Abhd2基因与肺气肿发病机制研究

目的：利用基因敲除技术构建的小鼠肺气肿模型研究Abhd2基因与肺气肿发病机制的相关性。方法：生后6月龄,12月龄的Abhd2基因敲除纯合子和野生型鼠各5只。断髓法处死小鼠,取全肺,提取肺总RNA,紫外线分光光度计测定肺总RNA纯度并计算其浓度。PCR扩增产物行1．5％的琼脂糖凝胶电泳,在紫外线凝胶扫描仪观察拍照,存入IDKadak成像分析系统,分别读取肺气肿的相关因子和相应β-actin光密度值。电泳带密度运用ImageJ软件通过光密度测定法定量分析,比值用于统计学分析。结果：12个月龄Abhd2基因敲除纯合子小鼠与野生型对照比肺组织中基质金属蛋白酶9、12、13、14、组织蛋白酶B、K、S的mRNA表达水平明显增高,金属蛋白酶组织抑制剂3mRNA表达水平明显下降,氧化剂与抗氧化剂的mRNA表达水平未见异常,Abhd2基因敲除纯合子小鼠与野生型对照小鼠比肺组织中白细胞介素-1β、白细胞介素-6、白细胞介素-13和肿瘤坏死因子-α的mRNA表达明显增高。结论：Ablad2基因敲除小鼠通过肺组织中巨噬细胞浸润增多、致炎细胞因子表达过多、蛋白酶基因表达过强与抗蛋白酶抑制剂表达降低以及异常增多的细胞凋亡,自发形成了肺气肿,且渐进性进展,而且肺气肿发生、发展过程与人类是相似的;因此它们对于人类肺气肿遗传易感性及环境因子的研究具有重要价值。     

应用CRISPR/Cas9技术制备Ace2基因敲除小鼠模型及基因型的鉴定

本研究旨在应用CRISPR/Cas9技术高效构建Ace2 (angiotensin-converting enzyme 2)基因敲除小鼠模型,并繁殖、鉴定及验证Ace2基因敲除小鼠。通过构建靶向敲除Ace2基因的载体,体外将Cas9 mRNA和向导RNA (guide RNA, gRNA)显微注射到小鼠受精卵中,通过PCR和TA克隆测序对小鼠Ace2基因的第3至18号外显子删除情况进行检测和鉴定,繁育Ace2基因敲除小鼠并利用qRT-PCR和Western blot方法验证获得的Ace2~(-/Y)小鼠主要脏器中Ace2 mRNA和蛋白表达情况。结果显示,顺利构建表达gRNA载体并体外转录,成功将有活性的gRNA和Cas9 mRNA直接注射入受精卵,获得6只阳性F0代初建鼠,PCR和基因测序鉴定表明成功删除了小鼠Ace2基因的第3至18号外显子;F0代鼠与野生型鼠回交,得到3只阳性F1代鼠,再与野生型鼠相交配得到的后代为F2代,在F2代中选择Ace2~(-/+)雌性杂合子鼠与野生型鼠交配,获得F3代Ace2~(-/Y)雄性纯合子小鼠。qRTPCR和Western blot结果表明,F3代Ace2~(-/Y)小鼠肾脏和肺中未检测到Ace2 mRNA和蛋白表达。本方法通过CRISPR/Cas9技术成功制备了Ace2基因敲除小鼠模型,为进一步研究Ace2基因功能奠定了基础。     

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。     

腺苷A2a受体在博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化中的作用

目的：观察腺苷A_2a受体（A_2aR）在小鼠肺纤维化形成中的调控作用。方法：30只雄性SPF级野生型BALB/C小鼠和20只A_2aR基因敲除BALB/C小鼠,随机分为以下5组：野生型小鼠对照组（A组）、野生型小鼠纤维化组（B组）、A_2aR基因敲除小鼠对照组（C组）、A_2aR基因敲除小鼠纤维化组（D组）、野生型小鼠纤维化+A_2aR激动剂（CGS21680）组（E组）,每组各10只。纤维化组小鼠气管内注入博莱霉素（bleomycin,BLM）溶液50μl （5 mg/kg体重）,对照组在气管内注入等体积生理盐水,注射后立即将小鼠直立旋转3~5 min,使其均匀分布于两肺。A、B、C、D各组每天腹腔注射生理盐水0.5 ml,E组每天腹腔注射A_2aR激动剂（CGS21680）0.5 ml （0.25 mg/kg体重）,连续28 d。第29天取血检测血清转化生长因子β1（TGF-β1）含量;检测肺组织中羟脯氨酸（hydroxyproline,Hyp）、TGF-β1和A_2aR蛋白质含量,TGF-β1 mRNA、A_2aR mRNA的表达,并观察肺组织光镜和超微结构。结果：①光镜和超微结构提示,B组肺泡壁增厚破坏,肺泡腔狭窄或部分陷闭,纤维增生,炎细胞浸润,I型、Ⅱ型肺泡上皮细胞明显空泡化,D组较B组明显,E组表现较B组减轻。Masson染色提示B组、D组小鼠肺组织纤维增生明显,E组明显减少,提示基因缺失加重了小鼠肺纤维化的形成。②与A组比较,B组血清TGF-β1含量,肺组织Hyp含量,TGF-β1、A_2aR蛋白质含量和TGF-β1 mRNA、A_2aR mRNA的表达均明显增高（P<0.01,P<0.05）。与C组比较,D组血清TGF-β1含量、肺组织Hyp、TGF-β1含量和TGF-β1 mRNA表达明显增高（P<0.01,P<0.05）,提示肺纤维化小鼠肺组织Hyp含量增高,TGF-β1表达上调。③与B组相比,D组血清TGF-β1、肺组织Hyp、TGF-β1含量和TGF-β1 mRNA表达明显增高（P<0.01）。与B组比较,E组A_2aR蛋白质含量和A_2aR mRNA的表达均增高（P<0.01）,而血清TGF-β1、肺组织Hyp和TGF-β1蛋白含量及TGF-β1 mRNA表达较B组明显下降（P<0.01,P<0.05）,提示A_2aR基因敲除小鼠肺组织Hyp含量增高、TGF-β1表达上调;A_2aR激动剂可使A_2aR表达上调、TGF-β1表达下降。结论：A_2aR基因敲除小鼠的肺纤维化明显增加。A_2aR在肺纤维化形成中反应性增高,可通过降低TGF-β1的表达而抑制肺纤维化形成。     

Grx-1基因敲除鼠的繁殖及子代基因型鉴定

目的探讨glutaredoxin-1(Grx-1)基因敲除小鼠的优化繁殖及子代鼠的鉴定方法,为进一步研究Grx-1在支气管肺发育不良(BPD)中的作用奠定基础。方法将从美国哈佛医学院引进的纯合子Grx-1基因敲除小鼠与野生型小鼠进行交配后得到的子一代小鼠同代间相互交配,繁殖出的子二代中将出现纯合子、杂合子以及野生型3种基因型。从出生起观察其生长发育情况,2周龄时剪尾提取基因组DNA,用PCR方法扩增目的基因片段,琼脂糖凝胶电泳结果判定基因型。结果 Grx-1纯合子小鼠的饲养繁殖取得成功,获得了一批Grx-1基因敲除纯合子小鼠。结论正确的饲养繁殖以及鉴定方法是获得Grx-1基因敲除纯合子小鼠的有效途径,为相关研究提供动物实验模型奠定了基础。     

PD-L1基因敲除小鼠构建及初步表型验证

目的 程序性死亡配体-1(PD-L1)是免疫调节途径的重要因子,是抗肿瘤免疫疗法中重要的靶标之一。利用CRISPR/Cas9技术成功构建PD-L1基因敲除小鼠模型,并初步分析其表型。方法 构建Cas9和sgRNA载体,并转录获得RNA,通过显微注射方式将RNA注射到C57BL/6小鼠受精卵中,经过鉴定获得F₀代阳性小鼠。F₀代小鼠与野生型C57BL/6小鼠交配获得F₁代杂合子小鼠,再通过F₁代小鼠自交获得F₂代纯合子小鼠品系。随后通过Real-Time PCR和流式实验分别检测PD-L1基因在mRNA和蛋白质水平上的表达情况。结果 Real-Time PCR和流式实验检测结果显示与野生型C57小鼠相比,PD-L1纯合子小鼠的PD-L1 mRNA相对表达水平和细胞上的蛋白质表达均有显著性下降,仅测定到本底的信号,证实已成功构建PD-L1基因敲除小鼠品系,为PD-L1体内基因功能研究提供了新的小鼠模型。     

AQP1在CD-1纯系野生型孕鼠胎盘组织的表达

目的：研究水通道蛋白1（Aquaporin 1,AQP1）在小鼠胎盘组织的分布及表达,初步探讨AQP1在羊水循环及母胎液体平衡中的作用。方法：各取四只雌雄成年健康野生型CD1小鼠（wild type,AQP1＋/＋）及AQP1基因敲除小鼠（AQP1-KO,AQP1-/）-,将纯合子AQP1基因敲除雌雄小鼠等数量合笼交配,第二日检出阴道栓者记为妊娠第1天（1 gestational day,1GD）;野生型小鼠同样合笼记录。分别取两组13GD孕鼠的胎盘组织各一个,应用逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）技术及免疫组织化学技术检测AQP1胎盘组织中的表达,并确定AQP1在小鼠胎盘组织的定位。结果：1.RT-PCR结果表明AQP1在CD-1野生型孕鼠胎盘组织表达,AQP1基因敲除鼠无表达;2.免疫组织化学方法发现AQP1表达于小鼠胎盘血管内皮细胞和滋养细胞,AQP1基因敲除鼠无表达。结论：在mRNA水平和蛋白水平均发现AQP1在CD-1纯系野生型孕鼠胎盘组织的表达,提示AQP1可能在羊水循环及母胎液体平衡中发挥作用。     

AQP1 在CD-1 纯系野生型孕鼠胎盘组织的表达

目的:研究水通道蛋白1(Aquaporin 1,AQP1)在小鼠胎盘组织的分布及表达,初步探讨AQP1在羊水循环及母胎液体平衡中的作用.方法:各取四只雌雄成年健康野生型CD1小鼠(wildt ype,AQP1+/+)及AQP1基因敲除小鼠(AQP1-KO,AQP1-/-),将纯合子AQP1基因敲除雌雄小鼠等数量合笼交配,第二日检出阴道拴者记为妊娠第1天(1 gestational day,1GD);野生型小鼠同样合笼记录.分别取两组13GD孕鼠的胎盘组织各一个,应用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)技术及免疫组织化学技术检测AQP1胎盘组织中的表达,并确定AQP1在小鼠胎盘组织的定位.结果:1.RT-PCR结果表明AQP1在CD-1野生型孕鼠胎盘组织表达,AQP1基因敲除鼠无表达;2.免疫组织化学方法发现AQP1表达于小鼠胎盘血管内皮细胞和滋养细胞,AQP1基因敲除鼠无表达.结论:在mRNA水平和蛋白水平均发现AQP1在CD-1纯系野生型孕鼠胎盘组织的表达,提示AQP1可能在羊水循环及母胎液体平衡中发挥作用.     

IL-17A对慢性阻塞性肺疾病的干预作用及其机制*

目的:探讨白细胞介素-17A(IL-17A)对慢性阻塞性肺疾病(COPD)的干预作用及其机制。方法:C57BL/6小鼠随机分为野生型空白对照组、野生型COPD组和IL-7A敲除COPD组,每组20只。野生型空白对照组小鼠不做任何处理,其余两组小鼠暴露于香烟烟雾(1支/次,4次/日,每次45 min,每次间隔时间为1 h,总干预时间为90 d)制作COPD模型。干预结束24 h后,利用动物肺功能检测系统测定小鼠肺功能。收集小鼠支气管肺泡灌洗液(BALF),测定BALF细胞计数和分类。收集小鼠肺组织,采用流式细胞法测定气道上皮IL-17A表达水平,采用酶联免疫吸附法测定肺组织炎症因子水平。采用蛋白免疫印迹法测定小鼠肺组织JNK/AP1信号通路蛋白表达水平。结果:与野生型空白对照组小鼠比较,野生型COPD组小鼠气道上皮IL-17A表达水平明显升高,吸气峰流速(PIF)和呼气峰流速(PEF)明显降低,BALF中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、淋巴细胞和巨噬细胞数明显升高,肺组织CXC类趋化因子1(CXCL1)、CXC类趋化因子2(CXCL2)、白细胞介素-1β(IL-1β)和白细胞介素-6(IL-6)表达水平明显升高,JNK、cJun和cFos磷酸化水平及AP1表达水平明显升高(P＜0.05);与野生型COPD组小鼠比较,IL-7A敲除COPD组小鼠气道上皮IL-17A表达水平明显降低,PIF和PEF明显升高,BALF中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、淋巴细胞和巨噬细胞数明显降低,肺组织CXCL1、CXCL2、IL-1β和IL-6表达水平明显降低,JNK、cJun和cFos磷酸化水平及AP1表达水平明显降低(P＜0.05)。结论:香烟烟雾可诱导小鼠气道上皮产生IL-17A,降低(或抑制)IL-17A的产生(或表达或分泌),通过抑制JNK/AP1信号通路,减轻COPD气道炎症反应,改善COPD小鼠肺功能。     

miR-5572转基因小鼠构建病态窦房结综合征疾病模型的繁殖与鉴定

目的探讨miR-5572转基因小鼠构建病态窦房结综合征疾病模型的可行性。方法繁殖与鉴定了miR-5572 F1及F2代野生型纯合子及杂合子小鼠,并通过形态学、心电图记录及窦房结组织Cav1.2、Cav1.3mRNA和蛋白表达水平测定来观察疾病模型。结果 F2代miR-5572纯合子敲入小鼠在形态上较野生型小鼠生长缓慢,体型较小。相较于杂合子和野生型小鼠,纯合小鼠的平均心率明显偏低(P0.05),差异有显著性。miR-5572纯合子小鼠窦房结组织Cav1.2、Cav1.3 mRNA和蛋白表达水平低于野生型(P0.05),差异有显著性。结论过表达miR-5572转基因小鼠可以构建病态窦房结综合征疾病模型。