建立绿色荧光蛋白标记的小鼠胚胎干细胞系及向心肌样细胞的分化

带有GFP基因的ESD3细胞系是一个良好的可以用于研究体内和体外细胞分化和组织产生的模型。用磷酸钙共沉淀法将质粒pEGFP-N2导入小鼠胚胎干细胞D3细胞系中 ,在荧光显微镜下以 488nm激发光检查阳性克隆 ,并进行初步扩增。经G4 18筛选后 ,机械挑取EGFP强阳性表达的克隆 ,并在丝裂霉素C处理的小鼠胚胎成纤维细胞的饲养层上 ,在无选择性压力的条件下 ,进一步扩大培养 ,获得纯化的转染细胞系。20代以后 ,转染细胞仍然表达绿色荧光蛋白。PCR检测表明 8代和 18代转染细胞均携带有GFP标志基因。对稳定表达EGFP的干细胞系进行碱性磷酸酶染色、拟胚体和畸胎瘤形成的检测 ,证明这些细胞具有干细胞的特征。经拟胚体 ,可进一步分化成具有搏动能力的心肌细胞 ,分化百分率为 30 %～ 4 0 % ,较未转染细胞 60 %～ 70 %的分化率低 ,造成低分化率机制还不清楚。这些细胞在激光共聚焦显微镜下呈绿色荧光 ,免疫组化染色显示具心肌细胞特异的cTnT分子标志。该EGFP标记的干细胞系带有可进行原位、实时检测的绿色荧光 ,可应用于细胞移植和体内分化的研究.     

猪bmp15基因报告载体的构建及其特异性

为了研究骨形态发生蛋白15(bmp15)基因的表达和调控特性,通过克隆猪bmp15基因2.2 kb启动子片段,构建pBMP15-EGFP报告载体,实现监测干细胞向类卵母细胞分化的过程。以猪卵巢组织和中国仓鼠卵巢细胞(CHO)、成肌细胞(C2C12)、猪羊水干细胞(pAFSC)为材料,通过RT-PCR、免疫荧光、细胞转染、显微注射检测bmp15组织特异性表达,并且通过单层细胞诱导检测该基因体外示踪类卵母细胞获得过程的能力。RT-PCR结果显示bmp15在猪的卵巢组织中特异表达,在CHO中表达,而在C2C12和pAFSC中不表达。卵巢组织切片免疫荧光检测结果显示bmp15表达于卵泡发育的各个阶段。瞬时转染不同细胞发现启动子只在CHO中有活性,而在C2C12和pAFSC中均无活性。显微注射重组质粒片段结果显示增强绿色荧光蛋白(Enhanced Green Fluorecence Protein,EGFP)在卵母细胞体外成熟18 h启动表达,并能够持续至4-细胞期胚胎。单层细胞诱导结果显示诱导12 d的pAFSC出现携带EGFP的圆形细胞团。说明bmp15具有表达特异性和示踪干细胞诱导分化为类卵母细胞的潜能。     

乙型肝炎病毒蛋白和绿色荧光蛋白的共表达研究

目的：构建增强型绿色荧光蛋白（EGFP）标记的乙型肝炎病毒（HBV）真核表达载体,并研究其在真核细胞和小鼠体内的共表达。方法：以质粒pBR322-HBVadr2．0和pCX-EGFP为基础,构建含有双拷贝HBV全基因组DNA和EGFP基因的真核表达载体pCX-EGFP-HBVadr2．0,分别转染真核细胞和小鼠肝组织,建立体外、体内表达系统,研究GFP和HBV基因的表达。结果：构建了真核表达载体pCX-EGFP-HBVadr2．0,EGFP和HBV病毒蛋白在体内和体外均可表达。结论：构建的pCX-EGFP-HBVadr2．0真核表达载体可以GFP作为HBV存在与否的报告基因,提高了培育检测转基因小鼠的效率,为转基因小鼠的制备及后续研究奠定了基础。     

过表达Baff转基因斑马鱼的构建

目的体外克隆斑马鱼baff基因并分别构建pEGFP-C1-baff、pEGFP-N1-baff、pIRES2-EGFP-baff重组质粒,通过胚胎显微注射获得过表达baff的转基因斑马鱼,以探讨其作为人类SLE模型和用于SLE药物筛选的意义。方法通过RT-PCR法由斑马鱼脾脏克隆出斑马鱼baff基因全长807 bp蛋白编码区域,分别构建baff过表达载体pEGFP-C1-baff,pEGFP-N1-baff及pIRES2-EGFP-baff重组质粒,体外细胞转染并通过免疫印迹法验证蛋白表达后,通过胚胎显微注射过表达载体,GFP荧光跟踪并筛选阳性鱼。结果通过体外细胞转染实验与免疫印迹法验证了pEGFP-C1-baff,pEGFP-N1-baff转染后细胞Baff-GFP融合蛋白的成功表达,通过胚胎显微注射与GFP荧光筛选,成功获得过表达baff的转基因斑马鱼。结论本研究所构建pEGFP-C1-baff、pEGFP-N1-baff、pIRES2-EGFP-baff重组质粒均可通过显微注射获得过表达baff的阳性转基因斑马鱼,为进一步探讨其作为人类SLE疾病模型的意义及Baff拮抗药物的筛选奠定基础。     

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     

建立对未分化细胞特异性标记的小鼠胚胎干细胞系

构建pRex-1-EGFP表达载体,电穿孔转染小鼠ES细胞,用增强绿色荧光蛋白对起源于3．5d胚泡内细胞团的小鼠胚胎干细胞进行特异性标记,用荧光显微观察EGFP的表达以及RT-PCR方法检测Rex-1基因在未分化和分化中ES细胞中的表达情况。结果显示,EGFP基因成功转入小鼠ES细胞,并在未分化的ES细胞中高效表达;细胞开始分化后,EGFP的表达开始下降。由Rex-1基因启动子控制下的EGFP稳定表达的小鼠ES细胞系,对哺乳动物早期发育过程的研究以及对筛选能够调节上述过程的小分子化合物具有重要意义。     

兔Oct4启动子驱动RFP基因表达载体的构建及验证

转录因子OCT4在维持和调控胚胎干细胞的多能性中发挥着重要的作用。Oct4基因启动子驱动标志蛋白的表达对研究胚胎干细胞多能性和建立iPs细胞有重要意义。由于GFP在慢病毒转染过程中常用作转染标记,计划构建兔Oct4基因启动子（rOct4）驱动红色荧光蛋白表达的载体,这将有利于兔ES细胞和iPS细胞制备的研究。通过PCR方法扩增rOct4,构建了rOct4驱动RFP基因的表达载体rOct4-RFP。经转染小鼠ES细胞验证正确后,将rOct4-RFP质粒转染兔成纤维细胞系获得rOct4-RFP成纤维细胞系。经过酶切和测序验证,证明rOct4-RFP构建成功,而且能够在小鼠Es细胞系E14中表达细胞红色荧光蛋白,并受细胞分化状态的调控。通过脂质体介导的基因转移、抗性筛选和PCR鉴定建立了rOct4-RFP转基因成纤维细胞系。     

Baff转基因斑马鱼的构建及相关基因表达检测

通过RT-PCR法由斑马鱼脾脏克隆B细胞刺激因子baff基因,构建过表达斑马鱼baff且携带有绿色荧光标记蛋白的重组质粒pIRES2-GFP-baff;胚胎显微注射获得转基因斑马鱼胚胎;通过GFP荧光标记跟踪并筛选转基因阳性鱼;Western blot法鉴定Baff-GFP融合蛋白表达情况;qPCR检测baff,GFP及baff下游相关基因bcl-2,il-4mR-NA表达情况。结果表明细胞、胚胎及幼鱼baff和GFP均高表达,baff下游基因bcl-2激活和il-4基因抑制表达。通过胚胎显微注射法可成功获得过表达baff的转基因斑马鱼,此研究为建立红斑狼疮转基因斑马鱼模型及高通量筛选Baff拮抗剂奠定了基础。     

Stella基因真核表达载体的构建及其对小鼠胚胎干细胞多能性的影响

构建Stella基因真核表达质粒,转染小鼠胚胎干细胞(Embryonic stem cells,ESC)并初步探讨Stella对减数分裂起始相关基因(Stra8)及胚胎干细胞多能性的影响。通过RT-PCR扩增目的基因,并连接至真核表达载体pEGFP-C1,利用重组质粒转染小鼠胚胎干细胞。对转染细胞进行荧光检测,确认Stella的表达,并利用免疫荧光及PCR检测转染细胞基因表达情况。酶切鉴定及测序分析表明成功构建含Stella基因的重组真核表达质粒,过表达Stella对ES细胞的增殖和形态学特征、进入减数分裂阶段的相关基因及其多能性基因的表达影响并不显著。故此得出结论:Stella在小鼠胚胎干细胞中能够正确表达,但对ES细胞的分化、Stra8基因的表达及其多能性基因的表达并无显著影响。     

MicroRNA-9-1促进大鼠表皮干细胞分化为神经细胞

目的:探讨MicroRNA-9-1在体外诱导大鼠表皮干细胞向神经细胞分化过程中的作用。方法:构建大鼠MicroRNA-9-1慢病毒载体,并感染SD大鼠的表皮干细胞;实验分为感染组、未感染组和阴性对照组;采用β-巯基乙醇诱导感染后的SD大鼠表皮干细胞分化为神经细胞。倒置荧光显微镜下观察表皮干细胞感染后GFP荧光表达的情况;免疫细胞化学染色检测神经微管结合蛋白2(MAP-2)的表达水平;RT-PCR检测MAP-2mRNA的表达水平。结果:阳性克隆PCR检测证明大鼠MicroRNA-9-1慢病毒载体构建成功;感染后48 h,在倒置显微镜下观察到,感染组GFP荧光表达达到峰值,感染效率达到了(85.6±1.9)%;β-巯基乙醇诱导7 h时,感染组大部分表皮干细胞向神经细胞分化,且诱导效果显著好于未感染组和阴性对照组;MAP-2在蛋白((87.3±0.6)%)和mRNA水平(约2倍)的表达率显著高于其他各组(P0.05)。结论:MicroRNA-9-1慢病毒载体可以高效感染大鼠表皮干细胞,且可以促进表皮干细胞在β-巯基乙醇的诱导下向神经细胞分化。     

精子介导GFP基因在小鼠早期胚胎中的表达

利用DIG末端标记技术和免疫组化技术分析了小鼠精子体外结合内化外源DNA的效率。试验结果表明,不同小鼠个体的精子结合外源DNA的阳性率有明显差异(P<0.01),平均为13%。利用考马斯亮蓝染色评价了小鼠精子顶体反应发生的情况,筛选出TYH培养液为较合适的体外受精液。利用小鼠体外受精技术,将体外转染GFP基因并获能的小鼠精子与成熟卵母细胞进行体外受精,受精卵进行体外培养,表达GFP胚胎的阳性率为4.7%。验证了精子介导制备转基因小鼠胚胎的可行性,并建立了利用精子载体法制备转基因小鼠胚胎的平台。     

多顺反子慢病毒载体介导编码基因在人胚胎干细胞中的表达

人胚胎干细胞的基因修饰对于干细胞在体外的调控及促进干细胞在治疗方面的应用具有很高价值.探讨了以艾滋病病毒-1为基础的慢病毒栽体转导人胚胎干细胞,表达2种或3种转移基因的可行性和功效.应用脑心肌炎病毒的内部核糖体进入住点(IRFS)序列和/或口蹄疫病毒(FMDV)裂解因子2A构建双顺反子和三顺反子慢病毒载体,绿色荧光蛋白(eGFP)和O<'6>-甲基鸟嘌呤-DNA-甲基转移酶作为检测基因.抗嘌呤基因(嘌呤-N-甲基转移酶;PAC)作为选择基因,转染人胚胎干细胞后经过嘌呤选择.通过流式细胞技术和蛋白印迹杂交方法检测eGFP和MGMT的表达.多基因慢病毒载体可以同时将2或3个基因转移到人胚胎干细胞.多顺反子慢病毒栽体转导人胚胎干细胞后经过嘌呤选择,可以使转移基因高效、均匀的表达,在人胚胎干细胞的基础和应用研究方面具有重要意义.     

不同长度茎部shRNA表达载体构建与鉴定

本研究针对同一目的基因设计构建不同茎部长度的shRNA表达载体,并对其在细胞及胚胎水平的干扰效应做一比较。以绿色荧光蛋白基因为沉默效应的靶基因,设计茎部长度分别为21bp、27bp、29bp的干扰片段,退火后连入带有H6启动子的真核表达载体psiSTRIKE中(分别命名为EGFP-21siRNA、EGFP-27siRNA和EGFP-29siRNA),将构建成功的载体以脂质体法转染小鼠胚胎成纤维细胞,利用荧光定量PCR对其荧光表达进行精确定量。不同茎部长度的shRNA载体均使绿色荧光蛋白基因表达降低,茎部为29bp时比21bp、27bp表现出更明显的沉默效应。细胞水平沉默效应的初步验证,为筛选适合小鼠个体水平的最佳发夹结构奠定了基础。     

中华鳖vasa基因克隆及在卵母细胞中的表达分析

研究利用中华鳖为研究模型进行爬行类生殖细胞发育分化成熟等生物学研究,克隆了中华鳖vasa基因的cDNA序列,全长3865 bp,包括5'端非编码区90 bp,3'端非编码区1699 bp,开放阅读框长2076 bp,共编码691个氨基酸。中华鳖Vasa氨基酸序列包含DEAD-box家族蛋白8个保守保守功能域,在N末端有4个RGG重复序列和2个GG富集区,与小鼠Vasa蛋白的同源性较高（72%）。荧光定量PCR的结果表明,中华鳖vasa mRNA主要精巢和卵巢中表达,其他体组织中均难检测到表达。卵巢冰冻切片原位杂交结果显示:中华鳖vasa mRNA在生殖细胞中特异表达;在卵子发生过程中的不同发育期卵母细胞中呈现动态的变化。即vasa mRNA在初级卵母细胞及生长期卵母细胞中表达最强,且均匀分布在细胞质中,随着卵母细胞的逐渐增大,信号逐渐减弱,直至在成熟的卵母细胞中几乎检测不到表达信号,说明vasa可能在中华鳖早期卵母细胞发育中起重要作用。同时,vasa基因可作为中华鳖生殖细胞分子标记物,根据其mRNA的表达水平来鉴别不同发育时期的卵母细胞。研究结果为进一步开展中华鳖胚胎生殖细胞发育及配子生成,特别是研究中华鳖,乃至爬行类原始生殖细胞（Primordial Germ Cells,PGCs）的起源、迁移、分化等研究奠定了基础。     

银鲫ZP3的表达特征和卵壳ZP3蛋白的分离

克隆得到银鲫(Carassius auratus gibelio)ZP3基因全长cDNA,在体外表达出银鲫的ZP3融合蛋白,并制备出多抗血清;通过免疫印迹和RT-PCR分析,研究了银鲫ZP3在卵子发生过程中的表达特征和在早期发育胚胎中的状态变化。研究结果表明,银鲫ZP3的转录发生在卵黄发生以前,而ZP3蛋白的翻译起始于卵黄形成阶段,且随着卵母细胞进一步成熟,其含量不断增加。ZP3蛋白的存在状态在受精后和早期胚胎发育过程中发生了明显变化。在受精后5-30min期间,抽提液中原始的ZP3蛋白带迅速消失,取而代之的是分子量大约为90KD以及更高分子量的蛋白带;而在受精后80min和8-16胞期的胚胎抽提液中,二聚体和多聚体复合体蛋白带也相继消失。这种状态变化意味着ZP3蛋白在卵子受精后有可能与自身或其他蛋白共价结合转变成了二聚体和多聚体。接着,用获得的ZP3抗体作为检测指标,通过卵壳蛋白的凝胶分离,从卵壳中分离纯化出银鲫ZP3蛋白。       

敲除Pofut1不影响胚胎干细胞向神经元分化

蛋白O-连接岩藻糖基转移酶1 (Pofut1)基因缺失可导致Notch分子无法与配体结合并启动信号传递. 为研究Pofut1基因对哺乳动物胚胎干细胞（ESC）向神经分化的影响,利用Pofut1基因敲除的胚胎干细胞与野生型胚胎干细胞,经体外培养诱导拟胚体（EB）分化为神经细胞,计数分化为神经细胞的比例,采用细胞免疫组化染色和real-time PCR等方法,分析神经细胞特异性标志分子的表达. 结果显示,Pofut1基因缺失后,对EBC生长没有明显影响,分化过程中形成的拟胚体数量明显增多,分化的神经样细胞以及神经标志物分子的表达也明显多于对照组;Notch信号缺失对小鼠胚胎干细胞生长无明显影响,但可以促进ES细胞向神经细胞分化.     

绿色荧光蛋白基因在转基因小鼠体内的表达

建立绿色荧光蛋白（GFP）转基因小鼠,继而传代建系。采用显微注射法,将GFP基因注入FVB／NJ小鼠受精卵原核内,获得子代鼠。分娩后3周剪取仔鼠尾,提取基因组DNA,应用PCR、Southern印迹技术进行整合检测。结共用雌性小鼠200只,注射受精卵1586枚,移植卵数386枚,受体鼠32只,怀孕鼠4只,子代鼠18只,有4只为阳性：取2只首建鼠的胚胎,在荧光显微镜下观察GFP表达明显,表明初步获得了转绿色荧光蛋白基因小鼠,     

斑马鱼shh启动子指导绿色荧光蛋白基因在脊索中的表达

体外实验业已证明shh基因的启动子受HNF3β蛋白直接调控。为研究斑马鱼shh启动子在体内的作用模式,构建了由538bp斑马鱼shh启动子(包含两个HNF3β结合位点)与绿色荧光蛋白EGFP组成的表达载体,命名为pShh-EGFP。将pShh-EGFP注射到斑马鱼1-细胞期内的受精卵中,定期在倒置荧光显微镜下观察GFP的表达。GFP在原肠作用期就开始表达,主要发生在中轴下胚层中;在体节形成期,GFP在脊索细胞中表达,但未发现在神经底板细胞中表达。由此可见,含两个HNF3β结合区域的538bp的斑马鱼shh启动子具有脊索表达活性。     

OTX1基因慢病毒载体的构建及过表达研究

OTX1基因是神经发育调控中关键转录因子之一。本实验构建表达OTX1基因慢病毒载体,探讨慢病毒介导OTX1基因体外过表达的可行性。将OTX1基因克隆到慢病毒穿梭质粒DUET101内,构建表达OTX1以及GFP－OTX1基因的慢病毒载体;将pDUET－OTX1、pDUET－GFP－OTX1及pDUET101（空载体对照）质粒分别与慢病毒包装质粒pCMV R8.91、pMD.G共同转染人胚胎肾上皮细胞系293T细胞,获得携带OTX1基因、GFP－OTX1基因的重组慢病毒DUET－OTX1、DUET－GFP－OTX1以及仅携带GFP基因的DUET－GFP;用重组慢病毒分别转导293T细胞、SY5Y细胞、小鼠胚胎干细胞及大鼠胚胎15天皮层神经干细胞,证实慢病毒载体能够将外源基因转导入不同细胞,且转导的OTX1或GFP－OTX1在不同细胞中均仅在细胞核内表达;培养OTX1单克隆抗体细胞,浓缩抗体上清,通过Western Blot以及细胞免疫荧光法证实慢病毒介导的OTX1基因及GFP－OTX1基因转导入293T细胞后的过表达。本实验证实慢病毒载体是高效的基因转移载体;OTX1作为发育过程中至关重要的转录因子,经过重组慢病毒体外转导后均只在细胞核内表达。     

人胚胎干细胞向生殖细胞分化的研究进展

小鼠胚胎干细胞体外已成功诱导分化为配子细胞,人胚胎干细胞理论上也具备分化为生殖细胞的潜能。本文从影响人胚胎干细胞体外向生殖系分化的基因调控和干细胞小生境（niche）方面进行综述,并指出胚胎干细胞在生殖医学及不孕治疗中的研究方向和应用前景。