尿素通道蛋白B基因敲除小鼠心脏电生理特性的改变

目的:研究尿素通道蛋白B(UT-B)基因敲除对小鼠心脏电生理特性的影响。方法:使用常规的心电图、心肌细胞动作电位记录方法和膜片钳实验技术。结果:①UT-B基因敲除小鼠30%发生了不同程度的心律失常,而对照组的野生C57小鼠无一例发生心律失常。②基因敲除小鼠心室肌细胞动作电位幅值(APA)及最大除极速度(Vmax)明显受到抑制(P<0.05),而心室肌细胞动作电位复极50%、90%时程(APD50、APD90)和正常对照组比明显延长(P<0.05)。③基因敲除小鼠心室肌细胞膜上钠离子通道电流幅值和对照组比明显降低(p<0.01)。结论:UT-B基因敲除可以导致小鼠心脏电生理特性发生改变。     

海葵毒素对心肌钠通道开放模式，动作电位及心电图QT周期的影响

应用膜片箝技术记录游离豚鼠心肌细胞的钠通道电流,细胞内微电极技术记录心室乳头肌的动作电位和心电图机记录豚鼠的心电图,使用与心肌;细胞钠通道有高度亲和力的海葵毒素（sea anemone toxin,ATXⅡ）改变钠通道开放的动力过程,从三个水平来研究钠通道,动作电位,心电图变化的关系,并试图探讨长QT综合征（long QT syndrome,LQTs)的发病机制,结果显示,ATXⅡ使钠通道的开放频率增加,钠通道中“长时间开放模式”的开放时间常数增大,动人电位的持续时间APD50和APD50也分别增加了23％和27％,ATXⅡ使动物心电图QT间期延长18．6％,QTc(校正的QT间期）增大18．9％,这些结果提示,钠通道动力过程的变化对动作电位和心电图QT间期有重要影响,钠通道功能或结构的变异可能是临床上部分长QT综合征产生的原因。     

乙醇对大鼠心肌动作电位及人Kv1.5通道的影响

为了研究乙醇对心肌动作电位的作用及其机制,本实验采用标准玻璃微电极细胞内记录技术记录离体大鼠心肌细胞的动作电位(action potential,AP),采用全细胞膜片钳技术记录HEK293细胞上表达的人Kv1.5(human Kv1.5,hKv1.5)通道电流,观察6.25、12.5、25.0、50.0、100.0及...     

海葵毒素对心肌钠通道开放模式、动作电位及心电图QT间期的影响

应用膜片箝技术记录游离豚鼠心肌细胞钠通道电流, 细胞内微电极技术记录心室乳头肌的动作电位和心电图机记录豚鼠的心电图。使用与心肌细胞钠通道有高度亲和力的海葵毒素(sea anemone toxin, ATXⅡ)改变钠通道开放的动力过程, 从三个水平来研究钠通道、动作电位、心电图变化的关系, 并试图探讨长QT综合征(long QT syndrome, LQTs)的发病机制。结果显示: ATXⅡ使钠通道的开放频率增加, 钠通道中“长时间开放模式”的开放时间常数增大, 动作电位的持续时间APD50和APD90也分别增加了23%和27%。 ATXⅡ使动物心电图QT间期延长18.6%, QTc (校正的QT间期)增大18.9%。这些结果提示, 钠通道动力过程的变化对动作电位和心电图QT间期有重要影响, 钠通道功能或结构的变异可能是临床上部分长QT综合征产生的原因。     

水通道蛋白的生理功能 ——水通道基因敲除小鼠表型研究进展

水通道蛋白 (aquaporin, AQP) 是一族细胞膜上选择性高效转运水分子的特异孔道. 自从 Agre 等于 1992 年从红细胞膜发现第一个水通道蛋白 AQP1以来,有关水通道蛋白结构与功能的研究取得了迅速的、系列性的进展 . 已报道的哺乳动物 AQP 家族已有 11 个在蛋白质序列上有同源性成员 (AQP0~AQP10). AQP 在体内各系统组织中广泛表达,除了在与体液分泌和吸收密切相关的多种上皮和内皮细胞高表达外,在一些与体液转运无明显关系的组织细胞如红细胞、白细胞、脂肪细胞和骨骼肌细胞等处也有表达,提示 AQP 可能在多种器官生理和病理中发挥重要作用. 基因打靶技术是研究特定基因在体内生理功能的有力手段. 目前 AQP1、3、4、5 基因敲除和 AQP2 基因点突变的基因敲入小鼠模型 ( 模拟人类常染色体隐性遗传尿崩症 ) 已成功建立并广泛用于表型研究,在 AQP 水通道蛋白生理功能方面获得许多重要进展.     

胰岛素样生长因子结合蛋白4基因敲除小鼠的建立和鉴定

[目的]用CRISPR/Cas9技术构建胰岛素样生长因子结合蛋白4(IGFBP-4)基因敲除(knock-out,KO)小鼠,以研究IGFBP-4对脑发育的影响。[方法]将IGFBP-4引导RNA和Cas9 mRNA显微注射于小鼠受精卵,繁育小鼠并观察体重和脑重改变。PCR和RT-PCR鉴定DNA和mRNA突变,Isotropic Fractionator测脑细胞总数和神经元数量,Western Blot观察NeuN表达,转棒实验测试动物行为学。[结果]KO造成了4种DNA缺失和插入突变,选择缺失GGGT致移码突变的动物进行繁育。与野生型小鼠相比,3月龄KO小鼠体重减轻了10.8%(P <0.05),整脑、皮层和小脑重量分别减轻了7.2%、6.9%和10.3%(P <0.05),小脑神经元比例和NeuN表达水平分别降低了14.3%和15.3%(P <0.05),Rotarod运动能力有所降低。[结论]用CRISPR/Cas9成功制备了IGFBP-4 KO小鼠,动物体重和部分脑区重量和神经元数量受到了影响。     

GLAST基因敲除对小鼠表型及听力功能的影响

目的:观察谷氨酸天冬氨酸转运蛋白(GLAST)缺失对小鼠正常听觉功能的影响。方法:我们选用C57BL/6J背景的GLAST^+/-小鼠进行杂交,用琼脂糖凝胶电泳进行后代小鼠基因型鉴定。我们选用9～10周龄雄性小鼠,用免疫荧光染色技术检测耳蜗中GLAST蛋白表达,对敲除结果进行验证(n=3)。比较雌雄小鼠出生后7d至30 d体重变化及30 d的体长(n=8)。听性脑干反应(ABR)测试9-10周龄雌性和雄性小鼠听觉阈值及其Ⅰ波振幅的变化(n=5)。结果:雄性GLAST^-/-小鼠与雄性GLAST^+/+和GLAST^+/-小鼠相比,体重及体长均显著降低(P<0.01),其中雄性GLAST^-/-小鼠与GLAST^+/+相比,在P7至P30统计时间里,均表现出明显差异;与雄性GLAST^+/-小鼠相比,P15后均表现出体重显著性降低。而雌性GLAST^-/-小鼠与雌性GLAST^+/+和GLAST^...     

骨形态发生蛋白9基因敲除小鼠的构建

目的运用CRISR/Cas9技术敲除小鼠基因组中Bmp9基因片段,构建Bmp9基因敲除小鼠。方法根据Bmp9基因的外显子序列,设计一段sgRNA并合成。sgRNA体外转录后和Cas9mRNA混合后显微注射受精卵细胞,注射后的受精卵细胞移植至受体动物获得子代小鼠。提取子代小鼠基因组DNA测序鉴定其基因型。基因型鉴定正确的小鼠与野生型交配后筛选纯合子小鼠。同时取纯合子小鼠心脏、肝、脾、肺、肾,匀浆后提取总RNA和总蛋白,通过qPCR、WB和免疫组化检测BMP9在各组织中的表达。结果设计并合成20bp的sgRNA并进行体外转录,显微注射并回植后得到基因突变小鼠,连续交配后得F2代纯合子。测序结果显示,突变小鼠存在两种基因型,一种为5bp缺失突变,另一种为13bp缺失并伴有1bp插入突变。与野生型C57BL/6相比,qPCR、WB和免疫组化结果均表明基因敲除小鼠肝中BMP9表达显著降低。结论利用CRISPR/Cas9技术成功构建出了BMP9基因敲除小鼠。     

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。     

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。     

尿素对小鼠体表心电图和心室肌细胞钠离子通道电流的影响

目的：观察尿素对小鼠体表心电图和心室肌细胞钠离子通道电流的影响。方法：使用常规的心电图记录方法和膜片钳实验技术,分别记录小鼠体表心电图和心室肌细胞钠离子通道电流。结果：尿素可以使小鼠心率明显减慢（P〈0．01）,呈浓度依赖性,低、中、高三个剂量组的心率分别由给药前的（612±27、615±23、619±26）b·min^-1下降到给药后的（556±29、469±37、378±48）b·min^-1,并且中、高剂量组发生了不同程度的传导阻滞性心律失常;尿素对小鼠心室肌细胞钠电流有明显的抑制作用（P〈0．05）,钠电流分别由给药前的（8．76±0．91、8．87±1．01、8．77±0．96）nA降低到给药后的（7．32±0．68、5．69±0．64、4．58±0．57）nA,呈浓度依赖性。结论：尿素可以通过抑制心室肌细胞钠电流使小鼠发生传导阻滞性心律失常。     

EERα基因敲除小鼠的繁育及子代小鼠基因型的鉴定

目的 探讨雌激素受体α(ERα)基因敲除小鼠的优化繁育方法及ERα基因敲除小鼠子代鼠的鉴定方法,建立ERα基因敲除小鼠模型,为进一步研究ERα蛋白的功能奠定基础.方法 用4种不同的交配方式观察子代鼠的各表型比率及雌、雄性ERα基因突变纯合子小鼠的繁殖能力;从子鼠鼠尾中提取基因组DNA,用PCR方法扩增ERα基因片段,琼脂糖凝胶电泳后观察结果.HE染色观察雌、雄性ERα<'-/->小鼠生殖系统表型变化.结果 WT、ERα<'+/->、ERα<'-/->各表型小鼠互交繁殖结果基本符合孟德尔遗传规律,且雌、雄性ERα<'-/->小鼠无繁殖能力.与WT比较,雄性ERα<'-/->小鼠睾丸脏器系数降低,睾丸病理变化表现为生精小管管腔膨胀,生精细胞层变薄,且排列不规则;雌性ERα<'-/->小鼠子宫脏器系数降低,子宫和卵巢病变明显,表现为:子宫浆膜、肌层、内膜层细胞排列不规则,卵巢有囊性病变、充血,无黄体.结论 雌、雄性ERα<'+/->小鼠交配是繁育ERα<'-/->小鼠的较好方法;实验所用PCR方法能够精确鉴定ERα<'-/->小鼠,ERα<'-/->小鼠的获得为ERα蛋白功能的实验研究提供了较理想的动物模型.     

ERα基因敲除小鼠的繁育及子代小鼠基因型的鉴定

目的探讨雌激素受体α(ERα)基因敲除小鼠的优化繁育方法及ERα基因敲除小鼠子代鼠的鉴定方法,建立ERα基因敲除小鼠模型,为进一步研究ERα蛋白的功能奠定基础。方法用4种不同的交配方式观察子代鼠的各表型比率及雌、雄性ERα基因突变纯合子小鼠的繁殖能力;从子鼠鼠尾中提取基因组DNA,用PCR方法扩增ERα基因片段,琼脂糖凝胶电泳后观察结果。HE染色观察雌、雄性ERα-/-小鼠生殖系统表型变化。结果 WT、ERα+/-、ERα-/-各表型小鼠互交繁殖结果基本符合孟德尔遗传规律,且雌、雄性ERα-/-小鼠无繁殖能力。与WT比较,雄性ERα-/-小鼠睾丸脏器系数降低,睾丸病理变化表现为生精小管管腔膨胀,生精细胞层变薄,且排列不规则;雌性ERα-/-小鼠子宫脏器系数降低,子宫和卵巢病变明显,表现为:子宫浆膜、肌层、内膜层细胞排列不规则,卵巢有囊性病变、充血,无黄体。结论雌、雄性ERα+/-小鼠交配是繁育ERα-/-小鼠的较好方法;实验所用PCR方法能够精确鉴定ERα-/-小鼠,ERα-/-小鼠的获得为ERα蛋白功能的实验研究提供了较理想的动物模型。     

6周有氧运动对高脂膳食的ApoE敲除小鼠骨骼肌钙调控的影响*

目的: 探讨6周有氧运动对高脂膳食的载脂蛋白E(ApoE)基因敲除小鼠骨骼肌肌浆网钙调控蛋白的影响。方法: 25只9周龄ApoE敲除小鼠(ApoE KO)随机选取5只ApoE KO小鼠进行最大跑速测试(以初始速度为4.8 m/min,坡度为0°,持续5 min后,每3 min速度增加1.2 m/min,直至力竭,最后速度为最大跑速,最大跑速的测试结果为(27.0±2.4)m/min,剩余20只ApoE KO小鼠随机分为ApoE KO小鼠高脂膳食组(KO)和ApoE KO小鼠高脂膳食+有氧运动组(KE),每组10只,同时以10只9周龄野生型C57BL/6J小鼠作为空白对照组(WT)。高脂饲料成分:脂肪含量为21%(w/w),胆固醇含量为1.5%(w/w)。KE组适应性训练1周后开始运动干预,运动方案为:40%最大跑速(10.8 m/min),运动时间40 min/d,频率每周3 d,共计6周。待末次运动后48 h,所有小鼠麻醉后经心脏穿刺处死后迅速分离双侧腓肠肌;可见光比色法检测骨骼肌Ca²⁺浓度;Western blot法检测小鼠骨骼肌肌浆网钙调控蛋白RyR、CaM、CaMKⅡ、SERCA1、SERCA2蛋白表达。结果: 与WT组相比,KO组小鼠骨骼肌Ca²⁺浓度显著降低(P＜0.01),骨骼肌肌浆网钙释放蛋白RyR、CaMKⅡ和钙回收蛋白SERCA1、SERCA2均显著降低(P＜ 0.05),但CaM蛋白无显著变化;与KO组相比,KE组小鼠骨骼肌Ca²⁺浓度和骨骼肌肌浆网钙回收蛋白SERCA1、SERCA2均显著升高(P＜0.05),但骨骼肌肌浆网钙释放蛋白RyR、CaM、CaMKⅡ蛋白表达均无显著性差异。结论: 高脂膳食可使ApoE敲除小鼠骨骼肌Ca²⁺浓度降低、肌浆网钙释放作用和钙回收作用减弱,6周有氧运动训练能够显著提高其Ca²⁺浓度、促进肌浆网钙回收作用。     

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。     

载脂蛋白E基因敲除小鼠血脂及心肌酶学的测定及意义

目的:研究载脂蛋白E基因敲除(ApoE-/-)小鼠血脂及心肌酶学的变化,为利用其探讨动脉粥样硬化的病理生理进程提供实验依据。方法:选取28W龄雄性ApoE-/-小鼠6只和同性别、同周龄的野生型C57BL/6J(WT)小鼠10只,应用日立7600全自动生化分析仪分别测定其血清中甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL-C)、高密度脂蛋白(HDL-C)、载脂蛋白B(Apo-B)、超敏C反应蛋白(hs-CRP)、游离脂肪酸(NEFA)、肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、乳酸脱氢酶(LDH)和缺血修饰白蛋白(ACB)的水平。结果:与WT鼠比,ApoE-/-小鼠血清中血脂指标TG、TC、LDL-C、hs-CRP和NEFA水平显著升高(P<0.01),而HDL-C仅为0.46±0.16mmol/L,远低于WT鼠的水平(1.86±0.26mmol/L)。心肌酶学指标CK、LDH明显高于对照组(P<0.01),缺血修饰白蛋白(IMA()55.61±3.50U/mL)明显低于对照组(72.47±4.26U/mL)(P<0.01)。CK-MB与对照组相比无显著性变化。结论:ApoE-/-小鼠血脂水平...     

Fancm基因敲除小鼠构建及其表型分析

目的构建范可尼贫血通路Fancm基因敲除小鼠,研究Fancm基因缺失对小鼠生理功能,特别是雄性生殖器官的影响。方法采用CRISPR/Cas9技术,获得Fancm基因敲除小鼠。分析FANCM蛋白在野生型和Fancm^-/-小鼠睾丸组织中的表达。统计Fancm^-/-小鼠的出生率、体重、性别比例及子代生育情况,分析血液常规指标。组织形态学研究雄性Fancm^-/-小鼠睾丸生理病理表型。结果敲除Fancm基因ATG区域,获得稳定遗传的C57BL/6背景Fancm^-/-小鼠。Fancm^-/-小鼠睾丸中FANCM蛋白表达完全丢失。Fancm^-/-小鼠无明显的胚胎致死现象,但雌性Fancm-/-小鼠数目显著少于雄性Fancm^-/-小鼠。同窝Fancm^-/-小鼠比较野生型体重无明显区别,部分血常规指标有显著性差异。Fancm^-/-小鼠有明显的生殖能力缺陷。雄性Fancm^-/-小鼠睾丸有显著的发育缺陷,其生精细胞凋亡增加、细胞周期阻滞,影响睾丸发育与精子的生成。结论成功获得稳定遗传C57BL/6背景Fancm^-/-小鼠,Fancm基因参与小鼠的生长发育,特别是雄性生殖器官功能的维持及调控。     

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。     

大肠杆菌BL21(DE3)膜组分相关基因的敲除对重组蛋白胞外分泌的影响

摘要:【目的】探究Escherichia coli BL21(DE3)中膜组分相关的脂多糖合成基因waaF或msbB的敲除对重组蛋白胞外分泌的影响。【方法】运用Red重组技术将E.coli BL21 (DE3)染色体上的基因waaF或msbB敲除,构建敲除菌株E.coli BL21(ΔwaaF)、E.coli BL21(ΔmsbB)。将本实验室保存的带有β-呋喃果糖苷酶(β-fructofuranosidase,β-FFase)、青霉素G 酰化酶(penicillin G acylase,PGA)基因的重组质粒pET-ffase、pET-pga分别转入敲除菌株及出发菌株中,构建工程菌株E.coli BL21(ΔmsbB)/pET-ffase、E.coli BL21(ΔwaaF)/pET-ffase、E.coli BL21(DE3)/pET-ffase、E.coli BL21(ΔmsbB)/pET-pga、E.coli BL21(ΔwaaF)/pET-pga、E.coli BL21(DE3)/pET-pga。最后通过摇瓶发酵研究敲除菌株对β-FFase、PGA胞外分泌的影响。【结果】当诱导表达4 h,以出发菌株E.coli BL21(DE3)为宿主时,β-呋喃果糖苷酶β-FFase的胞外分泌量占总表达量的2.6%,以敲除菌株ΔmsbB为宿主时,胞外分泌量达到19.7%,而以敲除菌株ΔwaaF为宿主时,胞外分泌量达到50.9%。另外,当诱导表达24 h,以敲除菌株ΔwaaF为宿主时,青霉素G酰化酶PGA的胞外酶活是出发菌株中的4.1倍,达到1708 U/L。【结论】本研究成功构建了敲除菌株ΔmsbB和ΔwaaF,ΔmsbB能明显增强β-FFase的胞外分泌,而ΔwaaF对β-FFase和PGA的胞外分泌均有显著的强化作用。     

北京棒杆菌芳香族氨基酸转运蛋白基因敲除对L-色氨酸积累的影响

[目的]为了减少北京棒杆菌PD-67(Corynebacterium pekinense PD-67)从细胞外吸收色氨酸,降低细胞内色氨酸库的浓度,从而使色氨酸的反馈控制作用减弱,增加胞外L-色氨酸的积累量,构建北京棒杆菌PD-67的芳香族氨基酸转运蛋白基因aroP敲除的菌株,研究aroP基因敲除对菌株L-色氨酸积累的影响.并进一步研究在aroP敲除菌株中表达邻氨基苯甲酸合成酶(AS)基因对L-色氨酸积累的影响.[方法]运用PCR技术扩增aroP基因,与整合质粒连接后,用限制性内切酶法构建带有内部片段缺失的aroP基因的敲除载体.利用同源重组技术,敲除北京棒杆菌PD-67的aroP基因,构建菌株PD-67 ΔaroP,并用带有aroP基因的表达载体对PD-67ΔaroP进行互补验证.采用PCR技术扩增AS基因,与表达载体连接构建重组质粒.将重组质粒转入菌株PD-67ΔaroP,构建工程菌株PD-67 ΔaroP/pXAS.通过摇瓶发酵研究PD-67 AaroP和PD-67 ΔaroP/pXAS的发酵特性.[结果]经PCR验证获得了aroP基因缺陷的菌株.摇瓶发酵结果表明,与出发菌株相比,PD-67ΔaroP的L-色氨酸的积累量提高了65％.酶活分析结果表明,AS基因在菌株PD-67 △aroP中得到表达.AS基因表达使工程菌单位菌体产酸率提高了25.6％.[结论]北京棒杆菌PD-67中芳香族氨基酸转运蛋白基因arop的敲除能够提高胞外L-色氨酸的积累量.在arop基因敲除菌中表达AS基因,可以进一步提高工程菌的产酸率.