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（     

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。     

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。     

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。     

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。     

不同小鼠品系囊胚受体对C57BL/6胚胎干细胞种系嵌合效率的影响

目的考察不同品系的小鼠囊胚对C57BL/6胚胎干细胞种系嵌合效率的影响,进而提高通过在C57BL/6胚胎干细胞中同源重组制作基因打靶小鼠的效率。方法选取近交系B6(Cg)-Tyrc-2J和BALB/c品系及封闭群ICR作为囊胚供体鼠,通过在TLX3、Ai3K和SL三个不同基因修饰ES细胞的种系嵌合实验中,平行比较三者的囊胚利用率、嵌合鼠获得效率以及种系遗传效率等三个方面,并进一步针对囊胚来源这一因素对效率的影响进行统计学分析。结果三种ES细胞均未能通过B6(Cg)-Tyrc-2J品系囊胚的注射获得种系遗传。而BALB/c品系与ICR品系相比,囊胚利用率明显低于ICR品系(P0.05);嵌合鼠获得效率方面,BALB/c与ICR相当(P=0.115);而种系遗传效率方面,BALB/c品系显著高于其他品系(P0.01)。结论 BALB/c品系在C57BL/6胚胎干细胞种系嵌合效率方面确实具有优势,然而,由于BALB/c囊胚较难获得,并且存在发育延迟和透明带脆性高等问题,而ICR品系在囊胚获得和利用方面的效率明显高于BABL/c,并且也可以支持C57BL/6胚胎干细胞的种系遗传,因此也是C57BL/6胚胎干细胞囊胚注射中较好的选择。     

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。     

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。     

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。     

从早期胚胎多能干细胞生成的嵌合鼠

本文利用囊胚注射法将小鼠胚胎多能干细胞－ＣＣＥ细胞注射到发育３天半的昆明和Ｃ３７ＢＬ／６Ｊ小鼠受体囊胚腔内,经假孕鼠借腹怀胎,获３只ＣＣＥ细胞毛色嵌合鼠。实验共注射胚胎６５４个,经培养其恢复成活率７３．８％,胚胎移植后,假母受孕率及产仔率分别为３２．９％和５３％。在所获３只嵌合鼠中,２只为ＣＣＥ－昆明毛色嵌合鼠,１只为ＣＣＥ－Ｃ３７ＢＬ／６Ｊ毛色嵌合鼠,这是国内首次利用胚胎多能干细胞获得嵌合鼠。为     

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     

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。     

HDC细胞与MESPU-13细胞形成嵌合鼠能力的比较研究

ES细胞嵌合能力的强弱是人们利用ES细胞获得转基因小鼠时十分关心的问题。本文通过囊胚显微注射法将15个左右ES细胞注入C57 BL/6 J品系小鼠3.5天囊胚的囊胚腔中观察嵌合鼠毛色嵌合情况,统计嵌合鼠的出生率;以及用葡萄糖磷酸异构酶(GPI)电泳法检测ES细胞在嵌含鼠体内各种组织和器官的嵌合情况,对于HPRT缺陷(HDC)细胞和MES-PU-13细胞的嵌合能力我们作了较详细的研究,结果表明MESPU-13细胞嵌合能力较强,而HDC细胞嵌合能力较弱,并讨论分析了这种结果的原因。     

利用ES细胞建立可诱导的白血病模型

胚胎干细胞（embryonic stem cells,ESCs）是从囊胚的内细胞团分离出来的多潜能干细胞,具有多向分化的能力。将外源基因导入ES细胞建立转基因动物,对于研究外源基因的功能和调控具有一定的价值。载有外源性基因的病毒在感染ES细胞后,可通过囊胚注射获得具有胚系遗传的该转基因动物,并且这一外源基因可以稳定遗传和表达。该研究主要是利用携带hPML-RARα基因的慢病毒感染小鼠ES细胞系（R1）,获得携带该基因的ES细胞,感染后的ES细胞核型正常。在此基础上,将感染后的ES细胞经囊胚注射,获得了携带有hPML-RARα基因的3只嵌合小鼠,其中,有1只具有遗传特性。对嵌合体小鼠与C57杂交的后代给予强力霉素（doxycycline）处理,3天以后骨髓细胞hPML-RARα基因开始表达,这证明了在小鼠体内该外源基因表达的可诱导性。以上证实,已经成功利用ES细胞建立了可诱导的白血病转基因小鼠模型。     

Studies on Two Factors Affecting the Production of Germline Chimeras by Using HM 1 Cells

ＥＳ细胞系统与基因定位致变相结合,进行基因敲除（ｋｎｏｃｋｏｕｔ）已成为研究基因在生物体内功能的重要手段。在ＥＳ细胞系的建立、外源基因导入ＥＳ细胞、种系嵌合鼠的获得等三个重要环节中,种系嵌合鼠的获得是最关键的一环。由于ＥＳ细胞系统技术复杂、实验条件要求很高,尽管国际上已报导了上百例的基因敲除（ｋｎｏｃｋｏｕｔ）实验,但是到目前为止,我国还无一例在国内条件下获得种系嵌合鼠的正式报道。本研究对影响种系嵌合鼠获得的两种因素（饲养层细胞、受体胚胎种类）进行了比较研究,成功地获得了种系嵌合鼠。将ＨＭ１细胞在ＳＴＯ或ＭＥＦ培养层上培养至２１３３代,注射到不同小鼠的囊胚里,经过恢复培养,移植到假孕的昆明白雌鼠子宫内。由于ＨＭ１细胞来源于粟色的的１２９品系,而胚胎供体鼠的毛色为黑或白色,仔鼠出生一周后即可辨别是否为毛色嵌合鼠。用成年嵌合鼠与其受体胚胎相同品系的小鼠交配,进行种系嵌合鼠鉴定。曾有报导：ＳＴＯ培养层会导致ＥＳ细胞发生核变。我们改用ＭＥＦ培养层,获得嵌合鼠的比率高达４８．６％（Ｔａｂｌｅ１）。不同小鼠胚胎之间存在差异,Ｃ５７ＢＬ／６Ｊ、ＩＣＲ和昆明白三者提供的受体胚胎产生嵌合鼠的比率分别为７１．４％、５５％     

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。     

4个品系小鼠胚胎干细胞系的建立

探索高效的不同品系的小鼠胚胎干细胞的建系方法。B6D2F1(C57BL/6×DBA/2)、129/SV×DBA/2、C57BL/6、BALB/C等4个不同品系小鼠,孕马血清促性腺激素(pregnant mare serum gonadotrophin,PMSG) 人绒毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotropin,HCG)促排,3.5天交配后(days post coitus,dpc)冲洗子宫取囊胚,或者2.5dpc冲洗输卵管,卵裂球体外培养获取囊胚。囊胚种植到小鼠成纤维细胞饲养层上干细胞培养液培养,4～5天内细胞团扩增后玻璃毛细管挑出,种植到新的饲养层上过夜再行胰蛋白酶消化,3～4天传代一次。对所建立的小鼠ES细胞系进行形态学、染色体核型、AKP染色、体内外分化能力,干细胞分子标记物荧光免疫染色等鉴定。获得10株小鼠胚胎干细胞,具有典型的胚胎干细胞生长特性,符合ES细胞的鉴定标准。结果表明成功的建立了来自B6D2F1(C57BL/6×DBA/2)、129/SV×DBA/2、C57BL/6、BALB/C等4个不同品系小鼠的10株ES细胞系。内细胞团挑出过夜增殖后消化的培养方法可能有助于提高ES细胞的建系率。     

标准化嵌合体制备体系的研究

目的:完善和规范基因剔除小鼠技术体系的关键技术环节,建立一套高效的嵌合体制备体系。方法:优化胚胎干细胞(ES细胞)的基本培养条件;应用条件培养液筛选、富集高嵌合潜能的ES细胞;成熟嵌合体的制备技术;改变胚胎的移植方式,改善受体的生理状态。结果:ES细胞基本培养条件的优化及条件培养液的筛选保持了ES细胞的整体高嵌合潜能,嵌合体制备技术得以成熟,胚胎移植方式的改变提高了移植胚胎的产仔率,这些措施大大提高了嵌合体的制备效率。结论:通过对基因剔除小鼠技术体系的关键技术环节进行优化和改进,建立了一套高效的嵌合体制备程序,为基因剔除小鼠服务体系的开展打下了坚实的基础。     

国产丝裂霉素处理的胎儿成纤维细胞支持具有生殖系转化能力的小鼠胚胎干细胞的分离

应用于胚胎干细胞（embryonic stem cells, ES细胞）培养的国产药物可以降低ES细胞的实验成本。研究中以浙江海正药业生产的丝裂霉素（mitomycin，国药准字H33020786）处理小鼠胎儿成纤维细胞，用于胚胎干细胞建系。并制备饲养层，将小鼠囊胚种植在该饲养层上。4—6天后，挑选形态良好的 内细胞团(inner cell mass)来源的克隆在胰酶中进行消化，将消化下来的细胞团块传至新鲜的饲养层上。之后，每2—3天传代一次。结果表明，经该丝裂霉素处理的胎儿成纤维细胞支持具有生殖系嵌合能力的胚胎干细胞的分离。     

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.