基于CRSIPR/Cas9技术构建凝血因子8基因敲除小鼠模型及表型验证

基于CRISPR/Cas9技术构建凝血因子8(F8)基因敲除小鼠模型并对其表型进行初步验证。针对F8基因外显子1非编码区和外显子26下游序列设计sgRNA靶位点,体外转录获得sgRNA,与编码Cas9的mRNA混合后通过受精卵显微注射方法获得F₀代阳性敲除小鼠,通过繁育及基因型鉴定获得F8基因敲除纯合子小鼠(F8^-/-小鼠);通过逆转录PCR(RT-PCR)检测主要组织中F8基因在mRNA水平的表达情况,通过酶联免疫吸附测定(ELISA)检测血浆中F8基因在蛋白水平的表达情况;通过活化部分凝血活酶时间检测(APTT)和纤维蛋白原含量(FIB)测定实验检测F8基因敲除后小鼠凝血功能情况。PCR及测序结果表明F8基因在小鼠基因组中被成功敲除;RT-PCR 和ELISA检测结果显示,F8^-/-小鼠中F8在mRNA和蛋白水平上表达均显著低于野生型小鼠(WT小鼠)(P<0.000 1,P<0.01);APTT、FIB和滴血实验检测结果显示,F8^-/-小鼠血浆凝固时间显著高于WT小鼠(P<0....     

胸腺上皮细胞特异性敲除GSK-3β基因小鼠模型的鉴定及免疫学特征观察

目的 构建并鉴定胸腺上皮细胞(thymic epithelial cells, TECs)特异性敲除GSK-3β基因小鼠模型,评价其免疫学特征。方法 采用小鼠胚胎干细胞(ES细胞,embryonic stem cells)打靶基因敲除技术,得到F0代的GSK-3β^flox/flox(GSK-3β^f/f)小鼠;再采用Cre-LoxP系统进行小鼠的繁殖;PCR鉴定,筛选出基因型为GSK-3β^f/fFoxN1-Cre^+/-(GSK-3β^-/-)小鼠,即为在TECs特异性敲除GSK-3β基因的小鼠。观察基因敲除鼠的一般生物学特征、繁殖能力和子代存活率。应用HE染色、流式细胞术及免疫荧光技术,比较基因敲除鼠和野生型小鼠免疫器官结构、胸腺、脾及外周血中免疫细胞比例及增殖能力差异。结果 成功构建TECs特异性敲除GSK-3β基因小鼠模型。与野生型(wild type, WT)小鼠相比,GSK-3β^-/-小鼠一般生物学特征无明显差异,子代存活率> 90%;衰老进程中...     

Toll样受体4(TLR4)基因剔除小鼠构建及初步表型分析

目的 利用CRISPR/Cas9技术构建Toll样受体4(TLR4)基因敲除小鼠模型,并观察突变小鼠对革兰氏阴性细菌脂多糖(LPS)刺激响应的变化。方法 针对TLR4基因外显子2设计并合成1对sgRNA片段,与编码Cas9的mRNA混合后通过受精卵显微注射方法,建立TLR4基因敲除小鼠,通过繁育获得基因敲除纯合子小鼠(TLR4^-/-小鼠);通过LPS刺激,分析TLR4^-/-小鼠对炎症应激的反应情况,并在分子和病理水平上和野生型对照(WT)进行比较。结果 PCR及测序检测表明TLR4基因外显子2在小鼠基因中被成功敲除;给予LPS刺激后,IL1β、IL6、MyD88、iNOS及TNFa等炎症因子的表达在野生型小鼠的心、肝和肺组织中显著上调,而在TLR4^-/-小鼠中则几乎没有变化;血生化指标显示LPS刺激后WT小鼠血清中的尿素(Urea)和肌酐(Cre)水平显著升高,而TLR4^-/-小鼠刺激前后无显著变化,病理分析同样发现TLR4^-/-小鼠能够抵抗LPS对肾组织的损伤。结论 利用CRISPR/Cas9技术成功构建了TLR4基因剔除小鼠模型,TLR4的缺失能够降低IL1β、IL6、MyD88、iNOS及TNFa炎症因子对LPS刺激的响应,抑制LPS引起的炎症反应及对组织的损伤。     

利用CRISPR/Cas9技术构建流感病毒高产细胞系MDCK-Tpl2-/-

Tpl2是调节I型(IFNα/β)和II型(IFNγ) IFN的关键调控因子,对病毒感染期间产生有效免疫应答至关重要。为了建立支持流感病毒高效繁殖的新型MDCK细胞系,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建Tpl2基因敲除的MDCK细胞,绘制其细胞生长曲线;根据《中国药典》第三部,对细胞进行形态检查、内外源因子和致瘤性检测;流感病毒接种细胞(MOI=0. 1),测定12h、24h、48h、72h细胞培养上清的血凝滴度及72h TCID50滴度。结果:靶基因组测序结果显示,获得一株稳定敲除Tpl2的MDCK细胞(MDCK-Tpl2^-/-);其与亲本细胞生长速率无显著差异,均为贴壁、上皮样细胞形态;细胞内细菌、真菌、支原体、病毒及致瘤性检测均为阴性;病毒接种后12h、24h、48h、72h,MDCK-Tpl2^-/-细胞培养上清的血凝效价提高了1. 78～2. 5倍。病毒接种后72h,MDCK-Tpl2^-/-细胞培养上清病毒的TCID50滴度提高了2. 8倍。结果表明,利用Tpl2缺陷型MDCK细胞系可以提高流感病毒产量,为提升疫苗质量奠定基础。     

利用CRISPR/Cas9系统构建FGF21基因敲除小鼠模型

成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factors, FGFs)是细胞间的多功能信号分子,调节生物体的多种生理功能。FGF21作为一种重要的调控因子,对毛囊发育及生长周期具有重要作用。为研究FGF21基因对毛囊发育及生长周期的影响及作用机制,本研究通过构建靶向敲除FGF21基因的载体,体外将Cas9 mRNA和gRNA显微注射到FVB小鼠受精卵中,在小鼠FGF21基因的第1外显子上造成移码突变,从而获得FGF21基因敲除(knock out, KO)小鼠。通过测序鉴定F₀代小鼠基因型,共获得3只FGF21等位基因敲除小鼠(Fgf21 ^-/-);qRT-PCR和Western blotting结果表明,在Fgf21 ^-/-小鼠中未检测到FGF21 mRNA表达和FGF21蛋白表达;经脱毛再生及皮肤组织H&E染色发现,与野生型(wild type, WT)小鼠相比,Fgf21 ^-/-小鼠体重降低、器官组织未出现异常变化、毛发生长速度减慢、毛囊的直径和毛发的密度均减小。本研究利用CRISPR/Cas9技术成功构建了Fgf21 ^-/-小鼠模型,为后续研究FGF21基因在毛囊发育及生长周期中的功能提供了更好的动物模型。     

利用TALEN技术在牛胎儿成纤维细胞中敲除Myostatin基因

肌肉生长抑制素(Myostatin, MSTN)基因能够负向调节骨骼肌的生长和发育, 牛MSTN基因突变会出现“双肌”特征。文章利用转录激活因子样效应物核酸酶(TALENs)靶向敲除牛胎儿成纤维细胞的MSTN基因, 获得敲除MSTN基因的细胞系, 为制备MSTN基因敲除牛提供材料。构建一对MSTN基因的TALENs真核表达载体, 分别采用PEI转染试剂和电穿孔法进行牛胎儿成纤维细胞的转染, 测序结果表明TALEN技术可用于敲除牛MSTN基因, 利用T7核酸内切酶1(T7E1)检测其突变效率, 结果显示电穿孔转染的敲除效率为20.4%。通过有限稀释法, 共获得10个MSTN基因敲除的细胞克隆(包括MSTN^-/-和MSTN^+/-), 其靶位点敲除的碱基数分别是1~20不等, 部分会出现移码突变。出现移码突变的细胞系可用于MSTN基因敲除的转基因肉牛的制备。     

检测PCV2、PPV、PRV疫苗株与野毒株的多重PCR方法

本文建立了一种同时检测猪圆环病毒2型(PCV2)、细小病毒(PPV)、及伪狂犬病毒(PRV)疫苗株与野毒株的多重PCR方法.根据GenBank上发表的PCV2、PPV和PRV gB、gE基因序列,针对各自保守区各设计一对特异性引物,用这四对引物对同一样品中的PCV2、PPV和PRV gB、gE进行检测,结果可同时扩增出269bp(PCV2)、581bp(PPV)、372bP(PRV gB)及147bp(PRV gE)四条特异性片段.对JEV、PRRSRV、大肠杆菌和双蒸水的PCR扩增结果均为阴性;敏感性测定结果表明,该多重PCR能检出10pg PCV2、PPV和PRV gB、gE检测敏感度分别为10-6.2、10-3.8、10-5.8TCID50的模板.该方法的建立对临床上进行这三种疾病的鉴别诊断和混合感染的检测具有重要意义.     

CRISPR/Cas9编辑绒山羊FGF5基因细胞株的建立

拟利用CRISPR/Cas9技术建立编辑FGF5基因的绒山羊细胞株。在FGF5基因的第一外显子设计靶点并合成gRNA靶点引物,构建2个编辑FGF5基因的Cas/gRNA真核表达质粒载体。电穿孔法转染绒山羊成纤维细胞后T7核酸内切酶（T7E1）检测载体活性,选择活性最高的载体转染细胞,单细胞接种并扩繁,提取基因组DNA,PCR及测序鉴定。经测序分析共获得20个FGF5基因敲除细胞株（包括FGF5^+/-和FGF5^-/-）,总突变率为14.81%。双敲除突变细胞株可作为供体细胞进行重构胚构建,为创造高产绒性状的FGF5基因编辑绒山羊奠定基础。     

利用CRISPR/Cas9系统构建ITGαV及ITGβ3敲除细胞系

本试验旨在采用CRISPR/Cas9技术获得整合素αV(Integrin αV,ITGαV)及整合素β3(Integrin β3,ITGβ3)基因敲除的猪睾丸(Swine testicle,ST)细胞系,进而在细胞水平上研究ITGαV及ITGβ3在猪δ冠状病毒(Porcine deltacorovirus,PDCoV)入侵过程中的作用及相互作用机制。根据GenBank上猪的ITGαV及ITGβ3基因序列分别设计三对引导RNA(sgRNA),并整合到LentiCRISPR‐V2载体上,与辅助质粒pSPA×2及pMD2.G共转染293 T细胞进行慢病毒包装,包装完成后感染ST细胞并用嘌呤霉素进行压力筛选。用T7酶进行酶切检测,选出编辑效率较高的细胞群体,进一步用有限稀释法筛选出单克隆敲除细胞系。对分离出的ST‐ITGαV^KO(敲除ITGαV基因的ST细胞)及ST‐ITGβ3^KO(敲除ITGβ3基因的ST细胞)的单克隆细胞系进行测序和Western Blotting鉴定,结果显示ITGαV与ITGβ3均被成功敲除。采用敲除细胞系进行PDCoV感染试...     

猪伪狂犬病毒鲁A株TK基因的序列测定及其结构功能与进化分析

对猪伪狂犬病毒鲁A株(PRV LA株)TK基因进行了克隆和序列测定,并分析比较了该序列与PRV NIA-3株、Ea株、SH以及HSV-1和VZV的同源性,结果表明:在全长1048bp的DNA序列中,包括着一个963bp的开放阅读框(ORF),可编码320个氯基酸组成的多肽;在整个TK基因的ORF内,PRV LA株与PRV NIA-3株、PRV Ea株、PRV SH株、HSV-1、VZV的TK基因比较,核苷酸的同源性分别为98.9%、99.5%、99.3%、36.4%、39.1%,氨基酸的同源性分别为98.4%、99.7%、98.7%、36.6%、37.2%.PRV LA株TK具有疱疹病毒胸苷激酶催化结构域的保守氨基酸共有序列和亚结构域特征序列.将PRV-LA TK、人类和小鼠的胸苷酸激酶、人类脱氧胞苷激酶、人类腺苷酸激酶的对应于这两个亚结构域的氨基酸用DNA Star分析的进化树表明,疱疹病毒的TK与人类和小鼠的胸苷酸激酶的亲缘关系比与人类脱氧胞嘧啶激酶的亲缘关系更近,因此疱疹病毒的TK基因在进化上可能起源于宿主细胞的胸苷酸激酶基因.     

IFIT1负反馈上调干扰素β表达促进抗HSV-1病毒保护

Ⅰ型单纯疱疹病毒（HSV-1）是危害人类健康的常见病原体之一,能够通过受损皮肤或黏膜感染宿主细胞并引起多种疾病。HSV-1的侵入激活先天免疫模式识别受体,诱导干扰素β（IFN-β）的产生,通过表达干扰素刺激基因（ISG）发挥抗病毒功能。近年来,干扰素诱导的四肽重复蛋白1（IFIT1）在病毒感染过程中的作用引起了广大研究者的关注。然而,其具体机制尚未完全清楚。本研究利用CRISPR/Cas9技术构建了小鼠成纤维细胞（L929）IFIT1敲除细胞株,免疫印迹方法检测敲除细胞株IFIT1在蛋白质水平的表达。转染HT-DNA和Poly［I:C］刺激L929 WT和IFIT1敲除细胞株,实时定量PCR技术检测发现,HT-DNA刺激敲除细胞时,IFN-β及下游ISGs的表达量显著升高。IFN-β的表达量比 L929-WT组平均高出13.4倍,IFIT1和趋化因子10（CXC chemokine ligand-10,CXCL10）的表达量比L929 WT组分别平均高出 6.7倍和21倍(P<0.001）,而Poly［I:C］刺激无明显变化（P>0.05）,表明IFIT1是通过DNA信号通路来行使其负反馈调节作用。为研究IFIT1基因的抗病毒作用,利用CRISPR/Cas9技术改造的HSV-1-VP26 mCherry 病毒感染该敲除细胞株,通过测定病毒荧光数及病毒拷贝数,发现IFIT1敲除细胞株与L929 WT细胞相比,存活率提高了60%（P<0.001）,病毒增殖能力在48 h后降低28.6倍（P<0.001）。该结果表明,IFIT1基因的缺失有利于抵抗HSV-1的感染。综上所述,IFIT1通过DNA信号通路负反馈上调IFN-β及ISG的表达,IFIT1的缺失对病毒入侵发挥了保护作用。该结果为后续研究开发治疗HSV-1感染相关的治疗药物提供了一个新思路。     

The pseudorabies virus gII gene is closely related to the gB glycoprotein gene of herpes simplex virus.

We have looked for conserved DNA sequences between four herpes simplex virus type 1 (HSV-1) glycoprotein genes encoding gB, gC, gD, and gE and pseudorabies virus (PRV) DNA, HSV-1 DNA fragments representing these four glycoprotein-coding sequences were hybridized to restriction enzyme fragments of PRV DNA by the Southern blot procedure. Specific hybridization was observed only when HSV-1 gB DNA was used as probe. This region of hybridization was localized to a 5.2-kilobase (kb) region mapping at approximately 0.15 map units on the PRV genome. Northern blot (RNA blot) analysis, with a 1.2-kb probe derived from this segment, revealed a predominant hybridizing RNA species of approximately 3 kb in PRV-infected PK15 cells. DNA sequence analysis of the region corresponding to this RNA revealed a single large open reading frame with significant nucleotide homology with the gB gene of HSV-1 KOS 321. In addition, the beginning of the sequenced PRV region also contained the end of an open reading frame with amino acid homology to HSV-1 ICP 18.5, a protein that may be involved in viral glycoprotein transport. This sequence partially overlaps the PRV gB homolog coding sequence. We have shown that the PRV gene with homology to HSV-1 gB encoded the gII glycoprotein gene by expressing a 765-base-pair segment of the PRV open reading frame in Escherichia coli as a protein fused to beta-galactosidase. Antiserum, raised in rabbits, against this fusion protein immunoprecipitated a specific family of PRV glycoproteins of apparent molecular mass 110, 68, and 55 kilodaltons that have been identified as the gII family of glycoproteins. Analysis of the predicted amino acid sequence indicated that the PRV gII protein shares 50% amino acid homology with the aligned HSV-1 gB protein. All 10 cysteine residues located outside of the signal sequence, as well as 4 of 6 potential N-linked glycosylation sites, were conserved between the two proteins. The primary protein sequence for HSV-1 gB regions known to be involved in the rate of virus entry into the cells and cell-cell fusion, as well as regions known to be associated with monoclonal antibody resistance, were highly homologous with the PRV protein sequence. Furthermore, monospecific antibody made against PRV gII immunoprecipitated HSV-1 gB from infected cells. Taken together, these findings suggest significant conservation of structure and function between the two proteins and may indicate a common evolutionary history.     

伪狂犬病病毒鄂A株TK－／gG－／LacZ＋突变株的构建

为了以国内地方分离株鄂A株为亲本构建伪狂犬病病毒双基因缺失株,采用外切酶Ⅲ和绿豆核酸酶酶切,构建了缺失主要毒力基因TK基因部分编码区的重组质粒pSTK1-4,进一步改造成为转移质粒pUCPB4。用HindⅢ将质粒pUCPB4线性化,然后与用EcoRI消化的伪狂犬病病毒鄂A株TK^-/LacZ^ 突变株基因组DNA共转染PK－15细胞,等完全病变后,收毒作空斑试验,PCR筛选TK缺失的重组病毒。重组病毒空斑纯化3次,随机挑取空斑进行PCR扩增,证实所获得的病毒为均一的无TK^-/LacZ^ 突变株污染的TK缺失的重组病毒,分别以TK缺失株病毒与鄂A野毒株为模板对TK基因进行PCR扩增,扩增产物经酶切分析和测序后发现：TK缺失重组病毒的TK基因缺失了205个碱基,XhoⅠ和SalⅠ位点消失,SmaⅠ酶切片段发生变化,两种病毒在PK－15细胞上形成空斑的大小和增殖 滴度无明显的差别。进一步提取TK缺失突变株基因组DNA,与含gG-LacZ的转移质粒pUSKZ通过磷酸钙法共转染PK－15细胞,待完全病变后,在X-gal存在下筛选蓝斑,将桃取的蓝斑纯化3次后,对纯化的重组病毒进行TK、LacZ扩增,结果既能扩增出较以鄂A野毒株为模板扩增的要小的TK基因片段,同时又能扩增出LacZ基因,证实所得到的重组病毒为TK^-/gG^-/LacZ^ 突变株。此双缺失突变株的构建成功,为在我国最终根除伪狂犬病提供了有用的工具。     

表达猪繁殖与呼吸综合征病毒GP3基因的重组伪狂犬病病毒的构建

猪繁殖与呼吸综合征 (porcinereproductiveandrespiratorysyndrome ,PRRS)是引起怀孕母猪早产、流产、死胎及仔猪呼吸系统疾病的一种新发现的病毒性传染病[1] .该病毒的基因组为单股正链RNA ,约15kb ,含有 8个开放阅读框架 (ORFs) ,ORF1编码病毒非结构蛋白 (依赖RNA的RNA聚合酶 ) ,ORF2 ORF7编码病毒的结构蛋白 .其中ORF3含有 2 6 5个氨基酸 ,编码的GP3蛋白为高度糖基化的结构蛋白 ,有 7个糖基化位点 ,具有免疫原性[2 ,3 ] .目前 ,用于预防PRRS的疫苗主要是弱毒苗和灭活苗 ,虽然都有一定的免疫效果 ,但由于PRRS抗体依赖性…     

Establishment of a stable CHO cell line with high level expression of recombinant porcine IFN-β

A CHO cell clone (CHO-PoIFN-β) with stable porcine IFN-β expression under control of CMV promoter was selected under G418 pressure. In a 25cm(2) cell culture flask (5 ml culture medium), the cumulative protein yield of recombinant PoIFN-β reached 2.3×10(6) IU/ml. This cells clone maintained stable expression for at least 20 generations even in the absence of G418 selection pressure. The expressed recombinant PoIFN-β could induce the expression of porcine Mx protein in PK15 cells, and activate the chicken Mx promoter-controlled luciferase reporter gene expression, confirming that the recombinant PoIFN-β has the biological activity of natural porcine type-I interferon. In addition, the recombinant PoIFN-β fully protected PK15 cells against 1000 TCID(50) of porcine transmissible gastroenteritis virus and pseudo-rabies virus infection, demonstrating its high potential in therapeutic applications. This is the first report of establishing a mammalian cell line with stable expression of porcine IFN-β.     

检测PCV2、PPV、PRV疫苗株与野毒株的多重PCR方法

本文建立了一种同时检测猪圆环病毒2型（PCV2）、细小病毒（PPV）、及伪狂犬病毒（PRV）疫苗株与野毒株的多重PCR方法.根据GenBank上发表的PCV2、PPV和PRV gB、gE基因序列,针对各自保守区各设计一对特异性引物,用这四对引物对同一样品中的PCV2、PPV和PRV gB、gE进行检测,结果可同时扩增出269bp（PCV2）、581bp（PPV）、372bP（PRV gB）及147bp（PRV gE）四条特异性片段.对JEV、PRRSRV、大肠杆菌和双蒸水的PCR扩增结果均为阴性;敏感性测定结果表明,该多重PCR能检出10pg PCV2、PPV和PRV gB、gE检测敏感度分别为10^-6.2、10^-3.8、10^-5.8TCID50的模板.该方法的建立对临床上进行这三种疾病的鉴别诊断和混合感染的检测具有重要意义.     

Pseudorabies virus glycoprotein gD contains a functional endocytosis motif that acts in concert with an endocytosis motif in gB to drive internalization of antibody-antigen complexes from the surface of infected monocytes

Viral glycoproteins gB and gD of the swine alphaherpesvirus pseudorabies virus (PRV), which is closely related to human herpes simplex virus and varicella-zoster virus, are able to drive internalization of antibody-antigen complexes that may form at the cell surface of infected monocytes, thereby protecting these cells from efficient antibody-mediated lysis. We found earlier that gB relies on an endocytosis motif in its cytoplasmic domain for its function during this internalization process. Here, we report that the PRV gD protein also contains a functional endocytosis motif (YRLL) in its cytoplasmic domain that drives spontaneous endocytosis of gD from the cell surface early in infection and that acts in concert with the endocytosis motif in gB to contribute to efficient internalization of antibody-antigen complexes in PRV-infected monocytes.     

A recombinant pseudorabies virus expressing TgSAG1 protects against challenge with the virulent Toxoplasma gondii RH strain and pseudorabies in BALB/c mice

The major immunodominant surface antigen 1 (TgSAG1) of invasive tachyzoites is a vaccine candidate antigen for Toxoplasma gondii. In this study, we developed a recombinant pseudorabies virus (PRV) expressing TgSAG1 (rPRV/SAG1) based on the PRV vaccine strain Bartha K-61 by homologous recombination, in which partial PK and gG genes were deleted. The growth assay of rPRV/SAG1 showed that the recombinant virus can replicate in vitro as efficiently as PRV Bartha K-61, demonstrating that insertion of the TgSAG1 gene in the PK and gG locus of PRV does not affect the replication of PRV. All mice vaccinated with rPRV/SAG1 developed a high level of specific antibody responses against T. gondii lysate antigen (TLA), a strong increase of the splenocyte proliferative response, and significant levels of IFN-gamma and IL-2 production. And the immunization of mice with rPRV/SAG1 elicited strong cytotoxic T lymphocyte (CTL) responses in vitro. These results demonstrate that rPRV/SAG1 could induce significant humoral and cellular Th1 immune responses. Moreover, rPVR/SAG1 immunization induced partial protection (60%) against a lethal challenge with the highly virulent T. gondii RH strain, and neutralizing antibodies against PRV in a BALB/c mouse model. These results suggest that expression of protective antigens of T. gondii in PRV Bartha K-61 is a novel approach towards the development of a vaccine against both animal toxoplasmosis and pseudorabies.