Expressed sequence tags analysis of a liver tissue cDNA library from a highly inbred minipig line

Background Porcine liver performing efficient physiological functions in the human body is prerequisite for successful liver xenotransplantation. However, the protein differences between pig and human remain largely unexplored. Therefore we investigated the liver expression profile of a highly inbred minipig line. Methods A cDNA library was constructed from liver tissue of an inbred Banna minipig. Two hundred randomly selected clones were sequenced then analysed by BLAST programme. Results Alignments of the sequences showed 44% encoded previously known porcine genes. Among the 56% unknown genes, sequences of 72 clones had high similarities with known genes of other species and the similarities to human were mostly above 0.80. The other 40 clones showing no similarity to genes in National Centre for Biotechnology Information are newly discovered, expressed sequence tags specific to liver of inbred Banna minipig. Twenty-two of the 200 clones had full length encoding regions, 38 complete 5＇ terminal sequences and 140 complete 3＇ terminal sequences.Conclusion These newly discovered expression sequences may be an important resource for research involving physiological characteristics and medical usage of inbred pigs and contribute to matching studies in xenotransplantation.

猪DAZL启动子克隆、转录表达及蛋白功能特性分析

【目的】研究猪类无精症缺失基因DAZL在版纳微型猪近交系(Banna mini-pig inbred line,BMI)中的启动子特征、转录表达及蛋白功能。【方法】使用PCR技术克隆DAZL启动子序列,并分析其结构;使用RNA测序技术获得BMI睾丸组织中DAZL的表达量,并构建转录调控网络;分析DAZL的氨基酸同源性与蛋白功能特性,并构建互作蛋白网络。【结果】成功扩增了DAZL长度为2378 bp的启动子序列,含1个CpG岛、3个核心启动子以及Oct-1、Sp1、Pit-1a等10种转录因子结合位点;DAZL在BMI睾丸组织中有较高的正表达;ceRNA调控网络分析表明DAZL被sscmiR-199a-5p、ssc-miR-199b-5p、ssc-miR-17-5p、ssc-miR-103、ssc-miR-24-3p和ssc-miR-107等6个miRNAs靶向调控;功能注释发现其主要在精子发生、生殖细胞发育、翻译调控中发挥重要功能。DAZL及其邻近基因分析发现其在各物种中高度保守,且具有较为保守的邻近基因;蛋白互作网络、GO和KEGG富集分析显示DAZL与PUM2、DAZAP2和SYCE1等多个蛋白互作,主要参与精子发生、卵子发生、有性生殖等重要生殖相关通路;转录组数据与蛋白编码基因之间的表达量相关性显示DAZL的表达量与SOHLH1显著相关。【结论】本研究从DNA、RNA和蛋白质角度全面分析了猪DAZL的启动子结构、转录表达和蛋白功能,结果为更进一步研究DAZL在精子发生中的作用奠定了基础。

体外培养版纳微型猪近交系骨髓基质干细胞的生物学特性

目的 分离培养成年版纳微型猪近交系骨髓基质干细胞并探讨其体外生物学特性。方法 成年版纳微型猪骨髓基质干细胞通过密度梯度离心法分离获得 ,用含 15 %小牛血清的 DMEM在 37℃ ,5 % CO2 条件下培养 ;通过克隆生长特性、特异抗原表达和成骨分化能力鉴定其干细胞特性。结果 版纳微型猪近交系骨髓分离获得的基质干细胞具有多种形状 ,但主要为梭形。其具有很强的增殖能力 ,在体外培养条件下可以观察到明显的克隆样生长 ;表达 SH2、SH3、SH4、SB10和 SB2 1等骨髓基质干细胞的特异标记 ;经成骨添加剂诱导培养之后能分化为成骨细胞 ,碱性磷酸酶活性增强并具有细胞外基质矿化能力。

版纳微型猪近交系肾脏的应用解剖研究

目的 了解版纳微型猪近交系肾脏的解剖结构 ,为异种肾移植提供基础资料。 方法 版纳微型猪近交系 2 0头处死后 ,解剖显微镜及游标卡尺检测新鲜及灌注固定的原位和离体肾脏、肾血管及输尿管 ,将肾脏组织标本石蜡包埋行 HE染色。 结果 猪肾脏组织、出入的肾血管及输尿管类似人的相应结构 ,猪肾脏皮质厚度为 (2 0 .0±2 .4) mm,肾动脉平均直径与人髂内动脉直径平均值 5.1 mm相接近 ,所有被测肾均为单支动脉。肾被膜与人肾相似 ,均为纤维层、脂肪层及肾筋膜。左右输尿管直径分别为 5.1 mm和 4.7mm。

版纳微型猪近交系GHR基因克隆及生物信息学分析

目的获得版纳微型猪近交系(BMI)生长激素受体基因(GHR)序列,通过生物信息学分析预测GHR功能并进行GHR mRNA多组织表达谱分析。方法以版纳微型猪近交系的肝脏组织为材料提取RNA,RTPCR方法扩增GHR基因编码区序列,将序列连接至pMD18-T载体进行克隆、测序和生物信息学分析;半定量PCR检测GHR mRNA在BMI不同组织中表达量的差异。结果克隆出了BMI GHR编码区序列,提交GenBank获得登录号KC999114。该基因CDS长1917 bp,编码638个氨基酸。生物信息学分析表明,与长白猪的GHR序列相比BMI存在4处氨基酸替换,分别为p.E381D、p.A409S、p.L556V和p.A580G,均发生在胞内域。GHR基因多组织表达谱分析显示:GHR mRNA几乎在各组织中均有表达,在肌肉中表达量最高,在小肠、心、肝、神经纤维、脾、卵巢中表达量较高,在肺、胃、大脑、胰和肾中的表达量较低。结论成功克隆了版纳微型猪近交系GHR全长编码区序列,进行了生物信息学功能分析和组织表达谱分析,为进一步阐明版纳微型猪近交系生长矮小机理奠定了基础。

版纳微型猪近交系胎儿成纤维细胞系的建立及其生物学特征

以版纳微型猪近交系妊娠47d的胎儿为材料,采用胰蛋白酶消化法消化培养胎儿成纤维细胞,对其进行细胞形态观察、细胞冻存前和复苏后存活率测定、生长曲线绘制和染色体核型分析等生物学特征检测.结果表明,培养的版纳微型猪近交系胎儿成纤维细胞呈典型的成纤维细胞形态;细胞冻存前和复苏后的存活率分别为98.06%和92.12%;生长曲线呈"S"形,倍增时间为36h;对所制备染色体核型进行分析,显示2n=38,XY,并在体外培养14个代次后仍能保持正常核型.

版纳微型猪近交系RNF4基因克隆、多组织qPCR表达及功能生物信息学分析

RNF4基因调节精细胞分化和增殖过程,文章以Gen Bank下载的猪及近缘物种RNF4 mRNA序列为参考序列,设计特异引物扩增版纳微型猪近交系(BMI)RNF4基因。应用qPCR分析15个重要组织mRNA表达谱,并对蛋白质序列作功能生物信息学分析,构建多物种系统进化树。研究获得BMI RNF4 573 bp编码区序列(Gen Bank登录号:KU705638,对应氨基酸登录号:AOC89056),编码190个氨基酸,蛋白质分子质量(Mw)为21.43 ku,等电点(pI)为6.95。多组织荧光定量表达分析表明RNF4基因在尿道球腺、睾丸、肝、肺中高水平表达;在其他11个组织中呈中低水平表达。功能生物信息学分析表明RNF4蛋白质存在1个保守结构域,无跨膜结构,无信号肽序列;N末端疏水,C末端疏水;有4类功能活性位点,位于细胞核概率为94.1%。系统进化分析表明,BMI与狗亲缘关系最近。结果为研究RNF4基因在猪精细胞分化和增殖方面作用奠定基础。

版纳微型猪近交系椎间盘异种抗原α-半乳糖基的分布

目的 探讨中国版纳微型猪近交系 (BMI)椎间盘组织中异种抗原的分布 ,为临床猪 -人异种椎间盘移植提供依据。方法 采用 BMI 6头 ,雄性 ,8～ 11月龄的 L1～ 5椎间盘组织 ,常规福尔马林固定 ,石蜡包埋切片。以植物凝集素 (BSI- B4 )作为亲和物质 ,采用免疫组织化学 SABC方法、DAB显色 ,观察猪椎间盘组织中异种抗原 (α-半乳糖基 )的分布情况。结果 椎间盘纤维环软骨细胞及髓核软骨样细胞核膜有阳性染色的黄色颗粒沉着 ,而基质、弹力及胶原纤维无着色。结论 BMI椎间盘组织中有异种抗原存在 ,但抗原表达较弱 。

版纳微型猪近交系AQP3克隆、序列分析及组织表达

目的克隆版纳微型猪近交系aquaporin 3(AQP3)基因,并利用生物信息学方法分析其序列特征,研究其在猪各组织中的表达情况。方法从版纳微型猪近交系脾脏中提取总RNA,利用RT-PCR方法扩增猪AQP3编码区序列,将纯化的片段与pMD18-T载体连接,转化宿主菌DH 5α,筛选阳性克隆进行测序。并采用半定量RT-PCR方法分析版纳微型猪近交系不同组织中AQP3基因的表达情况。结果成功克隆出AQP3基因编码区全长873 bp的序列,GenBank登录号为HQ888860,其编码290个氨基酸。氨基酸序列同源性分析表明,与牛的AQP3基因同源性最大,达99%。多组织半定量RT-PCR研究表明AQP3 mRNA在BMI猪的脾脏、肾脏、肺、小肠中均有表达,其中脾脏中表达最高。结论成功克隆出了版纳微型猪近交系AQP3基因全长编码区,并对其编码的蛋白质功能进行了预测,为进一步的功能研究奠定了基础。

版纳微型猪近交系SRY基因编码区序列克隆及生物信息学分析

目的获得版纳微型猪近交系(BMI)SRY基因编码区序列并进行分子系统进化研究。方法以看家基因GAPDH为内参,对BMI猪的SRY基因编码区序列进行PCR扩增、克隆和序列分析,并应用Lasergene、Bi-oEdit、ClustalX、MEGA等生物信息学软件同鲸鱼、海豚、鹿、绵羊、牛、海豹、马、海象、熊猫、人、驴、熊、猫、虎和美洲豹等15个物种相应SRY编码区核苷酸序列和氨基酸序列进行了比对分析,在此基础上采用NJ和ME法对其编码区氨基酸序列构建了分子系统进化树。结果 BMI猪SRY基因编码区序列长711 bp,编码236个氨基酸,GenBank登录号为GU991615。BMI猪与鲸鱼、海豚、鹿、绵羊、牛、海豹、马、海象、熊猫、人、驴、熊、猫、虎和美洲豹的SRY基因编码区核苷酸序列相似性分别为83.7%、82.8%、78.4%、78.0%、76.9%、73.3%、73.1%、73.0%、72.9%、72.7%、72.7%、72.2%、71.6%、71.3%、70.8%,相应的氨基酸序列相似性分别为72.8%、54.5%、67.3%、64.5%、61.5%、61.9%、59.5%、61.4%、62.0%、59.1%、59.0%、62.0%、59.6%、59.6%、59.2%。结论 BMI猪同鲸鱼等15个物种的SRY基因编码区核苷酸和相应氨基酸序列具有较高的保守性。NJ和ME方法聚类构建的分子系统进化树表明,BMI猪与牛、绵羊、鹿聚为一个分支,符合分类学地位,它们分别为偶蹄目下的猪科、牛科和鹿科动物。

版纳微型猪近交系性别决定基因(SRY)原核表达载体的构建及蛋白高效表达

为了构建版纳微型猪近交系SRY的原核表达载体pET-32a(+)-SRY,并通过诱导使其在大肠杆菌中获得高效表达,研究采用添加限制性内切酶位点的引物特异性扩增SRY,连入pMD19-T simple载体,转化入大肠杆菌DH5α,克隆后提取pMD19-T-SRY阳性重组质粒,使用相同的内切酶同时对pMD19-T-SRY质粒和原核表达pET-32a(+)载体进行酶切,连接后使SRY定向克隆到pET-32a(+)表达载体中。经PCR、酶切和测序鉴定后,重组质粒转化大肠杆菌感受态DH5α,提取质粒后再次转化大肠杆菌Rosetta(DE3),用不同浓度的异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达,并通过15%SDS-PAGE鉴定。结果显示,不同浓度IPTG诱导的SRY均在大肠杆菌中进行了高效特异性融合表达。

猪类无精症缺失基因DAZL的cDNA全长克隆、组织表达和亚细胞定位

旨在获得猪类无精症缺失基因DAZL cDNA全长序列,阐明该基因的序列、mRNA组织表达模式、蛋白质结构特征及亚细胞定位情况。本研究以版纳微型猪近交系(Banna mini-pig inbred line,BMI)10月龄成年公猪为研究对象,屠宰收集组织样,利用RACE和RT-PCR技术获得DAZL基因cDNA全长序列;使用实时荧光定量PCR(qPCR)技术检测其mRNA多组织表达谱;在线分析蛋白质的结构特点和保守结构域;用体外细胞转染技术鉴定其在ST猪睾丸细胞中的定位。结果表明,BMI DAZL cDNA全长2985 bp(KU705632),包含888 bp的CDS区,编码295个氨基酸(AOC89050);该基因位于猪13号染色体,含11个外显子。qPCR结果显示,DAZL mRNA在睾丸中特异高表达。生物信息学分析表明,猪DAZL蛋白含有哺乳动物RMP和DAZ同源区,无规则卷曲在二级结构中超过50%。进化分析表明,BMI DAZL氨基酸序列高度保守,与牛科的亲缘关系最为接近。pEGFP-C1-DAZL转染ST细胞后的荧光共定位结果显示,DAZL蛋白主要分布在细胞核中。本研究分别从DNA、mRNA和蛋白质层面阐明了BMI DAZL基因的序列特征、表达、蛋白质结构和定位,为进一步研究DAZL在BMI精子发生方面的功能奠定基础。

版纳微型猪近交系白细胞介素6基因克隆、生物信息学及组织表达分析

白细胞介素6(IL-6)是机体重要的免疫调节因子,在佐剂的应用方面具有很好的发展前景。本研究以版纳微型猪近交系(BMI)为实验动物,通过PCR法获得IL-6基因编码区序列,提交GenBank数据库,登录号为JQ839263。对BMI IL-6基因和相应的蛋白序列进行了生物信息学分析,结果显示该基因编码212个氨基酸,分子质量为23.88ku,等电点(pI)为6.66,存在一个保守结构域,一个跨膜结构,N端和C端均疏水,且在N端存在信号肽,有89%的可能性定位于细胞核。将BMI的IL-6基因编码区序列与NCBI下载到的4条猪IL-6基因序列进行比对,结果显示BMI IL-6与GenBank登录号为NM_214399和DQ832259的核苷酸序列完全相同,与GenBank登录号为AF309651和AF518322的核苷酸序列各存在1处碱基差异;多物种氨基酸序列比对及系统进化分析结果表明,BMI与骆驼亲缘关系最近。同时利用半定量PCR法确定了IL-6基因mRNA在BMI 12个组织中的表达量,结果发现在肺脏、皮肤、肌肉中表达量较高。本研究为进一步研究猪IL-6基因的表达调控奠定了理论基础。

版纳微型猪近交系TDRP1基因克隆、鉴定及mRNA的组织表达特性

目的克隆版纳微型猪近交系（BMI）不育和可育公猪TDRP1基因,分析其序列及mRNA表达水平上的差异,预测其蛋白质功能,并检测该基因在可育公猪中的组织表达分布情况。方法以猪NM_001198925序列为模板,设计特异引物,采用RT-PCR方法结合测序获得TDRP1的c DNA序列并进行生物信息学分析;采用半定量PCR方法检测TDRP1在不育和可育公猪睾丸中的表达规律,分析该基因在可育公猪17种组织中的表达特征。结果获得了BMI TDRP1基因的编码区序列（Gen Bank登录号：KJ186786）,生物信息学分析表明其编码186个氨基酸,蛋白质相对分子质量（Mw）为20.49×10^3,等电点（p I）为5.86,无信号肽,有94.1%的概率位于细胞核,含有1个亮氨酸富集的核输出信号。不同物种的氨基酸序列比对表明猪TDRP1与人、恒河猴、小鼠和大鼠等哺乳动物的TDRP1相似性在73%-83.2%之间,其中与人、恒河猴的相似性较高。mRNA表达分析表明,TDRP1在BMI不育和可育公猪睾丸间表达水平差异无显著,在精囊腺和前列腺中高表达,在睾丸和小脑中中度表达,在大脑和肾脏中低表达,在其余组织中不表达。结论成功克隆了BMI TDRP1基因的全长编码区序列并发现了BMI特有的2个SNP位点;TDRP1基因在BMI不育和可育公猪间序列完全一致,睾丸mRNA表达水平差异无显著性,多组织转录谱分析表明该基因存在明显的组织差异表达现象,在精囊腺和前列腺中有较高表达量,为深入研究TDRP1基因在精子发生方面的作用奠定了基础。

版纳微型猪近交系生长激素基因克隆及原核表达研究

本研究旨在获得版纳微型猪近交系(BMI)生长激素基因编码区序列,揭示其原核表达规律。采用RT-PCR方法从版纳微型猪近交系(BMI)脑垂体中克隆生长激素(GH)基因,并将其连接到pMD 18-T载体进行测序和生物信息学分析。克隆得到的GH基因cDNA序列长690bp,其中CDS长651bp,编码216个氨基酸,前26个氨基酸为信号肽序列。多猪种GH氨基酸序列比对表明其在各猪种中高度保守,版纳微型猪近交系的GH氨基酸序列与五指山猪和宁香猪的相似性均为100%,与藏猪、香猪、大乌猪、太湖猪、成华猪、内江猪、荣昌猪、长白猪、约克夏的相似性均为99%,与雅南猪、杜洛克的相似性均为98%。扩增GH成熟肽区编码序列,定向克隆至表达载体pET-32a(+),转化入大肠杆菌Rosseta(DE3)感受态细胞中,用IPTG诱导表达蛋白。SDS-PAGE和Westernblotting分析表明,重组质粒在大肠杆菌中获得了高效表达,融合蛋白以包涵体形式存在,分子质量约为40.6ku。以上结果为进一步探究GH基因对BMI矮小性状的影响奠定了基础。

版纳微型猪近交系KITLG基因克隆、组织表达及功能特性分析

【目的】研究KITLG基因在猪生殖细胞发育过程中的作用。【方法】从Gen Bank下载猪KITLG序列作为参考序列,设计特异引物从版纳微型猪近交系(BMI)附睾组织中扩增KITLG基因完全编码序列及部分侧翼序列;应用半定量PCR技术检测BMI 10个重要组织的KITLG m RNA转录表达水平,并对KITLG翻译的蛋白质序列进行多种功能生物信息学分析,预测KITLG蛋白质的功能,最后构建KITLG的多物种氨基酸系统进化树。【结果】扩增得到BMI KITLG编码区序列长825 bp,编码274个氨基酸,序列已提交Gen Bank,基因登录号KU705624,对应的氨基酸登录号AOC89042。多组织相对半定量表达分析表明:KITLG基因在附睾、心、脾、肺、肾、胃中高表达,在大脑、肝、小肠和睾丸中低表达。功能生物信息学分析表明:KITLG存在1个保守结构域SCF,有1个跨膜螺旋结构,存在N端信号肽序列,N末端和C末端均亲水,二级结构以α螺旋为主,有5类功能活性位点。系统进化分析表明:KITLG在进化中高度保守,且与牛、羊的亲缘关系最近。【结论】研究结果为探索BMI KITLG基因在生殖细胞发育过程中的作用及功能奠定基础。

版纳微型猪近交系TNF-α基因克隆、序列分析及分子系统进化研究

分别提取版纳微型猪近交系18种组织的RNA,反转录为cDNA,利用RT-PCR方法扩增肿瘤坏死因子(TNF-α)基因编码区全长序列,将纯化的片段与pMD18-T载体连接,转化大肠杆菌DH 5α,筛选阳性克隆并测定其序列,利用生物信息学方法分析其序列特征,并与其他15个物种构建系统进化树。同时采用半定量RT-PCR方法分析TNF-α基因在版纳微型猪近交系18种组织中的表达情况。结果显示,版纳微型猪近交系TNF-α基因编码区全长699 bp(GenBank登录号:JF831365),编码232个氨基酸。氨基酸序列同源性分析表明,与猫等12个物种具有80%以上的相似性,分子系统进化表明与牛、山羊、绵羊及海豚的关系较近。多组织半定量RT-PCR研究表明,TNF-αmRNA在版纳微型猪近交系的多个组织中均有表达,其中在中脑、卵巢、脾、肺、神经及胃中表达量较高。

猪内源性逆转录病毒基因在版纳微型猪近交系骨髓间充质干细胞永生细胞系的整合和表达研究

目的检测猪内源性逆转录病毒(PERV)在猪细胞长期传代过程中的基因整合和表达。方法通过提取已建立的版纳微型猪近交系(BM I)骨髓间充质干细胞(M SC s)永生细胞系的DNA及细胞总RNA,用PCR、RT-PCR方法检测PERV前病毒gag、po l和env基因的整合和表达,并对PERV的亚型进行鉴定。结果从原代BM I-M SC s至连续传代到150、180代的BM I-M SC s细胞基因组中都检测到了PERV前病毒DNA的整合及其mRNA的表达,PERV亚型为PERV-A、B型。结论PERV在BM I近交过程中及猪细胞体外长期传代过程中均未消失,PERV基因已经整合入其天然宿主的基因组内并能稳定表达。

猪睾丸表达序列37(TEX37)克隆、mRNA表达及蛋白质功能生物信息学分析

【目的】以版纳微型猪近交系(Banna mini-pig inbred line,BMI)为材料,初步探索猪睾丸表达序列37(TEX37)基因的特性和功能,为该基因在猪精子生成过程的作用研究奠定基础。【方法】利用Oligo7软件设计特异引物扩增BMI TEX37基因整个编码区,应用实时荧光定量PCR技术检测BMI 15个组织的TEX37 mRNA表达谱,并初步预测TEX37蛋白质的功能,最后构建TEX37的多物种氨基酸系统进化树。【结果】扩增得到BMI TEX37编码区序列长561 bp,编码186个氨基酸,基因登录号KU705619,氨基酸登录号AOC89037。多组织相对荧光定量表达分析表明:TEX37基因在睾丸中呈相对最高表达,在其他组织中呈相对较低表达。生物信息学分析表明:TEX37蛋白质含有TSC21结构域,二级结构以无规则卷曲为主,N末端疏水,C末端亲水,有2类磷酸化位点,无跨膜螺旋结构和信号肽。系统聚类表明:BMI与其他物种相似度在67%以上,进化较保守。【结论】该研究可为TEX37基因在猪精子生成方面的作用机理研究提供参考。

版纳微型猪近交系TSARG7基因克隆及功能生物信息学分析

为获得版纳微型猪近交系(Banna Mini-pig inbred line,BMI)TSATG7基因序列并分析组织表达情况,本研究以GenBank中猪及近缘物种的TSARG7基因mRNA序列为参考序列,设计特异引物扩增BMI TSARG7基因,半定量分析10个重要组织的表达谱,并对蛋白质序列进行功能生物信息学分析。结果显示,获得了BMI TSARG7基因1 371bp的编码区序列(GenBank登录号:KU950831,对应的氨基酸登录号:AMY60405),编码456个氨基酸,蛋白质分子质量为52.05ku,等电点(pI)为9.28。多组织表达分析表明,TSARG7基因在睾丸中高表达,在其他组织中呈中、低表达。功能生物信息学分析表明,TSARG7蛋白质存在1个保守结构域,有3个跨膜螺旋结构,无信号肽序列;N末端疏水,C末端亲水;有5类功能活性位点,位于细胞质的概率是94.1%。本试验结果为进一步研究TSARG7基因在猪精子发生和性成熟方面的作用及功能奠定基础。