系统,将Cre ERT2定点插入到小鼠Isl1内源基因启动子之后,建立了Cre ERT2基因敲入小鼠模型。通过与Rosa26-lox P-neo-lox P-lac Z小鼠(Rosa26-lac Z+)交配,获得Isl1-Cre ERT(KI)/Rosa26-lac Z+双杂合小鼠。经过基因型鉴定、组织表达谱测定和X-gal染色、冰冻切片和石蜡切片等方法,确认基因敲入小鼠的Cre ERT2表达在成年小鼠心脏窦房结、心脏神经节、主动脉弓和肺动脉根部,与文献报道的Isl1表达部位相同。该研究建立的模型可为研究心肌祖细胞的增殖和谱系示踪提供重要的模型。     

敲除NDRG2 基因的AD模型小鼠的构建与鉴定

目的:构建与鉴定NDRG2基因全身敲除的阿尔茨海默症(AD)小鼠模型。方法:将NDRG2-/-、APP/PS1进行饲养杂交繁殖,将通过PCR技术鉴定基因型为NDRG2+/-APP/PS1的子一代小鼠再与NDRG2-/-小鼠回交获得子二代小鼠,提取子二代小鼠的基因组DNA再利用PCR方法:扩增NDRG2和APP/PS1基因片段并进行琼脂糖凝胶电泳检测获得4种基因型的小鼠。结果:选取基因型为NDRG2-/-APP/PS1的小鼠即为全身NDRG2敲除且淀粉样蛋白基因过表达的阿尔茨海默症模型小鼠。应用PCR方法:鉴定NDRG2基因全身敲除的AD小鼠模型。成功获得NDRG2基因全身敲除的AD小鼠,该基因型小鼠有繁殖能力,其繁殖符合孟德尔遗传规律。结论:成功构建NDRG2基因敲除的阿尔茨海默症模型小鼠,为进一步研究NDRG2基因在阿尔茨海默症病理发展过程中的作用机制及新的治疗方法的研究提供模型基础。     

肥大软骨细胞特异性表达Cre重组酶转基因小鼠的建立

肥大软骨细胞是软骨细胞的终末分化形式,在软骨内成骨过程中发挥十分关键的作用。为了研究肥大软骨细胞在骨骼发育过程中的功能,我们构建了在8.2 kb小鼠X型胶原基因（Col10a1）启动子控制下表达Cre重组酶的转基因小鼠品系（Col10a1-8.2-Cre）。采用显微注射法将11.5 kb的转基因片段引入小鼠基因组,共注射受精卵328枚,获得子代鼠51只,经PCR基因型鉴定有3只在基因组上整合有Cre重组酶基因。PCR检测发现Col10a1-8.2-Cre转基因在含有肥大软骨细胞的组织中表达。为了检测Cre重组酶表达的强度和组织特异性,转基因小鼠与ROSA26报告小鼠交配。子代ROSA26;Col10a1-8.2-Cre双转基因小鼠LacZ染色检测的结果显示,Cre重组酶在所有的肥大软骨细胞中表达。原位杂交的结果验证Col10a1-8.2-Cre转基因表达在肥大区的上端。以上结果表明,我们建立的肥大软骨细胞特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠品系可以作为一种遗传学工具,介导目的基因在肥大软骨细胞中的敲除。     

Percoll密度梯度离心法分离大鼠肺Ⅱ型上皮细胞

目的建立大鼠肺泡Ⅱ型上皮细胞（AT-Ⅱ）的改良体外原代培养法。方法采用循环冲洗、支气管灌洗、胰蛋白酶消化、滤网过滤并用轻比重及重比重PercolL密度梯度离心,分离AT-Ⅱ。原代培养后通过碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,AKP）法和电镜鉴定AT-Ⅱ。结果经AKP染色和电镜鉴定所得的AT-Ⅱ纯度为（80．2±6．3）％,每只大鼠可分离出1×10^7AT-Ⅱ。结论采用Percoll密度梯度离心法能分离出较高纯度的AT-Ⅱ。     

心脏和软骨细胞特异性表达Cre重组酶转基因小鼠的基因型鉴定

我们曾经报道了分别在心脏(α—MHC—Cre)和软骨细胞(Col2A1-Cre)特异性表达Cre重组酶转基因小鼠的成功研制。为了对这2种转基因小鼠进行特异性的基因型鉴定,设计了2对特异性PCR引物,其中一条引物分别位于α-肌球蛋白重链基因(α-MHC)启动子和Ⅱ型胶原(Col2Al)启动子上。以6种不同组织特异性Cre重组酶转基因小鼠基因组DNA为模板,利用设计的特异性引物以及位于Cre编码区的通用引物进行PCR反应。结果显示,2对特异性引物可以分别将心肌细胞特异性和软骨细胞特异性Cre重组酶转基因小鼠与其他组织特异性Cre重组酶转基因小鼠有效区分开来。