Smad4条件基因敲除小鼠听功能初步研究

目的对Smad4条件基因敲除后三种不同基因型小鼠野生型+/+、杂合子+/-、纯合子-/-进行听功能检查,初步确定Smad4条件基因敲除后小鼠的听力学表型特征。方法对Smad4条件基因敲除后同窝出生的三种不同基因型小鼠野生型+/+、杂合子+/-、纯合子-/-分别进行听性脑干反应(ABR)和听神经复合动作电位(CAP)的检查,判断Smad4条件基因敲除后三种基因型小鼠是否有听力的改变;如果听力有所改变,再将两种方法相结合以综合判断听力改变可能的病理部位。结果各个月龄的Smad4条件基因敲除后的纯合子小鼠各频率的ABR阈值均在100dBSPL以上,有的甚至在最大给声刺激都无法引出可识别的波形。野生型和杂合子小鼠都可以诱发出可辨别、可重复的ABR波形。听神经动作电位的结果与脑干诱发电位结果相似,纯合型小鼠各个频率均未引出动作电位波形,另外两种基因型小鼠可以引出稳定的CAP波形。结论Smad4条件基因敲除后小鼠由于基因的缺陷而出现了重度感音神经性耳聋,纯合子小鼠出现全聋。

Smad4条件基因敲除小鼠前庭终器形态学研究

目的研究Smad4条件基因敲除小鼠前庭终器形态改变,探讨Smad4基因对于前庭发育的作用。方法利用建立的Smad4条件基因敲除小鼠模型,通过光镜观察Smad4(+/+)、Smad4(+/-)与Smad4(-/-)三种基因型小鼠(0.5、1.5月龄)的球囊及囊斑、椭圆囊及囊斑、半规管及壶腹嵴、前庭神经节、内淋巴管与囊的形态结构、毛细胞的形态及排列缺失情况。通过扫描电镜观察球囊斑、椭圆囊斑和壶腹嵴的形态结构、毛细胞及纤毛的排列缺失情况。结果Smad4(-/-)小鼠个体及内耳明显小于Smad4(+/+)和Smad4(+/-),而后面二者区别不大。所有小鼠的球囊及囊斑、椭圆囊及囊斑、半规管、前庭神经节、内淋巴管与囊的大小和结构正常,淋巴囊腔饱满,囊斑处的感觉上皮、耳石、毛细胞及纤毛排列整齐,没有发现明显的病变,三个基因型间没有差异。Smad4(-/-)小鼠壶腹嵴囊性变多且严重、后半规管壶腹嵴出现明显的副嵴、偶尔可见壶腹嵴感觉上皮空泡样变。壶腹嵴的毛细胞和支持细胞排列整齐,形态无明显改变,未见缺失。扫描电镜示球囊斑、椭圆囊斑、后、外、上半规管壶腹嵴正常,三个基因型之间没有差异。结论Smad4(-/-)小鼠的前庭终器有轻微病理改变,Smad4(+/+)与Smad4(+/-)小鼠的前庭终器形态结构基本正常,表明Smad4对于前庭终器的发育影响可能不明显。

条件基因敲除技术及应用现状

条件基因敲除技术是近十多年来发展出来的新技术，它可以通过简单的基因敲除改变活体的遗传信息，可以精确的在动物体内引入点突变。并且对基因敲除进行时空的调控，并成为脊椎动物成体中研究基因功能的重要手段。现主要介绍该技术在近几年来在医学研究中的应用。

利用CRISPR/Cas9技术实现快速、经济的大鼠条件基因敲除技术

在2014年第1期的Cell Research杂志上发表了一篇利用CRISPR／Cas9技术进行大鼠条件基因敲除技术的技术性论文（Ma，et al．，Generating rats with conditional alleles using CRISPR／Cas9， Cell Research （2014）24：122-125．），这篇论文利用CRISPR／Cas9在靶基因的特定外显子产生DNA双链断裂，同时提供一个环形质粒模板，该质粒包含两端被loxP位点标记的、且与被打断外显子相同的DNA片段。在受精卵内同源重组修复系统（ homologous recombination repair pathway ）的作用下，可实现高效率的靶基因loxP位点标记，从而用于大鼠的条件性基因敲除。论文中利用该技术实现了三个甲基化酶基因（Dnmt1， Dnmt3a， Dnmt3b）loxP位点标记，效率高达30％，使得制备一个含loxP位点标记大鼠的周期仅2～3个月，成为目前为止最经济、快速的大鼠条件基因敲除技术。

条件性基因敲除诱导剂他莫昔芬对小鼠肠道微生物群组成的影响

他莫昔芬(Tamoxifen)作为一种选择性雌激素受体调节剂,在临床上应用于治疗乳腺癌,在生物遗传学领域研究中充当诱导型Cre-loxP条件性基因敲除系统的时空开关。肠道微生物与宿主基因紧密相连,与宿主肠道吸收、代谢、发育性疾病、肿瘤密切相关,利用他莫昔芬诱导特定基因敲除已成为探究微生物与宿主基因互作的主要研究方式。已有研究表明他莫昔芬引发雌激素受体介导的毒性,干扰宿主生物学功能,少有研究报道他莫昔芬本身是否对小鼠肠道微生物群的稳定性造成影响,本研究通过给野生型C57BL/6J小鼠注射他莫昔芬模拟条件性基因敲除以研究其影响及机制。研究结果发现,注射他莫昔芬组与对照组相比,小鼠体重、肠道组织结构与形态及肠道屏障功能无明显差异,但他莫昔芬对小鼠粪便和盲肠内容物中的微生物丰度产生影响。这些结果提示使用他莫昔芬诱导小鼠条件性基因敲除时需要注意肠道菌群改变带来的生理和病理表型,从而减少他莫昔芬带来的干扰。

条件性敲除动物模型在神经发育障碍疾病中应用的研究进展

神经发育障碍疾病(NDDs)是指一组在发育时期出现行为和认知障碍,表现为学习和执行某些智力、运动或社交技能时出现明显困难的疾病。随着科学技术的发展,条件性基因敲除技术在NDDs的研究方面应用广泛。本文基于Cre-Loxp系统NDDs条件性基因敲除动物模型的构建方法及其在NDDs相关疾病中的应用进展进行阐述。

基于Cre-loxP重组酶系统构建肺泡Ⅱ型上皮细胞特异性敲除SENP1基因小鼠

背景:前期在体外成功构建了SENP1基因沉默的人肺泡上皮细胞系,在细胞水平上研究了SENP1在高氧性肺损伤中的作用。目的:基于Cre-loxP重组酶系统构建肺泡Ⅱ型上皮细胞特异性敲除SENP1基因小鼠模型。方法:将SENP1^(flox/-)小鼠自交得到SENP1^(flox/flox)和SENP1^(flox/-)小鼠;将Sftpc-Cre^(+/+)小鼠与野生型小鼠交配获得更多的Sftpc-Cre^(+/-)小鼠。将Sftpc-Cre^(+/+)或子代Sftpc-Cre^(+/-)小鼠与SENP1^(flox/-)或子代SENP1^(flox/flox)小鼠进行杂交,获得SENP1^(flox/-)Sftpc-Cre^(+/-)双杂合小鼠。将SENP1^(flox/-)Sftpc-Cre^(+/-)小鼠与SENP1^(flox/flox)小鼠杂交,获得SENP1^(flox/flox)Sftpc-Cre^(+/-)小鼠。剪鼠尾提取基因组DNA,行PCR扩增,扩增产物经琼脂糖凝胶电泳确定小鼠基因型。取SENP1^(flox/flox)和SENP1^(flox/flox)Sftpc-Cre^(+/-)小鼠肺组织行免疫荧光双标实验及Western blot以验证SENP1敲除效果;取SENP1^(flox/flox)和SENP1^(flox/flox)Sftpc-Cre^(+/-)小鼠心、肝、肺、肾组织行苏木精-伊红染色以观察两组小鼠各脏器的组织形态。结果与结论:琼脂糖凝胶电泳正确筛选出SENP1^(flox/flox)Sftpc-Cre^(+/-)小鼠。免疫荧光双标实验显示,与SENP1^(flox/flox)小鼠相比,SENP1^(flox/flox)Sftpc-Cre^(+/-)小鼠肺组织中SENP1的平均荧光强度降低(P<0.01),且SENP1和Sftpc未见明显共定位(P<0.01)。Western blot结果显示,与SENP1^(flox/flox)小鼠相比,SENP1^(flox/flox)Sftpc-Cre^(+/-)小鼠肺组织中SENP1蛋白表达降低(P<0.001)。苏木精-伊红染色结果显示SENP1^(flox/flox)和SENP1^(flox/flox)Sftpc-Cre^(+/-)小鼠的心、肝、肺和肾脏组织形态无明显改变。该研究利用Cre-loxP重组酶系统成功构建了肺泡Ⅱ型上皮细胞特异性敲除SENP1基因小鼠,为后续研究SENP1基因在以肺泡Ⅱ型上皮细胞为主要损伤细胞的肺疾病如支气管肺发育不良、特发性肺纤维化中的作用提供了良好的工具。

Msx2条件性基因敲除小鼠动物模型的建立和表型的初步研究

目的利用Cre/LoxP系统建立晶状体组织特异性Msx2基因敲除小鼠模型,并初步研究其表型。方法设计基因敲除方案,获得条件基因敲除小鼠Msx2cko和对照野生型小鼠Msx2wt。通过PCR技术对小鼠或E10.5和E14.5胚鼠进行基因型鉴定,通过整胚LacZ染色鉴定Le-Cre重组酶活性,同时通过对P1小鼠晶状体组织行HE染色进行初步表型观察。结果通过基因型检测证实了Msx2基因敲除小鼠模型建立成功,LacZ染色显示Le-Cre重组酶特异性表达在发育中的小鼠胚胎形成晶状体板的表面外胚叶特定区域。Msx2cko P21小鼠表现为小眼球畸形,眼周至鼻线性脱毛。HE染色显示Msx2cko小鼠晶状体体积减小及晶状体茎形成。结论初步建立了Msx2条件性基因敲除小鼠模型,Msx2条件基因敲除后引起小鼠晶状体发育异常,小眼球畸形。

条件基因敲除模型及其在眼科研究中的应用

条件基因敲除是在传统基因敲除技术的基础上，应用重组系统，对目标基因突变的范围和时间加以控制的技术。条件基因敲除技术对于特殊致死基因在成体中的功能研究发挥了重要作用。此文就条件基因敲除模型建立的基本方法和在眼科研究中的应用进展加以综述。

条件基因敲除技术在卵泡发育调控机制研究中的应用进展

卵泡发育是受内分泌、旁分泌及基因调节的复杂生理过程。条件基因敲除能选择去除调控特定发育阶段特定细胞或器官的基因,是在体基因功能研究的主要手段。近年来该技术被广泛应用于卵泡发育调控机制的研究。本文综述了条件基因敲除技术在始基卵泡激活、卵母细胞成熟、排卵、黄体形成及早期胚胎发育等机制研究中的应用进展。

HIF-1α条件性基因敲除嵌合体小鼠的获得

目的应用Cre/loxP系统建立HIF-1α条件性基因敲除小鼠模型。方法电击法将构建好的HIF-1α条件性基因敲除载体转染入小鼠ES细胞,用G418与Ganciclovir对转染的ES细胞进行正负筛选,经Southern杂交鉴定得到阳性ES细胞克隆后,将已发生正确重组的ES细胞显微注射入小鼠囊胚腔,对子代鼠进行基因型鉴定。结果经G418与Gan-ciclovir筛选培养得到490个阳性克隆,用5′端探针进行Southern杂交鉴定获得1株发生同源重组的ES细胞克隆,经显微注射,得到5只由基因敲除ES细胞和供体囊胚细胞共同发育而来的嵌合体小鼠。结论成功得到基于Cre/loxP系统的HIF-1α条件性基因敲除嵌合体小鼠模型。

条件性基因敲除动物及其在毒理学研究领域的应用进展

动物实验是毒理学研究中的重要手段和核心内容。传统的基因敲除动物在胚胎致死性基因研究方面具有一定局限性。条件性基因敲除动物在克服传统基因敲除动物缺陷的情况下,为更深、更广的毒理学研究提供了重要工具。本文将从条件性基因敲除技术的原理及条件性基因敲除动物在毒理学领域中的应用进展两方面来进行综述。

成年新生神经元NMDA受体NR2B亚型基因条件性敲除模型建立

目的:建立成年神经发生中新生颗粒细胞N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体NR2B亚型基因条件性敲除模型。方法:运用逆转录病毒基因标记技术,结合Cre-1oxp重组酶系统,在ROSA26-LacZ基因报告小鼠体内研究逆转录病毒RSV-pGFP:T2aCre的Cre酶重组的发生以及其转化效率。在NR2Bfl/fl转基因小鼠中建立成年新生颗粒细胞NR2B基因敲除模型。结果:在逆转录病毒注射后14 d,观察到LacZ标记的神经元及β-gal和Cre免疫荧光双标阳性细胞,在海马齿状回颗粒下层、颗粒层以及hilus区表达;同时在嗅球颗粒层也可见LacZ表达。28 dCre转化效率高达98.3%。在NR2Bfl/fl转基因小鼠,14 d时分别在嗅球和齿状回的颗粒细胞层,观察到GFP和Cre同时标记的阳性新生颗粒细胞。结论:成年神经发生中起源于海马齿状回颗粒下层和侧脑室旁脑室管膜下区的新生颗粒细胞NR2B基因敲除模型建立。

条件性基因敲除:骨髓细胞特异性敲除Ncol2基因小鼠的建立和基因型鉴定

Ncol2是新发现的参与免疫调节的重要因子,Ncol2基因骨髓细胞特异性敲除小鼠的建立,能够有针对性的研究Ncol2基因缺失后对免疫系统的影响。根据条件性基因敲除的原理,本文利用loxp转基因小鼠和在骨髓细胞特异性表达Cre重组酶的LysMcre小鼠,繁殖建立了骨髓细胞特异性敲除Ncol2基因的小鼠,并提供了用鼠尾做基因型鉴定的简便方法。

FAM20A条件性基因敲除小鼠牙龈增生的组织测量学分析

目的分析Fam20A条件性基因敲除对小鼠牙龈组织形态的影响。方法k14-Cre;Fam20Aflox/flox条件性基因敲除小鼠及同窝正常小鼠各20只,分别于出生后4、6、8、12周随机处死每组中的5只;体视显微镜下观察下颌磨牙区牙龈的大体形态;常规法获得下颌第一磨牙近远中向中点部位的颊舌向石蜡切片,行HE染色,光学显微镜下分别测量颊侧牙龈总面积、牙龈上皮面积和牙龈结缔组织面积;析因设计的方差分析和费舍尔最小显著性差异确定显著性水平。结果基因敲除小鼠牙龈增生,颊侧牙龈总面积、牙龈上皮面积和牙龈结缔组织面积均大于对照组(P<0.05)。结论敲除小鼠牙龈上皮组织内的Fam20A基因后,导致牙龈组织增生,牙龈组织增生涉及牙龈上皮组织和结缔组织。

小鼠Pkd2基因条件性敲除打靶载体的构建

[目的]构建小鼠Pkd2条件性基因敲除打靶载体,为建立Pkd2基因条件性敲除小鼠模型奠定基础。[方法]以正常小鼠(129x1/SvJ)基因组DNA为模板,扩增小鼠Pkd2基因一段包括第9号外显子的长为9.3kb的序列,通过引入LoxP和Neo基因等步骤,建立条件性敲除Pkd2第9号外显子的条件性基因打靶载体。[结果]经多个限制性核酸酶酶切鉴定和测序证实,所构建的Pkd2基因条件性敲除打靶载体符合设计要求。[结论]成功构建小鼠条件性Pkd2基因敲除打靶载体,为建立Pkd2基因条件性敲除小鼠模型奠定基础。

软骨细胞条件性敲除PTEN基因的FGFR3功能增强型点突变小鼠的获得及其表型初步分析

目的获得在软骨细胞中条件性敲除PTEN基因的FGFR3增强型点突变小鼠并进行初步表型分析。方法通过PTEN条件性基因敲除小鼠（Pten^flox/flox小鼠），与软骨细胞特异表达Cre重组酶的小鼠（Col2αCre）交配，获得在软骨细胞中特异敲除PTEN基因小鼠（Co12αCre：Pten^flox/flox）；同时，利用Pten^flox/flox小鼠与FGFR3增强型点突变小鼠（Fgfr3^G369C/小鼠，即ACH小鼠）交配，子代杂合子小鼠（Pten^flox/＋：ACH）之间再交配，获得Pten^flox/flox：ACH小鼠；通过Col2αCre：Pten^flox/flox和Pten^flox/flox：ACH交配即可获得在软骨细胞中特异性敲除PTEN基因的FGFR3增强型点突变小鼠（Col2αCre：Pten^flox/flox：ACH）。采用PCR对小鼠基因型进行鉴定，免疫荧光染色检测PTEN基因的敲除效率，通过X光平片摄影对小鼠的表型进行初步分析。结果获得了在软骨细胞中敲除PTEN的FGFR3点突变小鼠，免疫荧光染色证实Col2αCre：Pten^flox/flox：ACH小鼠软骨细胞中PTEN蛋白因为基因敲除而表达很低。初步的表型分析显示：Col2αCre：Pten^flox/flox：ACH小鼠身长、尾长均较Pten^flox/flox：ACH小鼠长（P〈0．05，n=5）。Col2αCre：Pten^flox/flox：ACH小鼠表型，较Pten^flox/flox：ACH小鼠的侏儒表型有所缓解。结论采用基于Cre／LoxP系统的条件性基因敲除策略，获得了在软骨细胞中敲除PTEN基因的FGFR3增强型突变小鼠，表型分析初步显示，软骨细胞特异性敲除PTEN基因可部分缓解由FGFR3增强型点突变所导致的小鼠侏儒表型。该小鼠的获得，为研究P13K／AKT信号通路在FGFR3突变介导的软骨生长抑制中的作用提供了实验动物平台。

条件性敲除APC基因小鼠肠道腺瘤模型的构建

腺瘤性结肠息肉病(adenomatous polyposis coli,APC)基因是家族性腺瘤性息肉病(familial adenomatous polyposis,FAP)的致病基因,APC基因的突变导致小鼠多处产生肿瘤,但肠道条件性敲除APC基因后,小鼠的表型并不清楚。该研究利用Cre-LoxP重组酶系统,在肠道绒毛和隐窝上皮细胞条件性敲除APC基因,并对小鼠表型进行鉴定和分析。将Villin Cre小鼠和APC^(fl/fl)小鼠合笼得到Villin Cre;APC^(fl/+)小鼠;有意思的是后者进一步与APC^(fl/fl)小鼠合笼,却没有得到Villin Cre;APC^(fl/fl)小鼠。进一步解剖Villin Cre;APC^(fl/+)小鼠,发现其自发产生肠道肿瘤,并能携瘤生存,免疫组化显示瘤体组织激活了Wnt信号通路。结果表明成功地构建了小鼠肠道条件性敲除APC基因腺瘤模型,为进一步研究APC基因在肠道发育以及肠道肿瘤的作用提供了优良的工具。

Claudin-7可诱导性条件性基因敲除小鼠模型的构建和鉴定

目的:应用Cre-Loxp系统构建Claudin-7蛋白在肠道可诱导性条件性基因敲除小鼠模型,并进行表型分析.方法:构建Claudin-7打靶载体,通过电击法转染入小鼠胚胎干细胞(ES细胞),用正负筛选法筛选阳性ES细胞并进行PCR鉴定和Southern鉴定,利用显微注射把发生正确同源重组的ES细胞注射进C57BL/6N小鼠囊胚,移入受体小鼠子宫以获得嵌合体小鼠.将得到的嵌合体小鼠与C57BL/6N小鼠交配获得Claudin-7-flox小鼠,该小鼠与PvillinCre ERT2转基因小鼠杂交,通过子代自交获得Claudin-7在肠道可诱导性条件性基因敲除(Cldn7fl/fl Villin-Cre ERT2)的小鼠,他莫昔芬(tamoxifen)药物诱导肠道Claudin-7基因敲除,对小鼠进行表型分析.结果:获得Claudin-7-flox小鼠及Claudin-7肠道可诱导性条件性基因敲除小鼠数只,Claudin-7肠道可诱导性条件性基因敲除小鼠出生时表型正常,发育良好,他莫昔芬(tamoxifen)药物应用后,诱导了小鼠肠道上皮细胞Claudin-7基因表达的缺失.小鼠出现脱水表现,活泼度降低,并出现死亡.结论:成功构建了Claudin-7肠道可诱导性条件性基因敲除小鼠模型,利用他莫昔芬诱导肠道Claudin-7基因敲除,初步构建了肠道炎症模型,为进一步研究Claudin-7在肠道肿瘤中的作用奠定了基础.

Tex101条件性基因敲除小鼠模型的建立和表型鉴定

目的建立Tex101(Testis expressed gene 101)条件性基因敲除小鼠模型并进行表型鉴定。方法构建针对小鼠Tex101基因2、3号外显子的重组载体,通过电穿孔的方法转染胚胎干细胞(ES细胞),用正负筛选法筛选阳性ES细胞并进行PCR鉴定。利用显微注射把发生正确同源重组的ES细胞注射进C57BL/6J小鼠囊胚,移入受体小鼠子宫。将得到的嵌合体小鼠与C57BL/6J雌鼠交配获得Tex101-LoxP转基因小鼠。该小鼠与EⅡa-Cre转基因小鼠杂交,通过子代自交获得Tex101条件性基因敲除(cKO)小鼠并进行初步分析。结果得到2只Tex101 cKO雄鼠。冰冻切片观察发现Tex101 cKO雄鼠睾丸形态和大小与野生型小鼠相比无明显差异。结论成功建立了Tex101条件性基因敲除小鼠模型,并初步验证了该基因对雄性小鼠睾丸大小和形态无明显影响,为进一步研究Tex101基因功能奠定了基础。