活体注射导入的人生长激素融合基因在小鼠乳腺中的暂态表达

以牛ａｓｌ－酪蛋白基因的５’端及上游区３．４ｋｂ和３’端及下游区３．５ｋｂ作为调控元件,以人生长激素基因作为报告基因构建了融合基因,通过乳腺、心脏注射到小鼠体内,利用放射免疫分析方法（ＲＩＡ）在泌乳期小鼠的乳汁中检测到了表达的人生长激素,表明融合基因的构建是正确的。并由此建立了通过靶组织注射结合心脏注射对融合基因的构建进行考察的快速简便方法。其中通过心脏注射而于乳腺获得特异性表达的实验结果尚未见报道。     

转基因动物乳腺暂时性表达系统的建立

以乳清酸蛋白(WAP)基因5′区为调控序列,人基因组G-CSF基因为目的片段,同时将WAP基因第一内含子插入G-CSF基因5′端,构建成转基因动物乳腺表达载体。将其直接注射到小鼠乳腺,在泌乳期表达出人G-CSF。表明乳腺直接注射质粒的方法可以做为暂时性的一种表达系统,同时也表明内含子对表达有一定的作用。     

人乳铁蛋白cDNA 基因乳腺表达载体的构建与鉴定

为了构建人乳铁蛋白基因 (hLF) 的乳腺表达载体并验证其在乳腺细胞中的表达情况,本载体以山羊β-casein基因上游包括启动子、外显子1、内含子1、部分外显子2作为5′端调控序列,下游包括部分外显子7、内含子7、外显子8、内含子8、外显子9及3′部分基因组片段作为3′端调控序列,长度分别为6.2 kb和7.1 kb,将hLF基因 (目的基因) 和Neo基因 (筛选标记) 分别插入到5′端调控序列和3′端调控序列的下游,构建成pBC1-hLF-Neo载体,其全长为25.348 kb。为了检测该载体的生物学     

牛β-酪蛋白基因的克隆及乳腺特异性表达载体的构建

利用PCR技术分3段克隆了长约9．7kb的牛β-酪蛋白基因,分别克隆在pGEM-T easy Vector的T位点。经NCBI Blastn分析,与牛β-酪蛋白基因相应区段的同源性为98％。这3段序列包含完整的5’侧翼序列、前8个外显子及第8个内含子的部分序列。以此构建了两个乳腺特异性表达载体：利用第1段和第2段共有的酶切位点将两段融合,作为5’调控区（6．8kb）,第3段和实验室已有的600bp的加尾信号通过重组PCR拼接作为3’调控区（3．4kb）构建了一乳腺特异性表达载体;以第一段作为5’调控区,实验室已有的600bp加尾信号作为3’为调控区构建了另一乳腺特异性表达载体。可以应用于进一步乳腺生物反应器的研制。     

中枢神经系统特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠

利用从129sv小鼠基因组文库克隆得到的1．8kb的胶质细胞原纤维酸性蛋白(GFAP)基因的5′端调控序列,构建了含有2个β—珠蛋白绝缘子、GFAP5′端调控区、Cre基因和人生长激素基因(hGH)polyA的转基因载体pGFAP—Cre—hGH。以显微注射的方法将7．6kb的转基因片段pGFAP—Cre—hGH引入191枚小鼠基因组受精卵,其中176枚分别移植至8只假孕母鼠的输卵管中使其发育,共获得子代小鼠25只。经PCR和Southern杂交鉴定其中7只小鼠基因组上整合有Cre基因,整合率为28％。用整合有Cre基因的转基因小鼠与基因组上整合有LoxP位点和LacZ表达框的ROSA26鼠杂交,以检测Cre酶的活性、组织特异性及其介导的两个LoxP位点间的重组。LacZ染色结果表明,GFAP—Cre转基因小鼠只在中枢神经系统中表达Cre重组酶并能在体内成功介导LoxP位点间的重组。     

香蕉果实特异性ACC合酶基因启动子区的克隆及其功能初探

根据本实验室所获得的香蕉果实特异性ACC合酶cDNA序列,以改进的接头连接PCR方法通过两次步行从香蕉基因组中分别扩增并克隆了其基因5′旁侧区近端1.2kb和远端1.6kb的片段。通过拼接,构建出含有2505bp启动子区和转录起始位点下游86bp的共2591bp的基因5′旁侧区片段;其启发性动子区中34至28为推测的TATA盒序列,158至146为推测的CCAAT盒,与其它植物基因启动子结构相类似。将2.5kb启动子片段与β-葡糖苷酸酶(GUS)基因编码序列融合,用基因枪法将构建的嵌合基因转入香蕉叶、根和果实的细胞后,只在果实细胞中观察到报告基因的瞬时表达,从功能上证明了此25kb的启动子片段具有指导报告基因在香蕉果实中特异性表达的作用。同时构建5个含不同5′端缺失启动子与GUS融合基因的表达载体。瞬时表达结果表明可能负责果实特异性表达的调控区存在于转录起始位点至-1111的启动子区中,而在-1111至-608区间可能存在一个正控制区。     

内含子的位置不影响转基因的表达

内含子在转基因动物的基因表达中具有重要作用,以乳清酸蛋白（ＷＡＰ）基因５′区为调控序列,人基因组Ｇ－ＣＳＦ基因为目的片段,将ＷＡＰ基因第一内含子插入Ｇ－ＣＳＦ基因５′端,构建成转基因动物乳腺表达载体。将其直接注射到小鼠乳腺,在泌乳期表达出人Ｇ－ＣＳＦ。表明内含子在５′端的位置不影响转基因的表达,同时也表明内含子对表达有一定的作用。     

通过染色体外同源重组建立乳腺中表达外源基因的转基因小鼠

为研究染色体外重组方法在创建转基因动物中的应用,选取牛asl酪蛋白基因的5′及3′侧翼区和氯霉素乙酰化酶编码区,构建了两个具有3 kb相互重叠的融合基因.将这两个DNA片段末端脱磷酸后,以摩尔比1:1的比例混合,通过显微注射导入小鼠受精原核,最后获得了11个品系的转基因小鼠.对其中10个品系的小鼠的整合分析表明,所注射的两个DNA片段均发生了染色体外同源重组,而且除了 1个品系的小鼠丢失了大约1kb的序列外,其余品系小鼠的重组产物与预想的结构符合.在当代和后代的转基因小鼠乳汁中均可测到氯霉素乙酰化酶的活性.这表明融合基因在转基因小鼠乳腺中得到表达和分泌,也说明显微共注射两个相互重叠的基因片段是建立转基因动物的一个可行途径.     

表达人尿激酶原突变体的重组山羊乳腺特异性表达慢病毒载体的构建

目的：构建山羊乳腺特异性表达尿激酶原突变体的重组慢病毒载体,证明其表达的有效性。方法：将劳氏肉瘤病毒增强子／启动子、复制缺陷型人免疫缺陷病毒（HIV-1）的5′端长重复序列（LTR）、HIV-1ψ包装信号、HIVRev反应元件、山羊β-酪蛋白调控序列、尿激酶原M13cDNA、AU3／3′LTR、牛生长激素（BGH）基因poly（A）依次连接,构建乳腺特异性表达的慢病毒载体,通过体外转染人乳腺癌细胞系MCF-7、中国仓鼠卵巢细胞及泌乳山羊乳腺注射证明其表达有效性。结果：酶切鉴定证实山羊乳腺特异性表达载体构建正确;将该载体转染细胞,采用溶圈法和Western印迹检测证实了其表达的有效性;慢病毒载体注射到泌乳山羊的乳腺,在乳汁中也检测到了尿激酶原的表达。结论：为在转基因动物乳腺中表达尿激酶原突变体奠定了基础。     

牛BLG基因5＇调控成分的克隆和制备乳腺生物反应器研究

用PCR法克隆了牛β-乳球蛋白(BLG)基因的 1个片段,它包括 650 bp的 5’侧翼序列,第一二外显子和第一内含子.以该片段中的 650 bP的侧翼序列及转录起始位点下游 11 bP的非编码区(共 661 bP)作为调控序列,与人生长激素(hGH)基因构建成了表达载体,在培养的原代山羊乳腺上皮细胞中进行暂时表达,结果在激素诱导下, hGH基因能够表达,并且表达产物的绝大部分分泌到培养基中.将上述表达载体中的BLG/hGH融合基因部分经显微注射法制得5只转基因阳性小鼠,其中1只小鼠乳清中hGH的含量为420 μg/mL而血清中仅为0.051μg/mL,说明本实验克隆的牛BLG基因5’调控序列可以控制目的基因在转基因动物中表达,基本上具有乳腺特异性,而且产物能分泌至乳汁中.     

牛β-乳球蛋白基因调控序列指导组织型纤溶酶原激活剂在小鼠乳腺中的表达

用全长8.4kb的牛β－乳球蛋白基因（BLG）作为调控序列,用1.6kb的鸡溶菌酶MAR序列作为对抗转基因中位点效应的工龄,构建了组织型纤溶酶原激活剂（tPA）乳腺表达载体。对2300枚卵进行显微注射,以PCR和Southern-Blot检测,在170只出生小鼠中获得9只整合有牛BLG－tPA融合基因的转基因小鼠,并在转基因小鼠乳汗中检测到tPA r itd ntg ,tPA的表达水平最高达到12μg/mL。整合的小鼠基因组中的牛BLG－tPA融合基因能稳定地遗传给子代。     

牛β-乳球蛋白基因调控序列指导组织型纤溶酶原激活剂在小鼠乳腺中的表达

用全长8.4kb的牛β-乳球蛋白基因(BLG)作为调控序列,用1.6kb的鸡溶菌酶MAR序列作为对抗转基因中位点效应的工具,构建了组织型纤溶酶原激活剂(tPA)乳腺表达载体。对2300枚卵进行显微注射,经PCR和Southern\|Blot检测,在170只出生小鼠中获得9只整合有牛BLG-tPA融合基因的转基因小鼠,并在转基因小鼠乳汁中检测到tPA的活性,tPA的表达水平最高达到12μg/mL。整合在小鼠基因组中的牛BLGtPA融合基因能稳定地遗传给子代。     

连续3次缺口修复构建小鼠乳清酸蛋白-人血清白蛋白杂合基因座

目的:构建人血清白蛋白(hSA)与小鼠乳清酸蛋白(mWAP)调控序列的杂合基因座。方法与结果:在pBR322载体上连入预先无痕连接的3对同源臂,利用基于Red同源重组系统的缺口修复(gap-repair)技术,分别对8kb的mWAP基因座3′调控区、16 kb的hSA基因组编码序列及13 kb的mWAP基因座5′调控区进行连续3次基因抓捕,最终将全长37 kb的乳蛋白杂合基因座构入pBR322载体;通过PCR扩增、限制性内切酶消化和序列测定验证,确定mWAP基因座中的编码序列被精确地置换为hSA的基因组编码序列。结论:构建了整合有mWAP-hSA杂合基因座的pBR322载体,为研究杂合基因座在乳腺中的表达效果及置换型基因座表达的可行性提供了数据。     

人α-乳白蛋白在转基因小鼠乳汁中的动态表达图貌

利用人α-乳白蛋白基因(hα-Lac)探针从8×10⁵个噬斑中筛选出两个阳性克隆, 以此构建了包含有7.3 kb的hα-Lac的5′调控序列、2.0 kb的编码区和227 bp的牛生长激素3′UTR的乳腺表达框架. 通过显微注射方法获得5只hα-Lac转基因整合雌性小鼠. 对其中1只转基因表达量较高(达到0.3 mg/mL)的小鼠的一个泌乳期中人乳白蛋白的表达过程分析表明: 转基因并不遵从小鼠内源的α-Lac的表达图貌, 而是以转基因特异的方式表达, 表现为在分娩后的前3天转基因的表达低, 自第4天开始逐渐增高, 到第13~14天达到峰值后渐趋稳定, 并持续到泌乳期结束. 在第2个泌乳期中, 转基因的表达量与首次泌乳期的水平相当. 此外, 转基因表达小鼠的泌乳量较正常小鼠和非表达整合小鼠有一定的增加, 提示泌乳过程中较高浓度的α-Lac可能引发了产乳量的增加.     

胰腺组织表达Cre重组酶转基因小鼠的建立及鉴定

组织特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠是进行组织特异性基因剔除研究的重要工具。为了建立胰腺组织特异性Cre转基因小鼠,我们通过PCR克隆了大鼠胰岛素基因启动子,并用它指导Cre基因在胰岛细胞中的特异性表达。在Cre重组酶基因5′端添加了真核核糖体结合序列和核定位序列以使Cre重组酶能穿越核膜在细胞核中发挥功能;同时,在Cre基因3′端添加了含内含子的3′端人生长激素基因。表达载体经显微注射导入小鼠受精卵以建立转基因小鼠。PCR检测显示共获得7只Cre整合阳性的转基因首建者小鼠;RTPCR结果表明其中1只首建者小鼠的子代鼠在胰腺中转录了外源基因,进一步的Southern杂交结果表明,该转基因小鼠能够在胰腺中表达有功能的Cre重组酶。      

牛αS1-酪蛋白5′调控序列驱动人α-LA基因与LacZ基因在牛乳腺上皮细胞中的表达

将牛αS1-酪蛋白5′调控序列约1.2 kb的片段,连接到含SV40启动子调控下β-半乳糖苷酶基因(LacZ)的PSV载体上,做为启动子,在其后连接0.76 kb的人α-乳白蛋白基因(α-LA),构建真核表达载体 αS1-LA-psv．采用组织块接种法,培养奶牛乳腺上皮细胞,经传代纯化后,对细胞接种存活率、群体倍增时间、生长曲线、形态学等生物学性状进行检测,用免疫荧光细胞染色法对培养的奶牛乳腺上皮细胞进行角蛋白18鉴定,结果表明,成功建立奶牛乳腺上皮细胞系,细胞传至20代以上时仍保持旺盛的增殖活力．将构建的真核表达载体 αS1-LA-psv 转染奶牛乳腺上皮细胞,培养24～120 h均检测到了β-半乳糖苷酶的表达;培养72 h检测到细胞中人α-乳白蛋白的表达,表达量约为0.64 g/L．实验结果表明,建立的奶牛乳腺上皮细胞系具有外源基因表达活性,得到的牛αS1-酪蛋白5′调控序列能作为启动子指导外源基因的表达,构建的真核表达载体能在体外培养的牛乳腺上皮细胞中同时表达人α-乳白蛋白和β-半乳糖苷酶．     

牛β-乳球蛋白基因的克隆及其调控外源基因表达的研究

目的制备乳腺生物反应器所必需的乳腺特异性表达的调控序列,并验证其指导外源基因表达的能力.方法用PCR法从奶牛染色体上分5段扩增出了全长8.2Kb的牛β-乳球蛋白基因,包括1.8Kb的5′侧翼区、1.7Kb的3′侧翼区及4.7Kb的gDNA区.扩增出的各片段克隆到T-载体上,酶切鉴定及序列分析均证实了所扩增片段的正确性.将五个片段与荧光素酶cDNA拼接成荧光素酶瞬时表达载体并在小鼠乳腺中瞬时表达.结果注射荧光素酶瞬时表达载体的小鼠乳汁中明显测出了荧光素酶活性.结论所克隆的牛β-乳球蛋白基因表达调控序列能够指导外源基因在小鼠乳腺中表达.     

人促血小板生成素在转基因小鼠乳腺中定位表达的研究

通过转基因动物乳腺生物反应器大规模生产药用蛋白质已成为现代生物技术新的生长点之一。为研制表达人促血小板生成素的哺乳动物生物反应器的转基因小鼠模型,本论文以小鼠乳清酸蛋白（mWAP)基因5‘端调控区和牛α-sl-酪蛋白基因3‘端调控区作为调节元件构建了用于表达人促血小板生盛开纱的乳腺组织特异性表达载体pWAPTPO(Fig.l)。通过常规显微注射的方法把mWAP启动子指导的hTPO表达载体导入小鼠受精卵,获得出生小鼠16只,经PCR检测,有6只为转基因阳性（Fig.2)。G0代小鼠中转基因整合率为37.5%(6/16),用ELISA方法在G0代转基因雌鼠的乳汁中检测了促血小板生成素的表达,表达量在0.8μg/mL以上（Tablel)。这些结果表明我们已建立了乳腺表达hTPO的转基因小鼠模型,为以后大型家畜乳腺生物反应器的研制提供了科学依据。     

人及小鼠钠通道SCN3A基因的启动子及其上游调控区的分析

为了比较研究人与小鼠SCN3A基因的启动子及其上游调控区的特征,采用5′-Full RAGE方法对人及小鼠SCN3A基因的转录起始点进行了准确定位,通过序列测定及对比分析证明:确定人和小鼠SCN3A基因的转录起始点均为"A",人SCN3A基因转录起始点位于翻译起始点上游约27 kb处,而小鼠位于翻译起始点上游约31 kb处.人SCN3A基因5′非翻译区存在两个5′非翻译外显子,而小鼠只有一个5′非翻译外显子.人和小鼠SCN3A基因核心启动子区(-80～+70)的同源率高达96.0%,存在相同的启动子核心元件,BRE/和TATA;在-400至+200区段内预测到人存在而小鼠不存在的转录因子有PHR1、GATA-1、FOXN2、NF-及AP-4,小鼠存在而人不存在的转录因子Sp、Sp3及GBF.人和小鼠SCN3A启动子区特征的异同将为进一步研究该基因在人和小鼠的表达调控机制提供重要线索.     

连续3步缺口修复构建小鼠乳清酸蛋白-人溶菌酶杂合基因座

目的:构建一个利用小鼠乳清酸蛋白(mWAP)基因座完整的上下游调控序列指导人溶菌酶(hLYZ)基因组序列在乳腺内特异性高效表达的mWAP-hLYZ杂合基因座,实现人溶菌酶的高效表达。方法:采用连续3步缺口修复的方法。首先,以pBR322载体作为骨架,插入预先合成的6个同源臂序列,构成能够连续进行3次缺口修复的基因抓捕载体。然后在大肠杆菌内利用λ噬菌体Red同源重组系统介导的同源重组方法:第一步,从含mWAP基因座的细菌人工染色体(BAC)上亚克隆8 kb的mWAP基因3’端完整侧翼序列到抓捕载体上;第二步,从含hLYZ基因的BAC上亚克隆5 kb的从起始密码子(ATG)到终止密码子(TAA)的hLYZ基因组序列;第三步,从mWAP BAC上亚克隆9kb的mWAP基因5’端完整侧翼序列,并使上述3个片段在抓捕载体上自动无痕地连接在一起。结果:构建了全长约22 kb的mWAP-hLYZ杂合基因座,经PCR扩增、限制性内切酶酶切和序列测定验证,构建的杂合基因座达到原mWAP基因座中mWAP基因组编码序列从起始密码子(ATG)到终止密码子(TAA)完全被hLYZ基因组序列精确置换的目的。结论:通过连续3步缺口修复构建杂合mWAP-hLYZ基因座乳腺表达载体,为乳腺生物反应器高效表达人溶菌酶提供了可行的思路和方法。