CRISPR/Cas9系统介导GFP在兔H11位点的定点整合研究

目的家兔是一种重要的模式动物,然而目前家兔中缺乏外源基因定点整合的相关技术。方法为了在兔胚胎成纤维细胞水平建立起成熟的H11位点定点整合平台,试验根据文献报道的人和小鼠的H11位点鉴定出家兔的H11位点,并使用CRISPR/Cas9系统和同源重组技术,设计了两对针对H11位点的sgRNA和左右同源臂,构建敲除载体和打靶载体。将两种载体共同转染进兔胚胎成纤维细胞中,在共转染的细胞基因组中依托嘌呤霉素筛选检测外源基因整合。结果在共转染的兔胚胎成纤维细胞中检测到外源基因插入,并且在敲入后成功表达外源基因。结论该实验依赖于CRISPR/Cas9技术和同源重组技术在细胞水平上创建高效的位点特异性整合系统,为未来转基因兔的安全和有效制备奠定了基础。     

靶向小鼠CREPT基因CRISPR/Cas9敲除质粒的构建

目的 利用规律间隔成簇短回文重复序列/相关蛋白9(CRISPR/Cas9)系统构建靶向小鼠CREPT基因的敲除质粒。方法 根据CRISPR/Cas9靶点设计原则靶向小鼠CREPT基因的sgRNAs,与体外转录载体pUC57-sgRNA连接，构建CREPT基因敲除质粒；体外切割实验验证设计的sgRNAs是否具有活性。结果 设计了3条sgRNAs并分别准确插入pUC57-sgRNA载体；体外切割实验结果显示，以上3条sgRNAs均能够介导Cas9蛋白对靶片断进行切割。结论 制备了小鼠CREPT基因敲除质粒和体外转录的sgRNAs,为构建CREPT基因敲除小鼠模型奠定了重要基础。     

利用CRISPR/Cas9敲除小鼠低温诱导蛋白(CIRBP)基因

为研究冷诱导RNA结合蛋白(CIRBP)与多种疾病的关系,利用CRISPR/Cas9系统敲除小鼠的CIRBP基因.针对CIRBP基因编码序列设计向导RNA(single guide RNA,sgRNA),构建相应sgRNA表达质粒.将此sgRNA与Cas9蛋白混合,注射C57BL/6小鼠的受精卵,实现靶基因敲除.通过T7E1酶切实验初步检测靶基因的修饰情况,再经过测序分析确定突变位点.获得了8个CIRBP基因突变的首建鼠,8只小鼠发生不同程度的碱基缺失.     

ZFN,TALEN和CRISPR/Cas9在小鼠Rosa26基因定点整合外源基因的效率比较

哺乳动物黑色素的合成依赖于酪氨酸的氧化作用,而酪氨酸酶(Tyr)是催化酪氨酸氧化反应的关键酶,当外源Tyr基因整合进白毛色小鼠基因组中,会使它获得黑色素合成的能力,表现出与原来不同的毛色表型。为方便、快捷地获得Tyr基因整合的小鼠,构建了一个无启动子的pTyr-2A-DsRed同源重组质粒供体,选择Rosa26的第一个内含子作为外源基因整合的靶位点,设计了切割位点几乎一致的ZFN、TALEN和CRISPR/Cas9系统。通过流式对比分析C_2C_(12)细胞中红色荧光蛋白DsRed的表达水平,比较了3种基因组编辑工具介导的外源基因定点整合效率,结果发现CRISPR/Cas9的效率最高,在此基础上,利用CRISPR/Cas9将供体整合到小鼠胚胎干细胞中,筛选单细胞克隆进行囊胚腔注射和胚胎移植,获得一只存活的嵌合体小鼠,表现出白毛中夹杂黑毛的表型,表明整合到小鼠Rosa26的Tyr基因可以正常表达。     

利用CRISPR/Cas9技术制备Mindin基因敲除小鼠

针对Mindin基因编码序列设计3条单链向导RNA(sgRNA),制备相应质粒,将表达sgRNA和Cas9蛋白的质粒共同电转入小鼠成纤维细胞L929中,通过药物筛选获得细胞库.经单克隆测序检测细胞库中基因组的突变效率,选择效率最佳的sgRNA.体外转录获取sgRNA和Cas9mRNA,进行小鼠受精卵的显微注射后提取小鼠基因组DNA测序鉴定.产生的40只小鼠中17只发生不同程度的碱基插入或缺失,其中23号小鼠缺失10个碱基造成移码突变,Mindin基因表达被破坏,成功构建出Mindin基因敲除小鼠,为深入研究Mindin基因的生物学功能奠定了基础.     

CRISPR/Cas9核糖核蛋白介导的无T-DNA插入的白桦BpGLK1精准突变

【目的】CRISPR/Cas9 RNP系统是一种高效的基因编辑技术,具有简单、精准等特点,已被广泛应用于动、植物的基因编辑研究中。目前,通过微粒轰击技术将Cas9蛋白和gRNA核糖核蛋白复合体(RNP)导入受体细胞,获得无选择标记的基因编辑植物,该技术的提出为快速创制植物突变体提供了崭新思路。【方法】本研究以白桦(Betula platyphylla×B.pendula)BpGLK1基因为编辑的靶基因,采用CRISPR/Cas9 RNP技术开展无T-DNA插入的BpGLK1基因编辑。在白桦BpGLK1基因的第1外显子处设计靶位点,采用PCR扩增技术获得BpGLK1-E1靶位点片段;采用酶切及连接技术构建pAbAi-BpGLK1-E1重组质粒,将该质粒线性化后与Cas9蛋白作用,体外检测CRISPR/Cas9 RNP活性及gRNA的精准性。以白桦合子胚诱导的愈伤组织为受体,采用微粒轰击技术进行BpGLK1定向诱变。【结果】CRISPR/Cas9 RNP体外活性检测显示：Cas9蛋白及gRNA复合体具有裂解活性,可在BpGLK1靶位点的特定位点进行有效切割。以白桦成熟胚为材料,在无光照条件...     

一种新型的构建CRISPR/Cas9 KnockOut载体的方法

利用CRISPR/Cas9系统这一基于细菌核酸酶Cas9的新型基因编辑工具,可以在原核细胞和真核细胞中实现基因敲除的功能.首先使用CRISPR设计工具设计靶点,退火来制备sgRNA双链,用Bsm BⅠ酶切割gRNA质粒,构建Lenti CRISPRv2的重组质粒.通过U6启动子上的LKO1.5引物对每个菌落序列进行了测序验证,结果表明利用此新方法可以成功构建CRISPR/Cas9系统的Knock Out载体.     

利用CRISPR/Cas9系统建立成体心肌细胞特异性Oga基因敲除小鼠模型

目的 利用腺相关病毒9(AAV9)介导的CRISPR/Cas9系统构建成体心肌细胞特异性Oga基因敲除小鼠模型,来研究内源性OGA在成体心脏稳态维持中的功能。方法 首先,筛选靶向Oga编码区的有效sgRNA,构建包装表达有效sgRNA的AAV9病毒。其次,建立心肌细胞特异性SpCas9表达小鼠(α-MHC^Cas9),并通过腹腔注射方式将AAV9-sgOga注射到小鼠体内。通过qPCR和Western blot印记杂交实验检测Oga的表达情况,确定Oga敲除是否成功。最后,通过组织学分析心脏结构,以及超声心动图分析心脏功能,来分析Oga对心脏稳态维持的影响。结果 筛选到2条可以有效靶向Oga编码区的sgRNA,通过AAV9递送实现了Oga基因在心脏组织的有效敲除,且导致O-GlcNAcylation表达显著上升;组织学分析和超声心动图分析发现基因敲除小鼠心脏结构及功能在基础水平与对照小鼠无显著变化。结论 利用AAV9介导的CRISPR/Cas9系统成功建立了成体心肌细胞Oga基因敲除的小鼠模型,为研究OGA介导的O-GlcNAcylation清除在心脏稳态维持中的功...     

利用CRISPR-Cas9 构建syncytinA 条件敲除小鼠

摘要: 目的构建syncytinA( 合胞素A) 条件敲除小鼠,为进一步研究syncytinA 在胎盘形成过程中发挥的融合及非融合作用及研究子痫前期病理模型提供基础。方法在用ES 细胞打靶完成syncytinA 外显子上游loxp 同源重组基础上,利用CRISPR-Cas9 得到syncytinA-loxp 小鼠。构建syncytinA-loxp 转基因载体及sgRNA,通过原核显微注射方法将构建好的doner、Cas9 及sgRNA 一并注射到C57 小鼠受精卵中,并移植入同期受孕代孕受体ICR 输卵管中获得子代小鼠。用PCR 方法检测子代鼠尾基因型, loxp 阳性小鼠与WT 交配获得syncytinA-loxp 小鼠。为了检测syncytinA-loxp 能否被敲除,通过与prime1cre 及zp3cre 交配获得syncytinA － / － ,PCR 及q-PCR 检测syncytinA 是否被敲掉。结果经PCR 及q-PCR 方法检测,我们成功得到syncytinA － / － 胚胎。结论syncytinA 条件敲除小鼠构建成功,为更好的研究它在胎盘及子痫前期中的功能提供了基础。     

基因组编辑技术——CRISPR/Cas系统

基因定点编辑技术包括基于胚胎干细胞及同源基因片段重组的基因打靶技术、锌指结构(ZFN)、类转录激活因子效应物(TALEN)以及CRISPR/Cas系统,CRISPR/Cas系统具有操作简单、突变率高、成本低,同时可针对多个基因等优点;该技术可进行定点修饰,如敲除、插入、替换等.目前CRISPR/Cas系统已成功应用到小鼠、人类细胞、线虫、果蝇、斑马鱼、拟南芥、水稻和猴等.文章将对基因修饰技术发展脉络做统一梳理,并将系统阐述CRISPR/Cas系统的原理、应用以及该技术的优缺点.     

基于 CRISPR / Cas9 技术构建点突变小鼠概述

摘要:2013 年 CRISPR( Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) / Cas( CRISPR-associated) 系统证实能够对人的细胞和其他真核细胞进行基因组编辑,现已广泛应用于生物医学领域。 本文对 CRISPR 在点突变小鼠构建中的应 用 进 行 概 述,为 单 向 导 RNA ( single guide RNA, sgRNA) 和 修 复 模 板 单 链 寡 聚 核 苷 酸 ( single-strand oligonucleotide,ssODN)的设计及体外转录、受精卵显微注射、子代鼠的鉴定等提供理论参考。     

CRISPR/Cas9基因转录激活技术的建立及其应用

建立基于CRISPR/Cas9的基因转录激活技术,实现在HEK293细胞中激活cGAS基因的转录。首先利用慢病毒载体构建稳定表达Cas9的HEK293细胞;并采用Real-time PCR和western blot方法鉴定Cas9蛋白质表达效果。再选取不同靶序列,分别构建用于激活cGAS基因转录的sgRNA载体,将构建好的序列载体与CRISPR体系工具质粒共转染至稳定表达Cas9的HEK293细胞中。采用Real-time PCR方法检测细胞中内源cGAS的转录激活效果。成功建立了基于CRISPR/Cas9的基因转录激活技术,并在c GAS基因阴性表达的细胞中激活基因的转录。     

DAP 玻璃化冷冻液对小鼠2-细胞胚胎的冷冻保存

摘要: 目的探索和优化小鼠2-细胞胚胎冷冻效果,建立小鼠胚胎冷冻保存技术以及超低温保存模型动物胚胎实验室所需的相关技术。方法选择3 个品系( C57BL/6、ApoE － / －、NOS3 － / － ) SPF 级4 周龄雌性小鼠,运用超数排卵、体外受精、玻璃化冷冻法,以及二细胞期胚胎复苏、体外培养等技术方法,观察上述实验效果。结果C57BL/6、ApoE － / －、NOS3 － / － 3 个品系小鼠超数排卵平均值分别为42. 98 个/只、27. 93 个/只、23. 11 个/只,体外受精2-细胞期胚胎率分别为68. 79%、32. 70%、23. 08 %,胚胎冷冻复苏后胚胎回收率72. 77%、80. 87%、83. 33%,存活率分别为56. 92%、54. 84%、70%,存活胚胎体外培养发育到囊胚比率分别为72. 37%、60. 78%、25%。结论选择4 周龄小鼠,按预定相同的技术方法做超数排卵、体外受精、胚胎冻存、胚胎复苏,呈现出较好效果,C57BL/6 小鼠优于基因工程小鼠,基本建立起小鼠2-细胞胚胎冷冻保存技术。     

长爪沙鼠仙台病毒( SeV) 抗体ELISA 检测方法的建立与应用

摘要: 目的建立长爪沙鼠仙台病毒( SeV) 抗体ELISA 检测方法,用于长爪沙鼠体内仙台病毒抗体的检测。方法孵育鸡胚,接种SeV,制备鸡胚尿囊液正常抗原和SeV 特异抗原,滴定酶结合物和抗原最佳工作浓度,并进行特异性、敏感性、精密性、稳定性实验。结果正常抗原、特异抗原和酶结合物最佳工作浓度分别为0. 1 μg /mL、2 μg /mL 和1∶ 5 000; 正常抗原、特异抗原批内变异系数分别为9. 6% 和8. 4%,批间平均变异系数分别为9. 0% 和5. 9%; 检测灵敏度为1∶ 10 240; 与沙鼠小鼠肝炎病毒( MHV) 、小鼠肺炎( PVM) 、呼肠孤病毒3 型( Reo3) 均无交叉反应。稳定性试验相对偏差小于25%。结论建立的ELISA 方法特异性、敏感性强,重复性、稳定性好,检测结果,准确、可靠。可用于长爪沙鼠体内SeV 抗体的检测。     

金银花U6启动子的克隆及转录活性分析

U6启动子是构建CRISPR/Cas9体系中驱动sgRNA转录的重要元件。利用聚合酶链式反应方法,从华金6号金银花中克隆到3种U6启动子,并分别构建5个不同长度的启动子驱动GUS的植物融合表达载体。以CaMV35S作为阳性对照实验,农杆菌作为阴性对照实验,采用农杆菌瞬时转化法对烟草原生质体进行转染,GUS染色后置于显微镜下观察原生质体的染色数量和效率。根据染色结果,成功筛选出Chr01 U6-F1这一高效转录的启动子,为后期开展金银花的基因编辑奠定了基础。     

猫耳部肿瘤病理诊断及分析

摘要: 目的对8 例猫耳部肿物进行病理学诊断和分析,探讨猫耳部肿瘤发生的规律。方法中国农业大学教学动物医院2009 ～ 2015 年进行手术治疗的8 例猫耳部肿物,制成切片,根据病理学观察进行诊断并分析其组织来源、年龄及发生部位的规律。结果猫耳部鳞状细胞癌、耵聍腺瘤/癌和肥大细胞瘤发生比率均各占25%、25%、37. 5%; 猫耳部肿瘤0 ～ 4. 9 岁发生占12. 5%,5 ～ 9. 9 岁占37. 5%,≥10 岁占50%; 肿瘤均发生于外耳,中耳和内耳未见。结论耳部好发鳞状细胞癌、耵聍腺瘤/癌和肥大细胞瘤; 猫耳部肿瘤发病率随年龄增长呈上升趋势,易发生在中老年; 耳部肿瘤易发生在外耳。     

原代小鼠卵巢上皮细胞TP53基因敲除及其生物学特征变化

目的 利用CRISPR/Cas9慢病毒载体系统建立小鼠原代卵巢上皮细胞TP53基因稳定敲除细胞系,分析细胞增殖、细胞周期、克隆形成以及细胞转移侵袭能力的变化。方法 构建LentiCRISPRv2-sgRNA TP53基因敲除质粒,用293FT细胞进行慢病毒包装,转导小鼠原代卵巢上皮细胞,嘌呤霉素筛选出稳定敲除细胞系,进行PCR、蛋白免疫印迹以及免疫荧光鉴定。细胞增殖、细胞周期变化、克隆形成、细胞迁移侵袭能力分别用MTT、流式细胞分析、单层培养以及Transwell小室进行测定。结果 TP53基因敲除小鼠原代卵巢上皮细胞中P53表达缺失;TP53敲除引起细胞迅速增殖,DNA合成加速,克隆形成以及迁移侵袭能力增强。结论 获得了原代小鼠卵巢上皮细胞TP53基因稳定敲除细胞系,细胞生物学特征明显改变。     

以斑马鱼模型评价6 种药物的神经毒性

摘要: 目的以斑马鱼为模式生物,评价6 种已知对人类具有神经毒药物吗替麦考酚酯、异烟肼、环孢素A、卡马西平、苯妥英钠和乙醇对斑马鱼的神经毒性。方法挑选受精后5 d( 5 dpf) 的野生型AB 系斑马鱼在含吗替麦考酚酯( 4. 5、15、45 和51 μmol /L) 、异烟肼( 1 460、4 866、14 599 和15 328 μmol /L) 、卡马西平( 17. 5、58. 3、175 和187μmol /L) 、苯妥英钠( 16. 7、55. 7、167 和185 μmol /L) 、乙醇( 0. 18%、0. 63%、1. 81% 和2. 0%) 、环孢素A( 5、16. 7 和50 μmol /L) 的养鱼用水中暴露,实验过程中不做换液处理, 24 h 后,利用斑马鱼行为分析仪检测斑马鱼的总运动距离,评价6 种药物对斑马鱼运动活力的影响; 受精后1 d( 1 dpf) 的运动神经元转基因斑马鱼胚胎在含吗替麦考酚酯( 0. 15、0. 5、1. 5 和5. 5 μmol /L) 、异烟肼( 10 971、36 596、109 708 和111 825 μmol /L) 、卡马西平( 45. 9、153、459 和 484 μmol /L) 、苯妥英钠( 200、667 和2000 μmol /L) 、乙醇( 0. 19%、0. 62%、1. 86% 和1. 98%) 、环孢素A( 5、16. 7 和 50 μmol /L) 的养鱼用水中暴露,实验过程中不做换液处理, 48 h 后,在荧光显微镜下拍照,分析统计斑马鱼次级运动神经元轴突的长度,评价6 种药物对斑马鱼运动神经元轴突生长的影响。结果吗替麦考酚酯、乙醇、卡马西平暴露后,随着浓度增加,斑马鱼运动距离先增加后减少,产生典型剂量依赖性倒“U”型运动; 异烟肼和苯妥英钠暴露后,随着浓度增加,对斑马鱼运动活力抑制作用逐渐增强; 环孢素A 暴露后,随着浓度增加,斑马鱼产生兴奋性,斑马鱼总运动距离逐渐增加; 6 种药物作用后,斑马鱼运动神经元轴突长度均变短,表明6 种药物在实验剂量下均能抑制运动神经元轴突的生长。结论斑马鱼模型可用于初步评价药物神经毒性。     

福建省实验动物从业人员培训基地建设的实践与设想

摘要: 开展实验动物从业人员培训是提高“实验动物标准化”和“动物实验规范化”的出发点和落脚点。本项目针对我省前期培训条件薄弱与覆盖面有限的缺憾,结合外省市成功经验,借鉴驾照与职称等考试的理念,筹建并申报了“福建省实验动物从业人员培训基地”,建立了“岗位证书”培训考试系统; 编写了不同对象的培训教材和教学大纲; 举办了4 期实验动物从业人员培训班、1021 人获得“岗位证书”; 探索分析了培训基地建设与实践的经验和不足,为我省以后开展实验动物从业人员培训奠定了基础。