CREG基因敲除小鼠胚胎干细胞的筛选及鉴定

目的:为阐明E1A激活基因阻遏子(Cellular repressor of E1A-stimulated genes,CREG)在发育过程中的作用,本研究拟通过高浓度药物筛选获得基因敲除的小鼠胚胎干细胞(Embryonic stem cell,ESC)。方法:用0.5 mg/ml、1.0 mg/ml、1.5 mg/ml、2.0mg/ml、2.5 mg/ml及3.0 mg/ml 6个浓度的G418培养CREG杂合型(CREG其中一个等位基因被新霉素抗性neo基因替代)小鼠ESC 2周,确定最佳的G418筛选浓度。挑取该浓度下存活的ESC克隆进行扩增。将每个ESC克隆一半冻存,另一半贴壁培养。待ESC生长至80%融合后分别提取基因组DNA和蛋白。PCR方法扩增CREG基因明确基因组中是否存在CREG基因,WesternBlot方法鉴定是否有CREG蛋白表达。结果:确定2.0 mg/ml G418为最佳的筛选浓度。在该浓度下,共获得存活的克隆10个,PCR证实C2及C7克隆基因组中没有CREG基因,Western Blot证实C2及C7无CREG蛋白表达。结论:成功获得CREG基因敲除的小鼠ESC 2株,为深入研究CREG功能奠定了基础。     

Mdr2基因敲除小鼠建立原发性肝癌模型观察

目的 观察C57BL/6背景的Mdr2基因敲除小鼠自发肝肿瘤形成情况。方法 (11.3±4.2)周龄Mdr2基因敲除C57BL/6-Abcb4^tm1小鼠9只和野生型C57BL/6小鼠5只,连续饲养65周后处死小鼠,留取血清及肝标本。检测血清ALT、AST、AFP水平,肝组织石蜡切片做HE、天狼猩红染色,免疫组织化学检测肿瘤及肿瘤旁组织CK-7、CK-19表达情况。结果 9只Mdr2基因敲除小鼠均自发形成肝肿瘤,血清ALT、AST、AFP水平均显著高于野生型小鼠(P<0.01),Mdr2基因敲除小鼠肝肿瘤CK-7、CK-19染色均为阴性。结论 Mdr2基因敲除小鼠连续饲养至(76.3±4.2)周龄时均自发形成肝肿瘤,其病理组织分型为肝细胞癌。     

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。     

雌激素受体β基因敲除小鼠子宫内膜异位症模型的建立

目的建立雌激素受体β基因敲除小鼠子宫内膜异位症模型,为进一步研究雌激素受体β基因在子宫内膜异位症发生发展过程中的作用提供平台。方法用外科手术方法对16只β基因敲除小鼠进行自体子宫移植,术后14d、21d取病灶组织进行光镜观察分析。结果建模成功率达95．8％,可形成明显囊肿,内含囊液,囊肿内壁有子宫内膜上皮细胞生长。结论应用本方法可建立稳定的子宫内膜异位症转基因小鼠模型,便于研究雌激素受体β亚型及其相关基因、蛋白在子宫内膜异位症发生发展过程中的作用机制。     

转基因小鼠和基因敲除小鼠

能够把基因功能作为生物体表现来观察的改变了基因的小鼠。即使在基因组信息泛滥的今天,这也是最重要的工具之一,基本原理的研究虽然很早,但目前仍在进行改良法的开发工作。本文由基因控制株式会社的三谷匡董事予以阐述。[编者按]     

Lats1基因敲除小鼠保种的研究

目的　以Lats1基因敲除小鼠为例 ,研究国家遗传工程小鼠资源库遗传小鼠的保种技术路线及方法。方法　采用了胚胎移植 ,目的基因检测 ,胚胎冷冻等技术。结果　在库内得到 2 4只Lats+ -小鼠 ,扩群后 ,冷冻保存 110枚胚胎。结论　上述方法能确保Lats1基因敲除小鼠资源库保种成功。     

条件性敲除APC基因小鼠肠道腺瘤模型的构建

腺瘤性结肠息肉病(adenomatous polyposis coli,APC)基因是家族性腺瘤性息肉病(familial adenomatous polyposis,FAP)的致病基因,APC基因的突变导致小鼠多处产生肿瘤,但肠道条件性敲除APC基因后,小鼠的表型并不清楚。该研究利用Cre-LoxP重组酶系统,在肠道绒毛和隐窝上皮细胞条件性敲除APC基因,并对小鼠表型进行鉴定和分析。将Villin Cre小鼠和APC~(fl/fl)小鼠合笼得到Villin Cre;APC~(fl/+)小鼠;有意思的是后者进一步与APC~(fl/fl)小鼠合笼,却没有得到Villin Cre;APC~(fl/fl)小鼠。进一步解剖Villin Cre;APC~(fl/+)小鼠,发现其自发产生肠道肿瘤,并能携瘤生存,免疫组化显示瘤体组织激活了Wnt信号通路。结果表明成功地构建了小鼠肠道条件性敲除APC基因腺瘤模型,为进一步研究APC基因在肠道发育以及肠道肿瘤的作用提供了优良的工具。     

基因敲除动物的研究和应用

目的基因敲除动物是近十几年来发展起来的在个体水平上研究基因功能的一类实验动物,它以基因敲除技术和胚胎干细胞技术为基础,在生命科学研究的各个领域得到了广泛应用。最近两年发展起来的RNA干扰技术仍然不能代替它。本文综述了基因敲除动物在各医学生物领域的研究与应用、浅谈其与RNA干扰技术的比较及其发展前景。     

Cramp基因敲除对小鼠骨髓造血干细胞的影响

目的研究Cramp基因敲除在衰老过程中对小鼠造血干细胞的作用。方法应用流式细胞仪分析3月龄及12月龄Cramp基因敲除小鼠及同窝野生型小鼠的骨髓造血干细胞的比例及不同发育阶段B淋巴细胞的比例。结果与野生型小鼠相比,12月龄Cramp基因敲除小鼠的骨髓长期造血干细胞增多,多潜能造血祖细胞减少;前体B淋巴细胞和未成熟B淋巴细胞减少,成熟B淋巴细胞增多。结论在衰老过程中,Cramp基因敲除对骨髓造血干细胞及B淋巴细胞发育有重要影响。     

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.     

Generation of Fgfr3 Conditional Knockout Mice

Fibroblast growth factor receptor 3 (FGFR3), highly conserved in both humans and murine, is one of key tyrosine kinase receptors for FGF. FGFR3 is expressed in different tissues, including cartilage, brain, kidney, and intestine at different development stages. Conventional knockout of Fgfr3 alleles leads to short life span, and overgrowth of bone. In clinic, human FGFR3 mutations are responsible for three different types of chondrodysplasia syndromes including achondroplasia (ACH), hypochondroplasia (HCH) and thanatophoric dysplasia (TD). For better understanding of the roles of FGFR3 in different tissues at different stages of development and in pathological conditions, we generated Fgfr3 conditional knockout mice in which loxp sites flank exons 9-10 in the Fgfr3 allele. We also demonstrated that Cre-mediated recombination using Col2a1-Cre, a Cre line expressed in chondrocyte during bone development, results in specific deletion of the gene in tissues containing cartilage. This animal model will be useful to study distinct roles of FGFR3 in different tissues at different ages.     

A Novel Genotyping Strategy Based on Allele-specific Inverse PCR for Rapid and Reliable Identification of Conditional FADD Knockout Mice

The apoptotic adapter protein FADD has been shown to play diverse roles in cell survival and proliferation. FADD knockout embryos died of heart defects, rendering Cre/loxP-mediated conditional FADD knockout mice a unique tool for investigating FADD-dependent nonapoptotic mechanism. Previously, these genetically engineered mice were identified by time-consuming Southern blot or controversial real-time PCR. In this article, we report a novel genotyping strategy based on allele-specific inverse PCR (ASI-PCR) for rapid and reliable identification of conditional FADD knockout mice. In this strategy, the knockout nature of FADD was simply identified by screening the absence of the wild type FADD-specific ASI-PCR product. Using this method, we accurately identified CD4-Cre-mediated T cell specific FADD knockout mice. The whole process can be accomplished in any normal biological laboratory within 12 h using genomic DNA from tail biopsy. The proposed ASI-PCR-based approach is simple, rapid, sensitive, reproducible, and especially suitable for genotyping small amount of spatiotemporally restricted biopsies and large animal population. We believe that the strategy described in this article may be of general utility in genotyping other conditional gene knockout mice.     

条件性基因敲除:骨髓细胞特异性敲除Ncol2基因小鼠的建立和基因型鉴定

Ncol2是新发现的参与免疫调节的重要因子,Ncol2基因骨髓细胞特异性敲除小鼠的建立,能够有针对性的研究Ncol2基因缺失后对免疫系统的影响。根据条件性基因敲除的原理,本文利用loxp转基因小鼠和在骨髓细胞特异性表达Cre重组酶的LysMcre小鼠,繁殖建立了骨髓细胞特异性敲除Ncol2基因的小鼠,并提供了用鼠尾做基因型鉴定的简便方法。     

Cwc15家族同源基因mED1在小鼠早期胚胎发育中的表达模式(英文)

RNA选择性剪接机制涉及基因表达模式的多样性、胚胎发育的调控和疾病的发展与转归.Cwf15/Cwc15蛋白家族与RNA剪接体的功能相关,其基因序列在很多物种之间是十分保守的.然而,在哺乳类,Cwf15/Cwc15基因的表达模式和生物学功能研究至今未见实验性研究报道.本文首次报道了Cwc15家族同源基因mED1在小鼠早期胚胎发育过程中的表达规律.RT-PCR结果表明,mED1基因的转录水平从小鼠桑葚胚到器官形成期呈逐渐上升趋势;整体原位杂交结果显示mED1基因主要在小鼠6.5-dpc胚胎的ICM、8.5-dpc胚胎的神经褶衍生物和10.5-dpc的头部、鳃弓和体节中表达.说明mED1基因参与了小鼠胚胎的早期发育.此外,GFP-融合蛋白的亚细胞定位实验表明,mED1蛋白具有核定位的功能(剪接体蛋白的必要特性),验证了其核定位序列(NLS)的预测.本文是关于Cwc15家族基因的首次实验研究报道.     

从C57BL/6J小鼠胚胎中分离ES细胞系(英文)

ＥＳ细胞（ＥｍｂｒｙｏｎｉｃＳｔｅｍＣｅｌｓ）是来源于小鼠早期胚胎的细胞系,它可以在体外大量培养而不失去其发育的多潜能性。ＥＳ细胞不仅可以用来制作转基因动物,而且能够作为载体进行基因打靶等多种研究。目前,国际上常用的胚胎干细胞系都是来源于１２９小鼠的胚胎。因而,有必要探讨用其它品系小鼠建立ＥＳ系。１９９１年,Ｌｅｄｅｒｍａｎｎ等人首次报道从Ｃ５７ＢＬ／６Ｊ小鼠胚胎中建成了ＥＳ细胞系,但是没有对建立的细胞系进行特性分析。国内柴桂萱等人虽然做了特性分析,但是他们所建细胞系的细胞直径较大,生长速度较慢,不同于常见的ＥＳ细胞系。我们从Ｃ５７ＢＬ／６Ｊ品系小鼠胚胎中共分离了四个ＥＳ细胞系,分别命名为ＣＥ１、ＣＥ２、ＣＥ３、ＣＥ４（Ｆｉｇ．１ａ＆ｂ）。这四个细胞系核型正常率均达到７０％以上。我们检查了ＣＥ２细胞的分化能力,当将ＣＥ２细胞注入同基因型小鼠的皮下后,获得的畸胎瘤（Ｆｉｇ．３）组织切片检查的结果表明：该细胞能够分化成多种组织（Ｆｉｇ．２）。我们也研究了ＥＳ细胞的嵌合能力,用ＩＣＲ小鼠胚胎作为受体胚胎,采用囊胚显微注射法构建嵌合鼠。在幸存的幼鼠中我们获得了来源于ＣＥ２细胞的嵌合鼠（Ｔａｂｌｅ１,Ｆｉｇ．４）。综     

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。     

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.     

Generation of a multi-layer muscle fiber sheet from mouse ES cells by the spermine action at specific timing and concentration

Here, we show that spermine can induce the generation of a multi-layer muscle fiber sheet (MMFS) in mouse embryonic stem (ES) cells. ES cells were cultured by the hanging drop method and embryoid bodies (EBs) that formed after 2 days of culture were transferred to a 24-well dish (1 EB/well) containing differentiation medium. EBs cultured in the absence of spermine showed no evidence of differentiation of contractile muscle fibers. In contrast, the addition of spermine (0.5-1.0 mM) for 24 hr on day 12 of culture was found to result in the formation of contractile muscle fibers around the EBs by day 17, with further differentiation into MMFS by day 32. We found that spermine could only induce muscle cell differentiation in EBs during a limited period of culture. Moreover, high concentrations of spermine inhibited muscle fiber generation. Histochemical analysis showed that the MMFS induced by spermine had a heterogeneous architecture. Heart muscle cells appeared to be predominant in some regions, as evidenced by the expression of the markers atrial natriuretic peptide (ANP) and connexin 40 (Cx40), while skeletal muscle appeared to predominate in other regions, as indicated by the expression of MyoD. DNA array analysis showed specific enhancement of expression of muscle cell genes, supporting our conclusion that spermine induces differentiation of muscle cells in vitro.