基于Cre-LoxP系统的条件性定点敲入人源hRas基因小鼠的建立

目的 构建基于Cre- LoxP系统的条件性定点敲入人源hRas基因(c-Ha-ras)的小鼠,以获得hRas基因在特定组织器官条件性表达的小鼠模型,用于药物的临床前致癌性安全评价及相关机制研究。方法 首先构建hRas打靶载体,电击法转染入小鼠胚胎干细胞(ES细胞),用正负法筛选阳性ES细胞,通过PCR、 Southern鉴定后,将正确重组hRas基因的ES细胞导入C57BL/6 J小鼠囊胚,移入同步发育的受体鼠子宫,妊娠足月出生的嵌合体小鼠与C57BL/6 J小鼠交配获得杂合子hRasfl/+小鼠。再将杂合子hRasfl/+小鼠间交配获得纯合子小鼠hRasfl/fi,然后与全身组织细胞表达Cre重组酶的Tg (EIIa-cre)小鼠进行交配,获得全身细胞表达hRas基因的hRas-EIIa-cre小鼠,并通过荧光定量PCR方法检测不同日龄胚胎期仔鼠的hRas基因表达水平。结果 成功构建了基于Cre- LoxP系统的人源hRas基因条件性定点敲入小鼠模型的载体,筛选得到的一个正确克隆,电转ES细胞后进行Southern blot鉴定,经过初筛和复筛,共获得12个阳性克隆,挑选A11号克隆ES细胞进行囊胚注射,移植了48枚胚胎,出生9只小鼠,其中6只为嵌合鼠,将嵌合率>50%的雄鼠与野生型C57BL /6 J雌鼠进行交配,出生21只后代,其中鉴定有4只hRasfl/+小鼠;hRasfl/+小鼠间交配出生29只小鼠,其中有14只纯合子hRasfl/fi小鼠;hRasfl/fl小鼠与Tg (EIIa-cre)工具鼠交配6次,未有仔鼠出生;跟踪不同发育时期胚胎中hRas基因的表达发现,E10.5～15.5 d胚胎中检测到hRas基因表达。结论 成功建立运用Cre- LoxP系统建立了带有hRas基因敲入的纯合子小鼠hRasfl/fl,未能得到全身细胞高效表达人源hRas基因的hRas-EIIa-cre小鼠,但为进一步利用hRasfl/fl小鼠模型建立其他组织特异性的条件性基因敲入小鼠模型做好技术储备。     

国内期刊亮点

正构建黏蛋白1基因敲除小鼠模型黏蛋白1(MUC1)属黏蛋白家族成员,分布于上皮细胞膜表面,由于在免疫炎症反应以及肿瘤发生中的重要作用而日益受到重视。上海交通大学程布凯等为了进一步深入研究MUC1的生物学功能,构建了Muc1基因敲除小鼠模型。研究人员首先根据小鼠Muc1基因组序列设计基因剔除策略,将2个loxP位点分别插在外显子2和3两侧,构建基因剔除载体Muc1-ABRLFnpBR322。以电穿孔方法将载体导入胚胎干细胞(ES细胞),用G418和更昔洛韦进行正负筛选获得4个同源重组的ES细胞克隆。挑选其中一个阳性ES克隆行囊胚显微注射,获得16只嵌合率大于50%的雄鼠;其次,利用嵌合雄鼠与C57BL/6J野生型雌鼠交配后获得11只floxP杂合子小鼠(10雄1雌),通过杂合子小鼠回交,并进一步与EIIa-Cre小鼠交配,最终成功得到Muc1全身敲除小鼠,其中纯合子小鼠未     

利用TALEN技术制备HE4（WFDC2）敲除小鼠模型

目的 利用显微注射技术和 TALEN技术构建HE4（WFDC2）敲除小鼠并对其进行表型分析。方法 设计Wfdc2敲除位点,构建TALEN载体,体外转录TALENs获得mRNA并通过显微注射技术注射到C57BL/6 J小鼠受精卵,对F0代小鼠进行DNA鉴定获得HE4（WFDC2）敲除小鼠,观察并统计 HE4（WFDC2）敲除小鼠出生及存活情况。结果 在Wfdc2第一个外显子上设计了TALEN识别剪切位点,向受精卵注射TALENs mRNA获得了24只F0代小鼠,其中1只发生移码突变,成功制备了HE4（WFDC2）敲除小鼠,并发现纯合 HE4敲除小鼠出生后在短时间内致死。结论 通过TALEN技术成功制备HE4（WFDC2）敲除小鼠,纯合HE4（WFDC2）敲除小鼠出生致死。     

血红素加氧酶-1 基因敲除小鼠的饲养和鉴定

摘要: 目的 繁殖并鉴定 HO-1 基因敲除( HO-1 － / － ) 小鼠。方法 将引进的 HO-1 基因敲除杂合子小鼠,进行 SPF 级饲养,与 C57BL/6 野生型小鼠配种繁殖,提取子代小鼠的基因组 DNA,PCＲ 法特异性扩增 HO-1 基因片段,使用 双脱氧测序法测得基因序列。子代小鼠出现 3 种基因型: 野生型、杂合子型及纯合子型。杂合子小鼠进一步配种 繁殖,以获得更多的基因敲除纯合子小鼠,纯合子小鼠用以课题研究。结果 HO-1 基因敲除杂合子小鼠的饲养和 繁殖均获得成功,获得了 HO-1 基因敲除纯合子和杂合子小鼠。结论 正确的饲养繁殖及鉴定方法是从 HO-1 基因 敲除杂合子小鼠中获得纯合子小鼠的有效途径。     

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.     

基于CRISPR/Cas9系统制备猪Pax2基因敲除细胞系

肾脏发育缺陷或缺失的猪模型可为人源化肾脏器官在异种动物体内再生提供“发育空位”,因此敲除肾脏发育关键基因Pax2(Paired box2)获得该动物模型是肾脏再生的关键步骤。本文利用生物信息学分析软件比对分析了不同物种间Pax2蛋白结构，明确了猪Pax2蛋白在氨基酸序列、二级结构和三级结构方面与人、小鼠具有相似性。结合Pax2蛋白在人和小鼠肾脏发育中的功能，选择猪Pax2基因第8外显子序列作为打靶目标区间，设计并构建了用于敲除猪Pax2基因的CRISPR/Cas9打靶载体。在检测CRISPR/Cas9载体打靶猪Pax2基因效率的基础上，利用细胞核转染和G418药物筛选获得巴马小型猪细胞单克隆。通过PCR、T载体克隆和Sanger测序检测各细胞单克隆Pax2基因的敲除情况，鉴定出33个双等位基因敲除Pax2基因的巴马小型猪细胞系，敲除效率达到45.21%(33/73)。本研究为肾脏缺失或肾发育不全的猪模型的获得奠定实验基础，同时为后续在猪体内再造人源化肾脏以及肾发育疾病的研究提供了研究材料。     

C57BL/6J胚胎冷冻小鼠的遗传监测和分析研究

目的用生化标记和微卫星检测法观察近交系C57BL/6J小鼠胚胎冷冻后的遗传质量是否发生改变。方法采用国标(GB/T 14927.1-2008)生化标记基因检测法对4只玻璃化冷冻、解冻移植后获得的C57BL/6J F1代小鼠的13个生化位点进行预检测,再根据微卫星DNA多态性的遗传监测方法进行多态性分析。结果4只玻璃化冷冻后移植获得的C57BL/6 F1代小鼠的遗传概貌与国标(GB/T 14927.1-2008)中的14个生化位点完全一致;并与本文作者已建立"几种常用近交系小鼠微卫星DNA多态性的分析研究"的遗传监测结果完全相符。结论玻璃化冷冻法(EFS40,straw)对C57BL/6J冷冻胚胎小鼠的遗传物质并未造成影响,其遗传特性保持稳定,是可行的小鼠胚胎冷冻方法。     

5种不同遗传背景绿色荧光蛋白(GFP)基因导入系小鼠的培育

通过反复回交——筛选目的基因的手段,将C57BL/6-Tg(UBC-GFP)30Scha/J转基因小鼠的绿色荧光蛋白基因(GFP)分别向BABL/C、CBA/J、DBA/2J、AKR/J、FVB/J等品系小鼠导入,得到了5种不同遗传背景且带有GFP基因的导入系小鼠.冰冻组织切片等方法显示GFP导入系小鼠的皮肤、肝、肾、心、肺等均有不同程度的绿色荧光蛋白表达,不同遗传背景对GFP的组织表达谱、血液生理指标及繁殖性能未见影响.本实验采用基因导入法培育了5种新的带有GFP导入系小鼠,这些不同遗传背景的基因导入系小鼠为移植生物学研究提供了材料.     

小鼠白细胞减少症模型的建立

目的为小鼠白细胞减少症模型的建立提供基础资料。方法选用ICR小鼠和C57BL/6J小鼠以5Gy的剂量60Co-γ射线一次性全身照射小鼠,测定小鼠外周血白细胞总数。结果在本实验条件下,ICR小鼠的正常白细胞数量极显著低于C57BL/6J小鼠;雄性C57BL/6J在照射后第3 d白细胞数量显著高于其雌性小鼠。结论小鼠的品系、性别对60Co-γ射线照射建立的白细胞减少症模型具有一定的影响。     

ApoE基因敲除小鼠和C57BL/6J小鼠血脂及主动脉组织病理学的对比观察

目的高脂饲养的雄性载脂蛋白E基因缺陷小鼠动脉粥样硬化模型的建立。方法选取8周龄雄性ApoE-/-小鼠,以C57BL/6J小鼠为对照组,高脂饲养8周后测定血清中总胆固醇、甘油三酯、高密度胆固醇脂蛋白、低密度胆固醇脂蛋白含量;小鼠心脏主动脉根部石蜡切片,常规HE染色,观察和测量动脉粥样硬化斑块的组织学特点及病变面积。结果ApoE-/-小鼠血清中总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇的含量显著高于同年龄同性别C57BL/6J小鼠,高密度脂蛋白的含量显著低于同龄同性别C57BL/6J小鼠;高脂饲养下16周龄ApoE-/-小鼠主动脉根部切面可见明显的脂质斑块。结论在该浓度的高脂饲料饲养条件下,ApoE-/-小鼠在16周龄已形成脂质斑块,是研究动脉粥样硬化等心血管疾病较佳的动物模型。     

小鼠基因敲除的研究进展

随着人类基因组计划(HGP)的顺利完成,后基因时代的生物学研究迫切需要一种有效的基因功能分析方法。基因敲除小鼠模型的应用,为研究基因的功能和寻找新的治疗人类疾病的干预措施提供了有力支持。基因打靶和基因捕获是两种不同的通过胚胎干细胞(ES细胞)制作基因敲除小鼠的技术。基因捕获具有高通量、随机性、序列标记等特点,而基因打靶则是针对特定基因的敲除。自基因打靶和基因捕获小鼠首次亮相距今已有近20年的时间。近年来,针对基因打靶和基因捕获的新工具不断涌现,并且相应的组织也已经成立。这些组织能够利用这两种方法敲除小鼠基因组中的基因。国际基因捕获协会(The International Gene Trap Consortium,IGTC)和基因敲除小鼠计划(The Knockout Mouse Project,KOMP)已着手创建世界范围内用于科研的便利资源,并且计划敲除所有小鼠的基因。KOMP的组织者认为这与HGP一样具有重要意义。从传统的基因打靶到现在的高通量的条件基因打靶,基因打靶的方法已经发生了很大的变化。捕获和打靶两者的组合优势大大提升了基因捕获的范围和基因打靶的效率。作为一种新开发的插入式突变系统,转座子在捕获基因方面比逆转录病毒更具有优势。国际基因敲除小鼠协会(The International Knockout Mouse Consortium,IKMC)的出现标志着全球性合作的开始。该组织致力于系统地敲除小鼠基因组中所有基因,进而开展功能基因组的研究。     

小鼠Bpi条件基因打靶载体的构建和鉴定

目的构建小鼠Bpi条件基因打靶载体,为建立Bpi条件基因打靶小鼠模型和深入研究Bpi基因功能奠定基础。方法采用Cre/LoxP系统,选择小鼠Bpi基因第2、3外显子作为条件性敲除的目的片段,并在其两侧插入LoxP位点;运用LA-PCR技术,以129品系小鼠ES细胞基因组DNA为模板分步扩增包括Bpi第2、3外显子(中间同源臂)和上游同源臂在内的3.1 kb基因片段以及下游同源臂4.9 kb基因片段;构建pBSKⅡ-5SLoxP和ploxPFRTNeo-3L重组质粒,将前者酶切产物(3.1 kb)与酶切后的ploxPFRTNeo-3L质粒相连获得Bpi条件基因打靶载体。结果经多个限制性内切酶酶切鉴定和测序证实,构建的pBSKⅡ-5SLoxP、ploxPFRTNeo-3L重组质粒和Bpi条件基因打靶载体结构正确,与设计相符。结论成功构建了小鼠Bpi条件基因打靶载体。     

遗传工程小鼠冻存卵巢异体原位移植比较研究

目的 对 C57BL / 6 J 为背景的遗传工程小鼠卵巢冷冻及复苏后原位移植进行研究,建立遗传工程小鼠卵巢 冷冻方法,弥补小鼠资源保种体系。 方法 采用 DAP213 方法冷冻保存了 C57BL / 6 J 及 SCARB2、PSGL1、IGB3S 三 个遗传工程小鼠 10 日龄幼鼠的卵巢,将四个品系 10 日龄幼鼠的新鲜卵巢及冻存复苏卵巢原位移植到 4 周龄 C57BL / 6 J 及 C57BL / 6 J( Cg) —Tyrc- 2 J / J( B6 albino)受体雌鼠,术后饲养 5 周与 10 周龄性成熟 C57BL / 6 J 雄鼠交 配,观察移植出生幼仔。 结果 C57BL / 6 J 新鲜卵巢和冻存卵巢,三个品系遗传工程小鼠的冻存卵巢原位移植到 C57BL / 6 J 和 B6 albino 受体中,均可以恢复正常功能,交配后得到仔鼠。 结论 采用 DAP213 方法冻存 C57BL / 6 J 及以 C57BL / 6 J 为背景的遗传工程小鼠卵巢,复苏后原位移植到 C57BL / 6 J 和 B6 albino,交配后产仔,卵巢冻存方 式是小鼠资源库保存的一个重要补充。     

PTA-1~（-/-）/ApoE~（-/-）双基因敲除小鼠的繁育及基因型鉴定

目的建立（PTA-1-/-/ApoE-/-）双基因敲除小鼠（double-gene knockout,DKO）模型,探讨该小鼠的繁育及鉴定方法,为进一步利用该小鼠研究相关疾病奠定基础。方法将引进的PTA-1-/-及ApoE-/-基因敲除小鼠通过杂交和互交的方法进行繁殖,以得到DKO小鼠。结果经过PCR基因鉴定的方法证实PTA-1-/-/ApoE-/-双基因敲除小鼠繁育成功。结论正确的饲养繁殖及鉴定方法是获得该DKO纯合子小鼠的有效途径。     

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。     

克隆含有MT-Ⅰ和MT-Ⅱ基因的染色体DNA片段及其内切酶图谱的鉴定

用小鼠MT-ⅠcDNA作为探针,从129小鼠的基因组库中获得含MT-Ⅰ基因的DNA片段。从6.8×10⁵的噬菌斑中挑出4个阳性噬菌体克隆,分别命名为1-1, 2-1, 1-6和4-3。在这4个克隆中1-1和2-1的阳性信号更强些。应用插入片段的末端引物作为探针进行杂交结合部分酶切的方法,对这2个克隆的插入片段进行了限制性内切酶酶切图谱分析,确定了克隆1-1和2-1的酶切图谱及MT-Ⅰ基因在2个克隆DNA中的位置。并进一步发现和证明了在2个克隆中含有MT-Ⅱ基因。     

条件敲除Sdr9c7基因小鼠的构建及表型研究

利用在Sdr9c7基因第2外显子两侧的内含子区域重组添加有loxP位点的小鼠与上皮细胞特异性表达Cre重组酶的K14Cre小鼠交配产生的子代再进行杂交，获得基因型为Sdr9c7^fl/flK14Cre⁺的小鼠(上皮细胞Sdr9c7基因特异性敲除小鼠)。在体式镜下观察小鼠表型，用显微镜观察皮肤组织HE染色石蜡切片，拍照观察小鼠皮肤的组织形态结构，利用甲苯胺蓝渗透法检测小鼠皮肤的屏障功能。结果发现：Sdr9c7^fl/flK14Cre⁺小鼠皮肤发绀，在出生后6～8 h内死亡；HE染色结果表明Sdr9c7^fl/flK14Cre⁺基因型小鼠的皮肤角质层结构异常，堆积紧密。甲苯胺蓝染液渗透实验中Sdr9c7^fl/flK14Cre⁺基因型小鼠的皮肤可被染液透过而染成深色，表明其表皮屏障功能不全。     

RAG2/IL2RG双基因缺陷小鼠杂交群体的建立

目的建立RAG2/IL2RG双基因缺陷的CRG小鼠杂交群体。方法将RAG2基因缺陷小鼠与IL2RG基因缺陷小鼠分别进行繁殖,选取RAG2基因缺陷雄鼠RAG2(-/-)与IL2RG基因缺陷雌鼠IL2RG(-/-)进行配对,培育杂交后代,通过PCR扩增基因组RAG2和IL2RG基因进行鉴定;应用流式细胞仪分析检测RAG2/IL2RG双基因缺陷小鼠外周血T细胞(CD3+)、B细胞(CD19+)和NK细胞(CD49b+)含量;并测定8—12周龄RAG2/IL2RG双基因缺陷小鼠血液生理生化及主要脏器重量指标。结果成功繁育RAG2基因缺陷小鼠和IL2RG基因缺陷小鼠,筛选获得稳定的RAG2/IL2RG双基因缺陷小鼠并成功保种和扩群;该双基因缺陷小鼠外周血淋巴细胞中T细胞、B细胞,NK细胞比例显著降低(P0.05);与相同周龄野生型C57BL/6相比9项血清生化指标无明显变化(P0.05);18项血液生理指标中红细胞(RBC)和血红蛋白(HGB)含量显著降低(P0.05);白细胞(WBC)、淋巴细胞数(LYMPH)、淋巴细胞比率(LYM)、单核细胞、中性细胞数(NEUT)降低极显著(P0.01);脾脏重量显著均低于野生型C57BL/6小鼠(P0.05);人肝肿瘤传代细胞移植于RAG2/IL2RG双基因缺陷小鼠后,肿瘤移植成功率和生长速率均明显高于亲本单基因缺陷小鼠(P0.05),成功获得了临床肝癌病人肿瘤组织的异种移植模型。结论成功构建筛选出RAG2/IL2RG双基因缺陷小鼠杂交群体。     

ＲAG2 /IL2ＲG 双基因缺陷小鼠杂交群体的建立

摘要: 目的建立ＲAG2 /IL2ＲG 双基因缺陷的CＲG 小鼠杂交群体。方法将ＲAG2 基因缺陷小鼠与IL2ＲG 基因缺陷小鼠分别进行繁殖,选取ＲAG2 基因缺陷雄鼠ＲAG2( － / － ) 与IL2ＲG 基因缺陷雌鼠IL2ＲG( － / － ) 进行配对,培育杂交后代,通过PCＲ 扩增基因组ＲAG2 和IL2ＲG 基因进行鉴定; 应用流式细胞仪分析检测ＲAG2 /IL2ＲG 双基因缺陷小鼠外周血T 细胞( CD3 + ) 、B 细胞( CD19 + ) 和NK 细胞( CD49b + ) 含量; 并测定8—12 周龄ＲAG2 /IL2ＲG 双基因缺陷小鼠血液生理生化及主要脏器重量指标。结果成功繁育ＲAG2 基因缺陷小鼠和IL2ＲG 基因缺陷小鼠,筛选获得稳定的ＲAG2 /IL2ＲG 双基因缺陷小鼠并成功保种和扩群; 该双基因缺陷小鼠外周血淋巴细胞中T 细胞、B 细胞,NK 细胞比例显著降低( P ＜ 0. 05) ; 与相同周龄野生型C57BL/6 相比9 项血清生化指标无明显变化( P ＞ 0. 05) ; 18 项血液生理指标中红细胞( ＲBC) 和血红蛋白( HGB) 含量显著降低( P ＜ 0. 05) ; 白细胞( WBC) 、淋巴细胞数( LYMPH) 、淋巴细胞比率( LYM) 、单核细胞、中性细胞数( NEUT) 降低极显著( P ＜ 0. 01) ; 脾脏重量显著均低于野生型C57BL/6 小鼠( P ＜ 0. 05) ; 人肝肿瘤传代细胞移植于ＲAG2 /IL2ＲG 双基因缺陷小鼠后,肿瘤移植成功率和生长速率均明显高于亲本单基因缺陷小鼠( P ＜ 0. 05) ,成功获得了临床肝癌病人肿瘤组织的异种移植模型。结论 成功构建筛选出ＲAG2 /IL2ＲG 双基因缺陷小鼠杂交群体。