朝鲜鹌鹑耳蜗的组织学观察

本实验对成体朝鲜鹌鹑耳蜗的组织学结构进行了观察,朝鲜鹌鹑耳蜗由基乳突、听壶和淋巴管三部分组成。听壶由毛细胞、支持细胞和基膜组成;毛细胞呈柱状,支持细胞呈指状。基乳突由毛细胞、支持细胞和基膜组成;毛细胞分成高、中间和矮毛细胞三型。高毛细胞呈柱状,分布在除近端以外各处,在远端全为高毛细胞;中间毛细胞呈壶形和柱形的中间形态,分布在高、矮毛细胞交界处;矮毛细胞呈壶形,分布在除远端以外各处。基乳突的基膜主要由排列疏松的纤维构成。     

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...     

朝鲜鹌鹑耳蜗感觉上皮的超微结构研究

对朝鲜鹌鹑耳蜗感觉上皮的超微结构进行了研究。朝鲜鹌鹑耳蜗感觉上皮包括听壶感觉上皮和基乳突感觉上皮两部分。这两部分感觉上皮均由毛细胞和支持细胞构成。毛细胞基部与神经末梢形成突触,顶端角质锥中伸出动纤毛和静纤毛,与鸡的耳蜗毛细胞相似,朝鲜鹌鹑耳蜗毛细胞缺乏动纤毛。     

耳蜗外毛细胞Prestin的研究进展

哺乳动物耳蜗外毛细胞能响应膜电位变化，其长度和劲度(stiffness)均能发生迅速改变．外毛细胞的这种电动性被认为是由分子马达(motor)驱动，能产生耳蜗机械放大，Prestin特异地在外毛细胞内表达．近年的研究认为Prestin正是耳蜗外毛细胞的分子马达．对近年来有关Prestin的结构功能特性的研究结果进行了较详细论述．     

不同年龄C57BL/6J小鼠耳蜗毛细胞形态学变化的实验研究

目的通过不同年龄C57BL/6J小鼠耳蜗毛细胞形态学观察,探讨其毛细胞损失随年龄变化的趋势。方法选择C57BL/6J小鼠24只,分别于2月龄、4月龄、7月龄随机各选取8只动物处死取耳蜗,苏木精-伊红染色,制作耳蜗基底膜铺片,显微镜下观察耳蜗毛细胞的形态变化。结果C57BL/6J小鼠随着月龄的递增耳蜗毛细胞损伤呈加重的趋势:2月龄小鼠未见明显耳蜗毛细胞丢失;4月龄小鼠开始出现耳蜗外毛细胞损害,其损坏部位仅局限在耳蜗底回的起始端;7月龄小鼠耳蜗毛细胞损害比4月龄加重。这种随着年龄增长而发生的耳蜗损害遵循着从底回逐渐向顶回发展的规律,同时外毛细胞的损害比同区域的内毛细胞严重。结论C57BL/6J小鼠耳蜗毛细胞变化规律符合老年性耳聋特点,可以作为研究老年性耳聋的动物模型。     

基于CRISPR/Cas9技术构建TRPV1基因敲除的CACO-2稳定细胞系

基于CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除人结直肠腺癌细胞Caco-2中的辣椒素受体基因TRPV1,构建TRPV1基因敲除的Caco-2稳定细胞系.使用CRISPR/Cas9在线靶点设计程序在TRPV1基因4个转录本的公共CDS区的第一个外显子DNA区域中设计一对gRNA,将gRNA构建到真核重组表达质粒的载体上,电转染待敲除细胞,经嘌呤毒素抗性筛选和基因测序获得敲除TRPV1基因的稳定细胞系.用Western Blot检测TRPV1基因蛋白表达量验证Caco-2中TRPV1基因的敲除效果,CCK-8检测TRPV1基因敲除细胞的生长曲线,与野生型细胞对比检测TRPV1基因敲除对细胞生长的影响.筛选出TRPV1基因敲除的CACO-2稳定细胞系,而且TRPV1基因敲除对Caco-2细胞生长无显著影响.基于CRISPR/Cas9基因编辑技术成功构建了TRPV1基因敲除的CACO-2稳定细胞系,为后续研究辣椒素对肠道脂类吸收影响的机理研究提供了有利的工具.     

利用epiCRISPR载体表达双sgRNA实现高效的HDAC基因编辑

CRISPR/Cas9技术是广泛使用的一种基因编辑技术,它包括Cas9和gRNA 2个元件.具有内切酶活性的Cas9能够通过gRNA识别并切断目标DNA序列.细胞主要通过非同源末端连接途径修复DNA,这是一个容易产生indel的修复途径,理论上有近2/3概率产生移码突变,可以用于基因敲除.很多癌细胞系和体外培养的细胞系基因拷贝数增加了,同时敲除所有拷贝的难度增大,因此有必要开发一种高效的基因敲除方法.本实验室在前期工作中利用附着体载体表达的Cas9和gRNA,可以高效地产生indel,称为epiCRISPR系统.在本研究中,我们用epiCRISPR系统同时表达2个gRNA,可以在目标基因上删除一段DNA序列,其长度不是3的倍数,这样可以高效地产生移码突变.HDAC(histone deacetylase)基因家族编码一类负责组蛋白去乙酰化的蛋白酶,对细胞生长有重要影响,敲除难度较大.我们利用附着体载体表达双gRNA的技术成功地得到了HDAC1、HDAC2和HDAC6纯合敲除细胞系.     

NFATc3敲除对肝癌细胞转录组的影响及其潜在靶基因的初步筛选

目的 探究NFATc3基因敲除对肝癌细胞转录组的影响，并对NFATc3调控的靶基因进行初步筛选，以期为明确NFATc3靶基因及寻找新的抗肝癌治疗靶点提供依据。方法 利用敲除NFATc3的SMMC7721细胞，在有或无仙台病毒(Sendai virus, SeV)感染时进行转录组测序(RNA sequencing, RNA-Seq)检测，并对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。对两组测序数据差异基因交集中的免疫相关基因进行PPI蛋白网络互作分析，并利用qRT-PCR实验验证敲减或过表达NFATc3对肝癌细胞内S100A8和S100A9表达水平的影响。利用数据库数据，分析肝癌中S100A8和S100A9 mRNA表达水平及预后。结果 经RNA-seq分析发现，肝癌细胞中NFATc3敲除后差异表达基因主要富集在发育、代谢、细胞外基质和血管生成等通路。PPI蛋白网络分析发现S100A8和S100A9可能是NFATc3的重要靶基因。qRT-PCR实验结果显示敲除或敲减NFATc3均可上调S100A8和S100A9的表达，而表达外源NFATc3则可下调S100A8/S100A9的表达。数据库分...     

玉米大斑病菌StNPS6基因缺失突变体的转录组与蛋白质组差异表达分析

用T-DNA插入法构建一个玉米大斑病菌突变体库, 并筛选到一株致病力明显下降的突变体. 该突变体T DNA插入位点为非核糖体肽合成酶基因6（StNPS6基因）的上游启动子区. 先敲除StNPS6基因, 再对StNPS6基因敲除突变体和野生型进行转录组差异表达分析及蛋白质组差异表达分析. 结果表明: 在1 767个差异表达基因中的上调表达基因903个, 下调表达基因864个; 在突变体中鉴定30个差异表达蛋白质中的上调表达蛋白质8个, 下调表达蛋白质22个.     

利用CRISPR/Cas9技术建立小鼠Bdh2、Dnmt3a和Dusp9敲除新型胚胎干细胞系

胚胎干细胞因其具有体外自我更新以及多向分化的能力,成为研究基因功能、细胞治疗和组织再生等的有力工具.胚胎干细胞的基因敲除模型在基因功能研究中起着重要作用.我们利用实验室现有的G3-AH和tWG3II-2两种胚胎干细胞系,通过脂质体转染嘌呤霉素(puromycin)标记的PX459-sgRNA载体,使用CRISPR-Cas9技术分别构建Bdh2、Dnmt3a和Dusp9敲除的胚胎干细胞系,通过基因型鉴定、PCR产物测序、qPCR和Western Blot等实验得到Bdh2、Dnmt3a和Dusp9纯合缺失的胚胎干细胞系.之后,qPCR、免疫荧光染色分别检测了Bdh2、Dnmt3a和Dusp9缺失的胚胎干细胞中多能基因、DNA甲基化相关基因和胚层分化相关基因表达变化.另外,通过嵌合体制备方法检测Dusp9基因敲除对胎儿卵黄囊(yolk sac)和胎盘(placenta)等发育的影响.实验结果表明,KO细胞系中分别敲除的基因(Bdh2、Dnmt3a和Dusp9)在mRNA水平和蛋白水平的表达均显著降低(p0.05),且不同程度地影响了DNA甲基化相关基因和胚层分化相关基因的表达.Dusp9KO嵌合体结果显示,Dusp9KO均能贡献到胎儿及卵黄囊,但是,能否贡献到胎盘尚待进一步深入探究.本研究成功获得纯合敲除Bdh2、Dnmt3a和Dusp9基因的胚胎干细胞系,为研究Bdh2、Dnmt3a和Dusp9三种基因在胚胎干细胞中的作用提供了重要依据.     

Pax3a基因Homeobox domain结构域敲除斑马鱼的跨代遗传观察

目的:检测Pax3a的Homeobox domain结构域敲除后斑马鱼基因型和表型的稳定性.方法:利用CRISPR/Cas9技术双靶点整体敲除斑马鱼中Pax3a的Homeobox domain结构域,并建立F0代和F1代敲除斑马鱼.同时比较靶基因敲除的基因型和表型跨代遗传的影响.结果:两年的跟踪观察显示F1代Homeobox domain结构域敲除序列有延长和重组修复改变;瓦登伯革氏症候群病态表型比原先报道的Homeobox domain结构域过表达更明显,主要体现为色素颗粒松散和肠道细胞失去紧密连接.结论:斑马鱼Pax3a的Homeobox domain结构域的过表达或缺失都能妨碍Pax3的结构和功能完整性,导致不正常的细胞迁移和细胞间紧密连接.     

同源重组敲除三角褐指藻基因的研究

为探索应用基因敲除技术研究三角褐指藻基因功能的研究体系,本文以三角褐指藻甘油激酶基因作为靶基因,构建了同源重组基因敲除载体,利用微弹轰击法将该载体成功转化至三角褐指藻中,经100μg/mL Zeocin筛选和PCR验证获得了34个阳性转基因藻株;并进一步对三角褐指藻甘油激酶基因敲除转基因藻株的甘油激酶表达量和生长两方面进行分析,结果显示胞外甘油兼养不影响转基因藻细胞生长,甘油激酶不表达或表达量降低.本文通过构建敲除载体,完成了遗传转化,筛选获得阳性转基因藻,并进一步研究了转基因藻的性状,最终建立了应用同源重组基因敲除技术靶向研究三角褐指藻基因功能的研究体系.     

电激励下基于挠曲电效应的外毛细胞力电耦合分析

耳蜗内的外毛细胞在电激励下的力电耦合运动是耳蜗放大主动机制的重要基础.以耳蜗外毛细胞为研究对象,基于外毛细胞侧壁的特殊膜结构,推导膜曲率变化、轴向伸缩与跨膜电位差之间的相互关系,建立外毛细胞挠曲电-压电线性等效模型,进而获得整体的等效压电系数.建立外加电激励下细胞轴向振动的动力学控制方程和动态电学方程,并结合相应的力学和电学边界条件进行分析,从频域上讨论细胞材料参数和流体阻力对外毛细胞电动性机制的影响.计算结果表明:在高频区域随着激励频率的增加,流体阻力限制机械功的输出;机械功输出大小和峰值所对应的激励频率与细胞长度、外膜挠曲电系数和细胞基部电阻抗有关,当细胞越长、挠曲电系数或细胞基部电阻抗越大时,机械功输出越大,其对应峰值的激励频率越小.     

含有前列腺癌风险性SNPrs1741708的潜在增强子座位在前列腺癌中功能与机制的研究

前列腺癌(Prostate Cancer,PCa)是老年男性最常见的恶性肿瘤之一.全基因组关联研究(Genome wide Association Studies,GWAS)发现SNP(Single Nucleotide Polymorphism)位点rs1741708与前列腺癌高风险性相关.表观遗传学标志物和荧光素酶报告子研究证实含有该风险性位点的染色体区段是等位基因特异性的增强子元件.敲除风险性增强子会导致细胞迁移能力减弱.利用Capture-C揭示该增强子在全基因组范围内的互作基因座位,结合风险性增强子敲除后基因表达的改变,鉴定出一些该增强子的直接靶基因.初步的Rescue研究发现,在敲除细胞中过表达靶基因IKZF3后,细胞迁移能力得到部分恢复,提示IKZF3是含有SNP rs1741708的风险性增强子影响肿瘤恶性进展的下游靶基因之一.     

小鼠胚胎脑特异表达的新基因bsg3的克隆及初步研究

通过消减差异筛选的方法克隆到一个在小鼠胚胎脑特异表达的基因bsg3(brain specific gene 3).它编码的蛋白与人的KIAA0961具有80.3%的同源性.bsg3基因包含一个1644bp的完整阅读框,编码一个含548个氨基酸,具有1个KRAB结构域(kruppel-associated box)和13个C2H2型锌指结构域的蛋白.该基因定位在小鼠第7号染色体上,包含5个外显子,4个内含子.以bsg3基因全长编码区为探针的原位杂交结果显示,bsg3在小鼠胚胎脑及鸡胚脑特异表达.半定量反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)的结果表明,在成体小鼠的组织中,bsg3基因脑中表达也较强.这提示bsg3基因可能在小鼠脑发育中起着重要的作用.对bsg3基因时间和空间的表达模式的分析将有助于进一步揭示它在脑发育及功能维持中的作用.     

重组工程法敲除恶臭假单胞菌KT2440的染色体基因

恶臭假单胞菌KT2440是在生物降解环境有机物和表达异源基因等方面具重要作用的环境微生物.基因敲除是研究基因和蛋白功能的必要手段.常规的基因敲除方法往往会烦琐耗时且易引入突变的基因克隆操作.本研究采用重组工程(即重组酶催化的PCR产物与基因组上同源片段之间的同源重组)来实现恶臭假单胞菌KT2440的基因敲除.本方法高效...     

budC敲除及ldhA过表达对Klebsiella pneumoniae合成D-乳酸的影响

为了提高K. pneumoniae中D-乳酸的合成效率,本文以BUD和LDH为改造目标,扩增丁二醇脱氢酶基因budC,并在其中插入四环素抗性基因tet,构建了基因敲除载体pTBT,转化K. pneumoniae,利用同源重组技术,敲除K. pneumoniae染色体上的budC基因,得到重组菌K. pneumonia B-;在此基础上,构建了表达载体pKP-ldhA,转化K. pneumoniae B-,过量表达乳酸脱氢酶基因ldhA,得到重组菌K. pneumoniae B-L+。摇瓶发酵结果显示,重组菌K. pneumoniae B-L+的丁二醇合成浓度比原始菌降低了90%以上,D-乳酸合成浓度比K. pneumoniae B-和原始菌分别提高了77.1%和41.4%,发酵罐实验D-乳酸产量68.4g/L,转化率0.78,生产强度1.22g/(L·h)。结果表明,敲除budC及过表达ldhA有利于改善克雷伯肺炎杆菌中D-乳酸的合成。     

Streptomyces sp.Tü 4128中新型抗生素bagremycins抗性基因bagJ的研究

通过框内敲除鉴定了链霉菌Streptomyces sp.Tü4128中基因bagJ的功能。HPLC结果表明,敲除基因bagJ导致抗生素生产水平大幅降低;回补菌株恢复了抗生素的生产;过表达菌株大幅提高了抗生素的产量,证明基因bagJ在新型抗生素bagremycins的生物合成中必不可少。抑菌圈实验表明基因bagJ敲除菌株较野生菌株对bagremycins更加敏感;BagJ在Streptomyces lividans TK64中异源表达后使该菌株对bagremycins的耐受性增强,证明bagJ是新型抗生素bagremycins的抗性基因。扫描电镜的结果证明了BagJ异源表达后导致Streptomyces TK64的菌丝形态发生了改变。其他抗生素的敏感性实验表明,BagJ可能是一个逆向转运蛋白。     

斯氏鼢鼠耳蜗形态对感知低频声波的适应

利用光学显微镜和透射电子显微镜技术对斯氏鼢鼠(Myospalax smithi)耳蜗进行显微和超显微水平观察，分析了其对低频声波感知的结构基础．结果表明，斯氏鼢鼠的耳蜗与其它哺乳类存在区别，蜗顶处螺旋神经节的数目多于蜗底；盲鼹鼠(Spalax ehrenbergi)耳蜗所不具有的传出神经纤维在斯氏鼢鼠耳蜗的电镜切片上可见，这有利于斯氏鼢鼠对不同频率声波的更精确的感知；最顶部的半圈蜗管上有两排内毛细胞，而没有外毛细胞．在长期的进化适应过程中，斯氏鼢鼠耳蜗产生了独特的结构以完成和洞道中其它个体的通讯。     

利用CRISPR/Cas9方法敲除CBFβ基因及CBFβ真核表达载体的构建

构建CBFβ敲除Hep G2细胞系及CBFβ真核表达载体。CRISPR/Cas9基因敲除,将表达CBFβsgRNA,Cas9的表达载体共转Hep G2细胞,嘌呤霉素筛选基因敲除细胞,构建细胞系。infusion cloning方法构建CBFβ表达载体,Hep G2细胞提取RNA,反转成c DNA,设计CBFβ引物扩增目的基因,连接,转化,挑取阳性克隆,PCR鉴定,酶切鉴定,测序进一步鉴定。获得了稳定敲除CBFβ的Hep G2细胞系及在Hep G2细胞中稳定表达的CBFβ真核表达载体。为研究CBFβ基因在对乙型肝炎病毒复制的调控及调控机制奠定了基础。