海马与新皮质组织特异性GABRG2基因敲除小鼠模型的构建及其在遗传性癫痫伴热性惊厥附加症中的初步研究 *

建立基于Cre/loxp重组酶系统调控的海马和新皮质特异性GABA_A受体γ2亚基(GABRG2)基因条件基因敲除小鼠模型,为深入研究海马区和新皮质GABRG2在癫痫发生中的功能作用提供动物模型.将引进的GABRG2 ^fl/wt转基因小鼠与海马和新皮质特异性表达Cre ^+/+重组酶工具鼠分别进行繁配和鉴定,然后再将2种小鼠进行杂交并对其子代小鼠的基因型进行鉴定,其子代基因型为GABRG2 ^fl/wtCre ⁺的小鼠为构建的海马区和新皮质特异性GABRG2基因条件性敲除小鼠.利用PCR技术鉴定小鼠基因型,Real-Time PCR和Western blot技术检测GABRG2基因在小鼠海马和新皮质中的mRNA水平和蛋白质水平的表达情况.PCR结果显示子代小鼠基因型符合GABRG2 ^fl/wtCre ⁺;海马与新皮质特异性GABRG2基因敲除小鼠海马和新皮质中GABRG2的mRNA水平和蛋白质水平显著低于对照组;热造模过程中,实验组小鼠癫痫发作更明显.利用Cre/Loxp技术成功构建了海马与新皮质GABRG2基因敲除小鼠,可为进一步研究GABRG2在癫痫发生中的作用机制奠定基础.     

海马皮质特异性敲除AEG-1基因小鼠的构建及其行为学初步研究*

星形胶质细胞上调基因-1(astrocyte upregulating gene-1,AEG-1)是HIV伴随老年痴呆患者脑组织中发现的星形胶质细胞上调基因之一,近年来研究表明其调控多种中枢神经系统疾病,但其在学习认知上的研究尚未见报道。海马和皮质在学习认知中起重要作用,利用CRISPR/Cas9技术结合Cre/loxp系统构建海马皮质特异性AEG-1敲除小鼠,在此模型鼠的基础上对AEG-1和学习认知的相关性进行初步研究。首先构建插入loxp位点的flox纯合型AEG-1^fl/fl小鼠,与海马、新皮层特异性表达Cre^+/+重组酶的工具鼠进行繁育,利用PCR技术筛选出子代基因型为AEG-1^fl/fl Cre⁺的海马皮质特异性AEG-1敲除小鼠;然后利用Western blot技术和免疫荧光技术检测AEG-1基因在小鼠海马皮质中的敲除效率;最后应用新物体识别箱和三腔社会互动箱并结合SMART 3.0分析系统,对海马皮质特异性AEG-1敲除小鼠的学习记忆和社会交互行为学进行初步评价。结果显示:成功获得子代基因型为AEG-1^fl/fl Cre⁺的基因敲除小鼠;AEG-1条件性敲除小鼠海马和皮质中AEG-1蛋白质表达水平较对照组显著降低;新物体识别结果表明AEG-1条件性敲除小鼠的区分系数明显低于对照组,表明AEG-1条件性敲除小鼠的学习记忆能力较弱,但是三腔交互结果表明AEG-1条件性敲除小鼠在社会交互上与对照组相比无明显差异。以上结果为AEG-1在学习认知方面的进一步研究奠定了基础。     

海马皮质特异性敲除AEG-1基因小鼠的构建及其行为学初步研究*

星形胶质细胞上调基因-1(astrocyte upregulating gene-1,AEG-1)是HIV伴随老年痴呆患者脑组织中发现的星形胶质细胞上调基因之一,近年来研究表明其调控多种中枢神经系统疾病,但其在学习认知上的研究尚未见报道。海马和皮质在学习认知中起重要作用,利用CRISPR/Cas9技术结合Cre/loxp系统构建海马皮质特异性AEG-1敲除小鼠,在此模型鼠的基础上对AEG-1和学习认知的相关性进行初步研究。首先构建插入loxp位点的flox纯合型AEG-1^fl/fl小鼠,与海马、新皮层特异性表达Cre^+/+重组酶的工具鼠进行繁育,利用PCR技术筛选出子代基因型为AEG-1^fl/fl Cre⁺的海马皮质特异性AEG-1敲除小鼠;然后利用Western blot技术和免疫荧光技术检测AEG-1基因在小鼠海马皮质中的敲除效率;最后应用新物体识别箱和三腔社会互动箱并结合SMART 3.0分析系统,对海马皮质特异性AEG-1敲除小鼠的学习记忆和社会交互行为学进行初步评价。结果显示:成功获得子代基因型为AEG-1^fl/fl Cre⁺的基因敲除小鼠;AEG-1条件性敲除小鼠海马和皮质中AEG-1蛋白质表达水平较对照组显著降低;新物体识别结果表明AEG-1条件性敲除小鼠的区分系数明显低于对照组,表明AEG-1条件性敲除小鼠的学习记忆能力较弱,但是三腔交互结果表明AEG-1条件性敲除小鼠在社会交互上与对照组相比无明显差异。以上结果为AEG-1在学习认知方面的进一步研究奠定了基础。     

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。     

全面性癫痫伴热性惊厥附加症SCN1A基因G302D突变的膜片钳电生理研究

目的:探讨全面性癫痫伴热性惊厥附加症(GEFS+)SCN1A基因G302D突变的电生理机制。方法:采用体外定点诱变法构建携带有基因突变G302D的pCMV-SCN1A的表达载体,lipo2000脂质体转染法共转染pCMV-SCN1A-G302D质粒和pCD8-IRES-SCN1B质粒到HEK-293细胞系,进行全细胞膜片钳电生理实验记录Navl.1通道电流及动力学参数,由pClamp10.0以及OriginPro8.0软件分析。结果:SCN1A-G302D突变体与野生型相比,电流密度降低,激活速度减慢,失活后恢复时间延长。失活参数两者相比没有显著性统计学差异。结论:SCN1A基因G302D突变导致Navl.1通道功能部分丧失,可能是导致GEFS+的病因。     

去泛素化酶OTUB1肝脏特异性基因敲除小鼠模型的构建与表型分析

目的:建立OTUB1肝脏特异性基因敲除小鼠模型,初步分析其表型并研究OTUB1基因与肝脏代谢的关系。方法:利用Cre/Loxp系统构建条件性基因敲除小鼠模型,即将OTUB1~(fl/fl)转基因小鼠与Alb-Cre小鼠杂交,子代自交,得到OTUB1肝特异性基因敲除小鼠并进行鉴定。取同窝对照小鼠(control,NC)和肝特异型基因敲除(hepatic-specific OTUB1 knockout,HCKO)小鼠,通过PCR和免疫印迹(Western blot),确证OTUB1肝脏特异性基因敲除小鼠模型是否成功构建。通过组织病理学方法,分析主要组织器官的形态以及是否存在自发的病变;通过血清生化指标检测肝脏脂代谢水平;通过血糖耐受实验(GTT)分析HCKO小鼠对血糖的控制。结果:基因组测序和Western blot检测结果显示HCKO小鼠肝脏中OTUB1被敲除,其他组织中OTUB1表达水平无变化,证明OTUB1肝脏特异性基因敲除小鼠模型构建成功。HCKO小鼠出生正常,各组织器官无异常,生化指标中总胆固醇水平明显降低,表明OTUB1影响肝脏脂代谢水平。糖耐受实验中HCKO小鼠血糖回落迅速,表明敲除OTUB1影响肝脏血糖调节稳态。结论:应用Cre/Loxp技术成功建立OTUB1肝脏特异性基因敲除小鼠模型,为研究OTUB1在肝脏的生理功能和调控机制提供了重要的动物模型。     

基因敲除技术及其在JNK-2研究中的应用

基因敲除技术,是利用同源重组的基因打靶技术,将打靶构建物与野生型的等位基因同源重组并交叉互换,经筛选得到所需的某一目的基因缺失的DNA片段,并创建出表达特异性状的动物模型.由于干细胞培养和稳定转染技术的发展,使基因敲除在JNK-2的基因功能、酶学功能研究中的作用日益受到重视.本文就该技术及其在JNK-2研究中的应用、进展及存在的问题做一综述.     

基于Cre/loxP系统的睾丸组织特异性敲除Elovl4基因小鼠模型的构建及敲除效率检测

极长链多不饱和脂肪酸(very long chain polyunsaturated fatty acids,VLC-PUFAs)是哺乳动物视网膜、睾丸等极少数组织中特有的脂肪酸,其生物合成的关键酶为极长链脂肪酸延长酶4(very long chain fatty acid elongase 4,Elovl4)。建立组织特异性敲除Elovl4基因的动物模型有利于深入研究VLC-PUFAs的生物学功能,因此,本研究基于Cre/loxP系统,先分别构建了Stra8-Cre小鼠和Elovl4 floxed小鼠,通过杂交获得(Elovl4[flox/+],Stra8-Cre)杂合子基因敲除小鼠,再选择雌鼠与Elovl4 floxed纯合子雄鼠即Elovl4 [flox/flox]雄鼠杂交,通过基因型鉴定筛选获得(Elovl4[flox/flox], Stra8-Cre)纯合子小鼠。利用RT-PCR、qRT-PCR、Western blotting、免疫组化和免疫荧光检测Elovl4在睾丸组织中的敲除效率,结果表明,无论是杂合子还是纯合子基因敲除小鼠,其睾丸组织中Elovl4的表达在mRNA及蛋白水平显著下调,但其他组织未受影响。本研究成功构建了睾丸组织特异性敲除Elovl4基因小鼠,为后续研究VLC-PUFAs对雄性小鼠生殖功能的影响及相关分子机制提供可靠的动物模型。     

Vps28基因敲除小鼠模型的构建及其对泌乳和免疫性状影响的研究

尽管基于QTL定位和关联分析研究挖掘了许多奶牛产奶性状候选功能基因,然而仅有少数几个基因经过体内外的功能验证.本课题组前期全基因组关联分析(GWAS)研究结果表明Vps28基因与奶牛产奶性状表型显著相关,并在奶牛乳腺组织中特异性高表达.为了深入了解该基因对泌乳性状的作用和功能,本研究利用CRISPR/Cas9技术构建了...     

竞争性PCR检测MLC_2-糜酶融合基因在转基因小鼠中的组织特异性表达

 用竞争性 Ｐ Ｃ Ｒ 方法定量检测了大鼠肌球蛋白轻链 ２ 启动子（ｍ ｙｏｓｉｎ ｌｉｇｈｔ ｃｈａｉｎ ２ ｐｒｏｍ ｏｔ ｅｒ, Ｍ Ｌ Ｃ２） 糜酶（ｃｈｙｍ ａｓｅ）融合基因在转基因小鼠不同组织中的表达情况,发现 Ｍ Ｌ Ｃ２ ｃｈｙｍ ａｓｅ融合基因在转基因小鼠的心脏中有较高水平的表达,在骨骼肌中表达水平较低,在肾脏中有微弱表达;而在肝脏和肺中未检测到．表明 Ｍ Ｌ Ｃ２ ｃｈｙｍ ａｓｅ 融合基因改变了野生型 ｃｈｙｍ ａｓｅ 在生物体内的表达特性,不仅提高了表达效率,而且赋予了一定的心脏组织特异性,为进一步研究 ｃｈｙｍ ａｓｅ 基因在心脏中的功能奠定了基础．     

小鼠烫伤模型及其在中草药抗菌作用研究中的初步运用

小白鼠经烫伤后在烫伤部位皮下立即接种极小量绿脓杆菌可以导致动物有规律地死亡。烫伤面积约为小鼠体表面积的6%,接种量1—2×10~4CFU。用胃膜素制成细菌悬液,接种量可以减少至40—50 CFU。庆大霉素及氯霉素能有效地保护动物。多粘菌素及所试的十多种中草药及其粗提物均未能显示保护作用。     

小鼠皮下脓肿模型及其在中草药抗菌作用研究中的初步运用

小鼠对化脓性球菌皮下感染有较强抵抗力。通常皮下接种10~7—10~8以上的金黄色葡萄球菌才能形成局部脓肿。我们利用胃粘液素可以提高动物敏感性的道理将少量化脓性细菌接种于小鼠皮下获得了脓肿病变,并利用它对一些中草药及部分中草药的粗提物进行了抗菌作用的体内研究。     

包含BTB锌指结构的新基因Bsg2结构特性及其在发育阶段的组织表达特异性

通过消减差异筛选法寻找小鼠胚胎发育过程中在脑中特异表达的基因 .克隆得到的脑特异表达新基因 2 (brainspecificgene 2 ,简称Bsg2 )长 36 91bp ,通过生物信息学方法预测其编码一个含713个氨基酸的锌指蛋白 .此蛋白N端有一个BTB(BR C ,ttkandbab)结构域 ,C端有 9个连续的C2H2锌指结构 .该基因定位在小鼠 12号染色体上 ,包含 1个内含子和 2个外显子 .应用生物信息学和RT PCR方法分别检验该基因在小鼠各组织中的表达 .结果表明 ,Bsg2基因在小鼠胚胎及成体的各组织中普遍表达 ,在脾、肾、睾丸、肠、子宫和脑的表达水平较强 .利用整体 (wholemount)原位杂交研究其时空表达模式 .结果显示 ,Bsg2在早期的小鼠胚胎和不同时期鸡胚的头部均特异表达 ,在11d鼠胚的肢芽里也有较强的表达 .Bsg2基因的结构和表达特征预示它编码 1个具有DNA结合功能的转录调控因子 ,同时揭示它在脑的发育和器官形成过程中发挥着重要作用     

金黄色葡萄球菌SarA、IcaA及其融合基因的DNA疫苗构建及在小鼠免疫应答中的初步研究

目的:探究SarA-AG、IcaA-AG及IcaA-SarA-AG(Azami Green用AG表示)融合基因的DNA疫苗及对小鼠免疫应答的影响。方法:以金黄色葡萄球菌基因组为模板,通过PCR等反应进行SarA-AG、Ica A-AG及IcaA-SarA-AG融合基因DNA疫苗的构建,将DNA疫苗转染至HeLa细胞,荧光显微镜下观察DNA疫苗的瞬时表达情况,将转染成功2周后的细胞进行基因组提取,PCR检测质粒在染色体上的整合情况。使用AG、SarA-AG(A组)、Ica A-AG(B组)及Ica A-SarA-AG(C组) 4组免疫BALB/c小鼠,应用ELISA试剂盒检测小鼠血清中IgG抗体、IL-2、IL-4、IL-13、IFN-γ及TNF-α的分泌情况。结果:成功构建SarA-AG、IcaA-AG及Ica A-SarA-AG融合基因DNA疫苗,荧光显微镜下观察DNA疫苗转染情况,结果显示有绿色荧光。提取细胞基因组PCR检测结果显示未出现目的基因条带。免疫小鼠后,A、B、C组均能够诱导小鼠产生较高水平的IgG抗体。与空白组及空载体AG组相比,A、B组均能分泌较高水平的IL-2(P 0.001)、IFN-γ(P 0.001)、TNF-α(P 0.001)、IL-4(P 0.01)及IL-13(P 0.01),而C组TNF-α(P 0.05)、IL-4(P 0.05)及IL-13(P 0.05)分泌较少,但差异有统计学意义,细胞因子的分泌随着免疫次数的增加,差异显著增加。空白组及空载体AG组细胞因子无显著差异。结论:成功构建SarA-AG、IcaA-AG及IcaASarA-AG融合基因的DNA疫苗,且成功在真核细胞中表达。PCR验证结果证实了DNA疫苗的安全性。DNA疫苗免疫小鼠后可诱导体液免疫应答和以Th1细胞为主的细胞免疫应答,具有较好的应用前景。     

基因敲除技术及其在研究线粒体动力学与胰岛素抵抗关系中的应用进展

线粒体动力学即线粒体融合和分裂保持动态平衡的过程,该过程由融合/分裂相关蛋白精确调控完成,对于线粒体代谢、质量和功能有着重要的生理意义,而这些蛋白发生异常可引发线粒体动力学失衡,进而引起线粒体功能障碍并引发各种疾病状态。文中围绕基因敲除技术,详细阐述了编码融合/分裂相关蛋白的基因敲除鼠在胰岛素抵抗研究工作中的作用及应用进展,以期为今后研究线粒体动力学失衡致胰岛素抵抗的信号转导机制奠定基础。     

sTNFR-IgGFc融合基因在内皮细胞中的表达及其对小鼠关节炎模型的基因治疗研究

可溶性肿瘤坏死因子受体(sTNFR)可以拮抗肿瘤坏死因子的活性,因此已被用来治疗与TNF相关的炎性疾病。本研究将sTNFR与IgGFc片段的融合蛋白基因克隆到真核表达载体pStar上,转染到人的内皮细胞中,获得了表达。表达的sTNFR-IgGFc能够拮抗TNFα对L929细胞的细胞毒活性。将该质粒DNA与脂质体混合,经尾静脉注射到Ⅱ型胶原诱导的关节炎小鼠体内后,应用RT-PCR在鼠的肝脏检测到了sTNFR-IgGFc的表达,并显著地改善了治疗组小鼠关节炎症状和病理反应。这表明抗TNF基因治疗有可能作为治疗类风湿性关节炎的新的途径。     

一种新型免疫PCR基因探针的构建及其在诊断中的初步研究

利用叶绿素分子 (chlorophyll)作为共价连接蛋白质与核酸的中间分子 ,构建了甲胎蛋白 (α fetoprotein ,AFP)抗体的基因探针 ,并用构建的基因探针通过免疫PCR对AFP进行了诊断的初步研究 .结果表明 ,其检测灵敏度比ELISA高 1 0 ⁴～1 0 ⁵ 倍 .基因探针的构建方法完全避免了蛋白质与有机溶剂的接触 ,基本保持了抗体的原有活性 ;并且人为地将蛋白质定向地锚定在dsDNA分子上 ,使PCR扩增不受任何影响 .构建的基因探针采用一定的保藏方法 ,室温中活性保存至少 6个月 .构建方法精简 ,成本低 ,易于推广应用     

人凝血IX因子基因乳腺组织特异性表达载体的构建及其在奶山羊乳腺中的分泌性表达

血友病B(Hernophilia B)是由于人凝血IX因子(hFIX)缺乏所致的一种严重出血性疾病。常规治疗方法是通过输血或输入人浓缩凝血IX园子来实现的,因此患者很容易被肝炎病毒甚至爱滋病毒感染。近年来,人们期望通过转基因动物乳腺表达并从乳汁中分离生产hFIX蛋白,以解除血友病患者的痛苦。以转基因动物的乳腺组织即乳腺生物反应器生产外源蛋白具有原核生物,酵母以及离俸真核细胞生产系统所不具备的优点：生产的外源蛋白经过体内加工和修饰,特别是真核蛋白的转译后加工(如糖基化和羧基化)．其生化特性、生物学活性与天然蛋白完全相同^[1];另外从乳汁中生产外源蛋白不需要复杂的工厂设备。因此开展人凝血IX因子乳腺生物反应器的研究具有重要的经济意义和临床应用价值。转基因动物乳腺生物反应器的关键在于外源基因乳腺组织特异性表达载体的构建。我们利用小鼠MAR元件(Matrix attachment regions)．牛的β-casein基因调控顺序,hFIX mini-gene和hFIX cDNA分别建成两种乳腺组织特异性表达载体pMCIXm和pMCIX,经SA脂质体包埋载体DNA后直接转染奶山 羊乳腺小叶,hFIX蛋白在奶山革乳汁中获得瞬间分泌性表达,最高表达量为13.7ng/ml乳汁。其中含hFIX mini-gene的表达载体在奶山羊乳汁中的表达量高于含hFIX cDNA的表达载体．表明hFIX的in-tronl能够提高该基因在活体奶山羊乳腺中的表达。A7单抗和柠檬酸钡吸附检测表明乳汁中的hFIX 蛋白羧基化和活性比率都在90％以上。以上结果肯定了载体构建的正确性．不但为研制hFIX蛋白乳腺生物反应器提供了有效的表达载体,同时也表明利用阳离子SA脂质体包埋质粒DNA直接转染活体物乳腺可以作为验证乳腺表达载体构建正确性的快速检测手段。     

PRKAG2基因新突变体重组腺病毒载体的构建及其在心肌细胞中的表达

目的:构建携带人全长PRKAG2基因新突变体(PRKAG2 G100S)及增强型绿色荧光蛋白报告基因(EGFP)的重组腺病毒载体,并将其在乳鼠心肌细胞中表达.方法:利用Invitrogen的GatewayTM技术,通过重叠PCR技术将目的基因突变体PRKAG2G100S-IRES-EGFP及野生型PRKAG2-IRES-EGFP定向克隆至入门载体pDONR221上,然后与腺病毒载体pAd/CMV/V5-DEST重组反应,形成包含目的基因及EGFP的腺病毒表达克隆.经筛选阳性表达克隆并测序验证后,Pacl酶切、包装、扩增、纯化获得携带EGFP及PRKAG2基因的重组体腺病毒.病毒PCR鉴定并将其感染原代培养的SD乳鼠心肌细胞.用Western blot技术检测PRKAG2蛋白的表达.结果:成功构建了携带人PRKAG2 G100S及EGFP基因的重组腺病毒,病毒的滴度为8.4×108 pfu/ml.荧光显微镜下可见Ad-PRKAG2 G100S重组体腺病毒感染后的乳鼠心肌细胞表达EGFP而发出绿色荧光,PCR证实重组腺病毒载体构建成功,Western blot证明PRKAG2蛋白在乳鼠心肌细胞中过表达.结论:成功构建了携带EGFP基因的Ad-PRKAG2 G100S重组腺病毒载体并将其在乳鼠心肌细胞中正确表达,为今后突变体PRKAG2基因的功能研究奠定了基础.