一种自制DNA提取剂在微量细胞和单个囊胚上的应用

目前微量DNA的提取方法,不仅操作繁琐耗时,而且所需试剂价格昂贵。为了解决这个问题,本研究旨在开发一种快速、经济的微量DNA提取剂。用自制提取剂快速提取50个、100个、500个、5 000个、50 000个猪胎儿成纤维细胞的基因组DNA。经PCR扩增,电泳结果显示:自制提取剂可有效提取数量低至50个的猪胎儿成纤维细胞。分别采用自制提取剂、酚氯仿以及试剂盒3种方法提取猪单个囊胚基因组DNA,结果显示:酚氯仿方法提取的单个囊胚基因组DNA,经PCR扩增后,并没有检测到目的条带;而自制提取剂提取模板DNA,能直接扩增出清晰的目的条带,与试剂盒扩增效果相当。自制提取剂能够快速、有效地提取少量细胞和单个囊胚的基因组DNA,满足下游分子生物学研究需要,因此,本研究为微量样本基因组DNA提取提供帮助。     

Txnip基因siRNA慢病毒表达质粒构建及促进猪前体脂肪细胞分化

硫氧还蛋白互作蛋白(thioredoxin interacting protein, Txnip)是一种氧化还原调节蛋白质,与硫氧还蛋白结合并抑制其活性,调节细胞氧化还原状态,影响细胞多种生理过程,然而其在猪脂肪细胞分化中的作用尚不明确。本文设计合成3对靶向猪Txnip基因的shRNA寡核苷酸,分别连接于重组慢病毒载体pGLV_3/H_1/GFP+Puro构建siRNA表达质粒。测序验证后,与包装质粒共转染293T细胞,获得滴度1×10~8 pfu/mL的慢病毒干扰质粒。以MOI值100转染原代培养猪前体脂肪细胞,转染率均达80%以上,其中Txnip-shRNA-2转染细胞Txnip基因沉默率达75%。转染Txnip-shRNA-2的猪前体脂肪细胞用成脂分化培养液诱导后,每隔1 d检测细胞成脂分化及相关基因表达。结果发现,其分化比阴性对照质粒转染或未转染细胞显著增强(P<0.05),PPARγ和FAS mRNA表达水平显著提高(P<0.05)。本文构建siRNA慢病毒表达质粒能有效干扰猪Txnip基因表达,Txnip表达沉默可通过上调PPARγ表达促进猪前体脂肪细胞分化。本研究提示,Txnip可能是猪脂肪细胞分化的抑制因子。     

猪垂体总mRNA的提取、鉴定及其cDNA的合成

 用改进的LiCl沉淀法和寡聚(dT)-纤维素亲和层析法由猪垂体制得总mRNA。在兔网织红细胞无细胞翻译体系中进行体外翻译的结果表明,制得的总mRNA具有一定的翻译活力。翻译产物与兔抗猪生长激素抗血清发生免疫沉淀,沉淀物占总翻译产物的10％左右。SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳的结果表明翻译产物有一条很深的带,分子量约为24,000道尔顿,与猪前生长激素的分子量相近。以制备的mRNA为模板反转录合成了双链cDNA。第一链的合成产率为10—35％,第二链的合成产率为84—115％。cDNA的平均分子长度为825bp。     

猪胰岛素启动子调控EGFP表达载体的优化及体外验证

目的获得猪胰岛素启动子调控外源基因的高效表达载体,为制备转基因猪胰岛特异性表达目的基因奠定基础。方法利用猪胰岛素启动子（PIP,包含5＇调控区、第一外显子、第一内含子及第二外显子ATG前的序列共1.5 kb）构建表达载体,连接PIP和EGFP的酶切位点HindⅢ设计在起始密码子前,命名为PIP-Hind IIIEGFP。鉴于酶切位点的插入位置可能会影响外源基因的表达效率,对载体进行了优化：将Hind III酶切位点删除,实现PIP和EGFP无缝连接,载体命名PIP-EGFP;将第一内含子3＇端的内含子剪接受体位点（splicing acceptor site,SA）突变为Hind III内切酶识别位点,命名为PIP-SA（M）-EGFP。三种载体分别电转染小鼠胰岛素瘤β细胞株MIN-6细胞、猪耳成纤维细胞以及猪肾细胞,48 h后通过荧光强度、流式分析、RT-PCR及Western blot检测,验证载体的表达效率。结果转染细胞后,三种载体都仅在MIN-6胰岛β细胞表达绿色荧光。RT-PCR及其产物测序结果显示三种载体的胰岛素启动子第一内含子的剪切存在差异：载体PIP-Hind III-EGFP和PIP-EGFP的内含子存在剪切和不剪切两种情况,剪切不稳定;载体PIP-SA（M）-EGFP的SA位点突变后内含子不剪切,流式细胞及Western blot检测显示,与另外两种载体相比,该载体目的蛋白的表达量最高。结论通过突变胰岛素启动子第一内含子的3＇端的剪接受体位点,成功获得了胰岛β细胞的高效表达载体,可用于制备胰岛特异表达外源基因的转基因猪。     

基因修饰猪作为异种器官移植供体的研究进展

器官移植是治疗脏器器官终末病变的根本方法,目前器官移植的最大障碍是供体器官的缺乏。异种器官移植为解决上述难题打开了一扇门。猪与人类在解剖学和生理学等方面非常相似,是理想的器官移植的供体。基因修饰猪在异种器官移植中有着重要的应用,该文就猪–人异种器官移植发生免疫排斥的机制及其对策、器官移植后的生理功能以及潜在的病毒感染风险等方面的研究进行了综述和讨论,为异种器官移植提供理论基础。     

河南省及周边省份猪群中大面积感染猪伪狂犬病毒的病因分析

2011年初开始,猪伪狂犬病(pseudorabies,PR)在河南省及周边省份再次突然出现严重暴发。为查明原因,应用PRV gE抗体ELISA检测试剂盒对2011年1月至2013年5月送检的16 800份猪血清、905份猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)"返饲"病料和56份PR基因缺失活疫苗分别进行野毒感染检测,通过PCR方法对11株PRV新流行毒株的TK、gE基因进行序列测定与分子特征分析,同时对这些毒株的毒价测定、免疫攻毒保护试验以及疫苗效价测定等开展研究。结果显示,PRV野毒感染阳性猪场检出率高达68.06%,血清总阳性率为38.47%,种母猪、种公猪、后备猪和商品猪的阳性率分别为40.12%、30.88%、54.67%和26.52%;新流行毒株聚在同一进化分支,均属于强毒株,但毒力较经典毒株变化不大,gE基因长度均为1 787bp,TK基因长度均为963bp,与不同年代中国参考毒株的核苷酸、氨基酸序列同源性分别为98.2%~99.8%、97.1%~99.8%和98.9%~99.6%和97.5%~99.4%;商品疫苗对新流行毒株的保护率为100%;疫苗和"返饲"病料中,PRV野毒阳性检出率分别为0%和40.44%。研究结果证实,2011年后河南省及周边省份猪群中,PRV野毒感染率大幅攀升;PRV新流行毒株的主要毒力基因并未发生明显变异;疫苗中未存在PRV野毒污染,而且可完全抵抗新流行毒株的攻击;种公猪、后备猪普遍带毒和PEDV"返饲"病料中严重污染野毒是造成2011~2013年间河南省及周边省份猪群中PRV大面积感染和疫情暴发的主要因素。     

合作猪SLA-DQA基因第4外显子多态性分析

合作猪的MHC-DQA基因的适应性变异,其抗原识别区域(即外显子4)通过PCR扩增和随后的单链构象多态性(SSCP)和序列分析,结果显示在439个合作猪个体,SLA-DQA第4外显子检出4个等位基因和6个基因型(AA、BB、DD、AB、AC和AD),其中A等位基因和AA基因型的频率最高,为优势基因和优势基因型。对不同型的PCR-SSCP条带测序分析,发现7个突变位点(5 068 bp T→C,5 109 bp和5 149 bp处缺失C,5 131 bp A→G导致丝氨酸变为甘氨酸,5 135 bp C→T,5 234 bp G→A,5 136 bp处插入A)。遗传学分析发现,合作猪多态信息含量(PIC)为0.240 1,属于低度多态,各种基因型的分布不显著。研究结果证实,合作猪SLA—DQA基因第4外显子为低度多态。     

利用ZFN敲除转基因猪细胞中多拷贝EGFP基因

锌指核酸酶(zinc finger nuclease,ZFN)是由特异性识别DNA的锌指结构域和Fok I切割结构域组成,能够在基因组特定位点上切割DNA,引起DNA双链断裂(double-strand break,DSB).通过DSB修复机制,可以使基因修饰的效率比传统方法提高102~104倍.目前,利用ZFN对动物内源基因进行敲除的研究较多,但对转基因动物中外源多拷贝基因进行敲除的报道较少.本研究首先利用荧光定量PCR法对本实验室培育的两头转基因猪中增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)基因的拷贝数进行鉴定,发现其拷贝数分别为11.95和17.36拷贝;然后将靶向EGFP的一对ZFN转染进拷贝数为17.36的EGFP转基因猪的成纤维细胞中,并通过流式和CEL-1酶切方法检测敲除效率.结果表明,转染400 ng、800 ng和1 200 ng ZFN的切割效率分别为0.97%、1.39%和1.76%,可见随着转染ZFN剂量的增加,ZFN的切割效率逐渐提高.但是,不发绿色荧光的细胞比例却没有明显提高,因此认为,ZFN敲除转基因动物中多拷贝基因的效率还是比较低.     

重组猪源胰蛋白酶原的构建、表达与活性分析

目的：构建、表达重组猪源胰蛋白酶原,并对其进行分离纯化和酶活性分析。方法：利用大肠埃希菌表达系统（pET-28a,宿主菌BL21 DE3）优化天然猪源胰蛋白酶原基因,经乳糖诱导表达重组胰蛋白酶原蛋白,采用阴离子交换色谱法分离纯化,以SDS-PAGE 电泳鉴定目标蛋白,以紫外分光光度法检测重组蛋白的酶活力。结果：测序结果表明,重组猪源胰蛋白酶原基因工程菌构建成功,SDS-PAGE检测显示目的蛋白条带位置与标准猪源胰蛋白酶条带位置一致,且酶活力可达513.09 U?mg-1。结论：成功获得了重组猪源胰蛋白酶原,且酶活力较好,为进一步研究生产提供了基础。     

猪流行性腹泻病毒经其附属蛋白抑制细胞凋亡

【背景】orf3位于猪流行性腹泻病毒(porcine epidemic diarrhea virus,PEDV) s基因与e基因之间,是目前发现的PEDV唯一一个附属基因,编码附属蛋白(ORF3蛋白)。我们前期研究初步发现ORF3蛋白对PEDV诱导的细胞凋亡有影响。【目的】研究ORF3蛋白在PEDV侵染复制过程中的毒力作用机制。【方法】实验用3种PEDV:rDR13att-?ORF3 (orf3基因全部敲除)、DR13-ORF3att (携带有C端截短orf3)、rDR13att-ORF3wt(携带全长orf3基因)感染Vero细胞,观察病变情况,再用活细胞成像仪、流式细胞仪、 DNA断裂的原位末端标记法[terminaldeoxynucleotidyltransferase(TDT)-mediated dUTP nick end labeling,TUNEL]等方法检测不同感染时间点的细胞凋亡情况,然后用蛋白质印迹方法分析PEDV感染宿主细胞中主要凋亡相关蛋白(如Caspase-3)的活化或裂解,最后进行转录组测序研究病毒感染细胞中差异基因的表达情况,再用荧光定量PCR验证转录组结果。【结果】rDR13att-?ORF3引起较多的细胞病变,活细胞成像仪的动态观察结果显示,3种病毒侵染的细胞凋亡水平随着时间的延长均高于正常阴性细胞,但敲除orf3的病毒感染细胞后细胞凋亡率比其他两种病毒更高;敲除orf3病毒感染细胞凋亡率显著高于其他两种病毒;病毒rDR13att-?ORF3感染细胞后TUNEL阳性细胞数比DR13-ORF3att和rDR13att-ORF3wt更多;表达ORF3蛋白的重组PEDV可以抑制Caspase-3的活化;ORF3蛋白对受感染细胞Heat shock 70 kD protein 1B (HSP70)基因转录有促进作用,荧光定量PCR结果表明rDR13att-ORF3wt感染细胞的HSP70表达量高于rDR13att-?ORF3感染细胞。【结论】PEDV通过ORF3蛋白抑制细胞凋亡,而且这种作用可能是通过抑制Caspase-3的活化或增加HSP70的产生来完成的。