基于CRISPR/Cas9技术构建IDO1基因敲除的THP-1细胞株及其表型研究

目的 采用CRISPR/Cas9技术构建吲哚胺-2,3-双加氧酶1(IDO1)基因敲除的THP-1细胞株,为研究IDO1在巨噬细胞中的作用提供细胞模型。方法 设计靶向IDO1基因的3条向导RNA(guide RNA,gRNA),分别构建IDO1-gRNA重组质粒,酶切及测序鉴定后,包装成Lenti-IDO1-gRNA慢病毒。利用Cas9慢病毒感染THP-1细胞获得稳定表达Cas9蛋白的细胞株,再经Lenti-IDO1-gRNA慢病毒感染敲除IDO1基因,有限稀释法获得单克隆细胞株。T7E1酶切检测gRNA打靶效率,PCR产物测序和Western blot鉴定IDO1基因敲除效果。CCK8法检测IDO1基因敲除对THP-1细胞增殖活性的影响,流式细胞术检测对巨噬细胞标志物CD11b、CD68和CD14表达的影响,中性红法检测巨噬细胞吞噬功能。结果 成功构建了3种IDO1-gRNA重组质粒,3条gRNA均能有效编辑IDO1基因,以gRNA2编辑效率最高。经PCR产物测序和Western blot验证获得了3株THP-1 IDO1-KO单克隆细胞株,并发现IDO1基因敲除可抑制THP-1细胞增殖,下调THP-1巨噬细胞CD11b、CD68表达,上调CD14表达,增强THP-1巨噬细胞吞噬功能。结论 成功构建IDO1基因敲除的THP-1细胞株;IDO1对THP-1细胞增殖活性、分化调节以及THP-1巨噬细胞吞噬功能调节有重要作用,为后续进一步探讨IDO1基因在巨噬细胞中的功能及机制研究奠定基础。

利用CRISPR/Cas9技术构建斑马鱼prkd1基因敲除品系

蛋白激酶D1 (protein kinase D1, PKD1;也称作PRKD1)是蛋白激酶家族成员之一,该家族由3种结构相关的应激激活酶组成,可调节机体多种生物学功能,主要涉及细胞增殖、分化、凋亡、免疫调节、心脏收缩、血管生成和癌症等,其中PRKD1与心脏肥大、收缩和缺血再灌注损伤的底物磷酸化有关。相关研究报道,先天性心脏病患者存在PRKD1基因突变,但其在心脏中的特异性功能和分子机制并未阐明。为了便于后期研究PRKD1基因在人类早期心脏发育的作用机制,本文拟利用CRISPR/Cas9技术构建斑马鱼prkd1基因敲除品系。首先,通过生物信息学网站筛选出两个最佳的基因敲除靶位点,合成相应靶位点的单链向导RNA (single guide RNA,sg RNA)和引物;然后,将两个靶位点的sg RNA进行体外转录,并将其与Cas9蛋白混合后共同注射到斑马鱼的1-细胞期;最后,对基因敲除后的F0、F1、F2及F3代斑马鱼的胚胎和成鱼进行有效性鉴定及表型观察。结果显示,靶位点附近出现了不同程度的碱基缺失;成功构建了F1代能够稳定遗传的prkd1基因敲除的3个亚系;与野生型相比, F3代纯合子胚胎表现出不同程度的心腔膨大、环化异常及心管线性化等畸形现象。综上可知,本研究利用CRISPR/Cas9技术成功构建了斑马鱼prkd1基因敲除品系,为进一步研究该基因在人类心脏发育中的特异性功能提供了有益参考,并为后期的先天性心脏病筛查和精准医疗提供了重要依据。

TRPC1基因敲除小鼠心肌梗死组织纤维化指标表达变化

目的 观察瞬时受体电位通道C1(TRPC1)敲除的心肌梗死小鼠心肌纤维化指标变化。方法 野生型小鼠与TRPC1基因缺陷(TRPC1^(-/-))小鼠各20只,分为野生对照组、野生实验组、TRPC1^(-/-)对照组、TRPC1^(-/-)实验组,每组10只。野生实验组和TRPC1^(-/-)实验组结扎冠状动脉左前降支并缝合,制作心肌梗死模型;野生对照组和TRPC1^(-/-)对照组只穿线,不结扎。24 h后处死小鼠,获取心脏,对照组小鼠取左心室正常组织,实验组取左心室前壁梗死组织,采用RT-PCR法检测TRPC1 mRNA,采用Western blotting法检测TRPC1蛋白及纤维化指标Ⅰ型胶原蛋白(Col-Ⅰ)、α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)。结果 野生实验组TRPC1 mRNA表达高于TRPC1^(-/-)实验组,野生对照组TRPC1 mRNA表达高于TRPC1^(-/-)对照组(P均<0.05);野生实验组TRPC1蛋白表达高于野生对照组和TRPC1^(-/-)实验组,TRPC1^(-/-)实验组TRPC1蛋白表达高于TRPC1^(-/-)对照组(P均<0.05)。野生实验组Col-Ⅰ、α-SMA蛋白表达高于野生对照组和TRPC1^(-/-)实验组,野生对照组Col-Ⅰ、α-SMA蛋白表达高于TRPC1^(-/-)对照组,TRPC1^(-/-)实验组Col-Ⅰ、α-SMA表达高于TRPC1^(-/-)对照组(P均<0.05)。结论 敲低TRPC1基因表达可下调心肌梗死小鼠心肌纤维化指标的表达。

FOXN1基因敲除兔嵌合体的建立

目的建立F0代FOXN1基因敲除兔嵌合体,以探究普通饲养环境免疫缺陷兔活体保种的方法。方法首先,利用CRISPR/Cas9技术,将构建好的sgRNA和Cas9蛋白注入兔二细胞期胚胎的一个细胞中,以获得FOXN1基因编辑嵌合体胚胎。然后,胚胎移植至代孕母兔。最后,通过PCR技术以及Sanger测序方法鉴定F0代仔兔基因型,并观察其在普通饲养环境生长发育的情况。结果PCR结合Sanger测序结果表明FOXN1基因敲除兔嵌合体构建成功。经观察,嵌合体在普通环境下生长发育良好,无免疫缺陷表型。结论本研究初步建立了在普通环境下可正常生长发育的FOXN1基因敲除兔嵌合体,为后续进一步繁育FOXN1免疫缺陷兔奠定了研究基础。

黄河鲤肌间骨转录组分析及斑马鱼bmp1基因敲除模型构建

肌间骨(IBs)由肌膈间的肌腱骨化而来,仅存在于低等硬骨鱼类中,研究选取黄河鲤(Cyprinus carpio haematopterus)肌间骨发育前后两个关键阶段进行转录组测序,并对差异表达基因进行功能富集分析.结果表明:测序共获得高质量有效序列120356780条,共筛选出差异表达基因3454个(上调1283个,下调2171个).GO和KEGG分析显示差异基因主要富集于胞外区域、跨膜运输、氧化还原过程、催化活性、蛋白结合等功能,参与次生代谢物的生物合成、PI3K-Akt信号通路、AMPK信号通路、糖酵解等.经qRT-PCR验证差异基因表达谱与RNA-seq结果基本一致后,为进一步了解其生物功能,选取两阶段中显著上调基因bmp 1,利用CRISPR/Cas9建立bmp 1突变的嵌合体斑马鱼(Danio rerio).测序验证bmp 1突变品系已成功构建,表型观察结果发现突变型明显发育迟缓且尾部出现脊椎畸形.

利用改良的CRISPR/Cas9n double nick系统构建DPF2基因敲除的人胰腺癌PANC-1细胞株

目的利用改良的CRISPR/Cas9n double nick系统构建DPF2基因敲除的PANC-1人胰腺癌细胞模型。方法设计两对靶向DPF2基因第四外显子上下游的单链向导RNA(single guide RNA,sgRNA),化学合成sgRNA寡核苷酸序列,并克隆至pGL3-U6-sgRNA-PGK-puromycin真核表达质粒中。将克隆正确的DPF2-sgRNA重组真核表达质粒与Cas9真核表达载体pST1374-N-NLS-flag-linker-Cas9共转染至PANC-1细胞中,通过嘌呤霉素和杀稻瘟菌素筛选阳性转染细胞,进一步通过有限稀释法筛选获得单克隆细胞株。提取细胞基因组DNA对敲除位点进行聚合酶链反应(PCR)鉴定和测序鉴定。Western blot检测细胞中DPF2蛋白表达情况。结果sgRNA成功插入pGL3-U6-sgRNA-PGK-puromycin中且序列正确。PCR扩增鉴定和测序结果表明,PANC-1细胞中一段包括完整第四外显子在内的长度为401 bp的DPF2基因片段被敲除。Western blot检测结果表明,DPF2基因敲除细胞中的DPF2蛋白表达缺失。结论通过改良的CRISPR/Cas9n double nick基因编辑系统成功构建DPF2基因敲除PANC-1稳定细胞株。

CRISPR/Cas9介导的猪Six1和Six4基因敲除细胞系的建立

目的:利用干细胞囊胚互补技术再生同种或异种动物器官已得到验证,其重要的前提是需要构建出相应的器官缺失动物模型。本文拟通过CRISPR/Cas9基因编辑技术建立猪Six1单基因和Six1/Six4双基因敲除猪细胞系,为构建肾脏发育缺陷和缺失猪模型奠定重要的研究基础。方法:选取猪Six1基因和Six4基因第一外显子为敲除靶点,分别设计并合成单导向RNA(single guide RNA,sg RNA),将其插入含有Cas9骨架的PX330质粒,分别构建Six1基因和Six4基因敲除打靶载体PX330-sg RNA1和PX330-sg RNA4;用T7EN1酶验证打靶载体敲除效率后,将高效打靶载体与含G418抗性的质粒(p CMV-td Tomato)共转染原代猪胎儿成纤维细胞(porcine fetal fibroblasts,PFFs)中,并通过药物筛选获得单克隆细胞群落,随后对单克隆细胞进行基因型鉴定。结果:分别成功构建Six1和Six4基因的Cas9/sg RNA表达载体。转染Six1基因打靶载体经药物筛选后,利用PCR方法鉴定所获得的Six1基因敲除单克隆细胞系48个,其中Six1-/-细胞系21个。通过同样方法同时转染Six1基因和Six4基因打靶载体,经药物筛选后共获得44个单克隆细胞系,其中Six1-/-Six4-/-细胞系为13个。结论:通过CRISPR/Cas9基因编辑技术可高效获得Six1单基因敲除细胞系和Six1/Six4双基因敲除细胞系,为构建肾脏发育缺陷猪动物模型提供了基础,并有助于研究Six1和Six4基因在猪肾脏发育中的功能。

基于蛋白质组学探讨Ppp3cb和Ppm1g在NHE1基因敲除模型鼠海马组织中的表达

目的通过NHE1基因敲除模型鼠的海马组织差异蛋白质组学分析,发现并明确Ppp3cb和Ppm1g的表达特征。方法①选取6只2周龄NHE1基因敲除模型鼠作为模型组,同周龄野生型小鼠6只作为对照组,采用琼脂糖凝胶电泳检测其基因型;应用旷场实验和强迫游泳实验对模型组和对照组小鼠进行行为学评估,并按照Racine评分标准对模型鼠进行癫痫发作分级;②通过串联质谱分析技术对模型组和对照组的海马组织进行差异蛋白筛选,基因本体论(Gene Ontology Analysis,GO)分析差异蛋白并进行注释和富集,蛋白网络数据库(search tool for the retrieval of interesting genes,STRING)分析差异蛋白之间的蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI);③应用qPCR和Western blot检测Ppp3cb和Ppm1g的转录和翻译水平,应用免疫组织化学技术分别观察其在组织中的表达量。结果①模型组小鼠NHE1基因未见表达,旷场实验中模型鼠的运动总距离较对照组减少(P=0.0073),跨越的格子数比对照组显著减少(P<0.0001)。强迫游泳实验结果显示,模型鼠不动的时间明显延长(P<0.0001);②以表达倍数(FC)≥1.2倍且P<0.05为筛选标准,检测到海马组织中845个差异表达的蛋白质点,其中有9个蛋白表达上调,7个蛋白表达下调。其中Ppp3cb下调,Ppm1g上调。GO功能注释结果表明,NHE1敲除后,分子功能(MF)富集在蛋白丝氨酸/苏氨酸磷酸酶活性的差异最显著,细胞成分(CC)富集在质膜部分的差异蛋白数量最多,生物过程(BP)富集在负向调节生物过程、免疫系统过程的差异蛋白数量最多。STRING分析显示差异蛋白Ppp3cb和Slc9a1直接作用,Ppm1g通过Ppp3cb和Slc9a1间接作用,Ppp3cb和Ppm1g之间相互作用。③Ppp3cb的转录和翻译水平减少,在组织中的表达量下降,而Ppm1g转录和翻译水平增加,在组织中的表达量上升(P<0.05)。结论本研究确定了NHE1基因敲除小鼠海马组织中差异蛋白Ppp3cb表达下调,而Ppm1g表达上调,为进一步研究Ppp3cb和Ppm1g参与癫痫发病机制提供了依据。

基于CRISPR/Cas9系统构建裸鼹鼠HIF-1α基因敲除质粒及其功能验证

目的利用簇状规则间隔回文重复序列(CRISPR)/Cas9基因编辑系统构建质粒并敲除裸鼹鼠皮肤成纤维(NMR skin fibroblasts,NSF)细胞HIF-1α基因,为研究裸鼹鼠的耐低氧机制及缺氧相关疾病的发生发展机制提供体外细胞模型。方法针对裸鼹鼠HIF-1α基因的1~4号外显子区域设计4对sgRNA序列,并成功构建表达质粒。筛选得到最优sgRNA后,转染HEK-293T细胞收集上清液测定病毒滴度。前期用pLenti-Cas9(blast)病毒感染NSF细胞,后用制备的HIF-1α-sgRNA病毒感染表达Cas9蛋白的NSF细胞。经药筛后观察荧光表达,同时提取细胞gDNA和蛋白。通过T7E1酶和Western Blot检测NSF细胞中HIF-1α基因变化及蛋白表达情况。结果Sanger测序显示,所设计的sgRNA成功插入到pX459和pKLV2-U6-sgRNA2载体上,序列验证正确,重组质粒构建成功;T7E1酶切实验成功切除3条带,sgRNA的打靶效率为54%,Western Blot结果表明,经药筛后的裸鼹鼠NSF细胞HIF-1α基因敲除成功,蛋白水平显著降低(P=0.0019);且未发现HIF-1α敲除细胞形态的明显变化,基因敲除对细胞增殖能力无明显影响。结论成功构建靶向裸鼹鼠HIF-1α基因的CRISPR/Cas9质粒,且质粒靶向敲除HIF-1α基因功能验证成功,将有利于裸鼹鼠耐低氧机制研究,并为人类缺氧相关疾病防治提供理论依据。

髓系特异性Spi1基因敲除小鼠的构建和基因鉴定

目的构建髓系特异性Spi1基因敲除小鼠并分析其基因型,为疾病病理机制及药物靶点研究提供动物模型基础。方法根据CRISPR/Cas9技术原理和Cre/LoxP系统,设计并构建sgRNA和Donor载体,以第2号外显子(Exon 2)所在的转录本为敲除区域,在Exon 2两侧各放置同向Loxp元件;将Cas9蛋白、sgRNA和Donor载体混合显微注射到C57BL/6J小鼠的受精卵中,移植受精卵到假孕的C57BL/6J母鼠的子宫中,19~20 d后获得F0代。将阳性F0代小鼠与C57BL/6J小鼠交配,得到稳定的F1代Spi1^(flox/+)小鼠。F1代Spi1^(flox/+)小鼠雌雄自交得到Spi1^(flox/flox)小鼠。Spi1^(flox/flox)与Lyz2-Cre^(+)小鼠交配得到Spi1^(flox/+)/Lyz2-Cre^(+)小鼠,再将其与Spi1^(flox/flox)交配,得到的Spi1^(flox/flox)/Lyz2-Cre^(+)小鼠为髓系特异性Spi1基因敲除(KO)小鼠;Spi1^(flox/flox)/Lyz2-Cre^(-)小鼠作为野生型(WT)小鼠。提取WT和KO小鼠DNA,PCR扩增后琼脂糖凝胶电泳鉴定基因型;Western blot检测WT和KO小鼠免疫细胞中脾病灶形成病毒前病毒整合癌基因-1/富含嘌呤盒1(PU.1)表达。结果PCR鉴定结果显示,采用flox引物鉴定时仅扩增出220 bp条带的小鼠,即基因型为Spi1^(flox/flox)纯合子,采用Lyz2-Cre引物鉴定时扩增出700 bp的小鼠,基因型为Lyz2-Cre^(+);Western blot结果显示,与WT组比较,KO组小鼠骨髓来源巨噬细胞(BMDMs)和腹腔原位巨噬细胞(PM)中的PU.1不表达(P<0.01);T细胞中KO小鼠PU.1表达水平与WT小鼠差异无统计学意义;PCR和Western blot结果均表明髓系特异性Spi1 KO小鼠构建成功。结论成功构建和鉴定髓系特异性Spi1 KO小鼠,为进一步揭示PU.1在免疫调节中的潜在机制研究提供动物模型基础。

利用CRISPR/Cas9技术构建G3BP2基因缺失型BHK21细胞系

试验采用CRISPR-Cas9基因编辑技术构建G3BP2基因敲除的稳定乳仓鼠肾细胞(BHK21)系,并探究其对抗应激能力的影响。将构建的两组PX459-G3BP2-sgRNA重组质粒共转染BHK21细胞,使用嘌呤霉素筛选单克隆细胞株进行连续传代,在传代培养至十代后提取蛋白进行蛋白质印迹技术(WB)检测,将敲除稳定性较好的细胞株提取DNA进行PCR扩增及测序。随后将二硫苏糖醇(DTT)溶液加入构建的G3BP2^(-/-)细胞株和野生型细胞株中进行细胞形态观察,测试G3BP2^(-/-)细胞株对热应激的反应。结果显示,试验得到3株G3BP2稳定表达阴性的细胞株:C8、E10、F9。镜检结果显示,缺失G3BP2基因的BHK21细胞的形态比野生型BHK21细胞的细胞形态更易受到影响。研究表明,试验成功获得了稳定的G3BP2^(-/-)细胞系,并验证了其生物学功能,为后续深入研究G3BP2基因在BHK21细胞中其他作用与机制奠定基础。

敲除β珠蛋白β^(maj)及β^(min)基因的C129小鼠ES-D3细胞系建立

目的通过构建C129系小鼠β珠蛋白基因内源性珠蛋白βmaj及βmin基因打靶载体,建立C129小鼠敲除β珠蛋白基因内源性珠蛋白βmaj及βmin基因ES-D3细胞系,为制作基因敲除嵌合体小鼠提供稳定的胚胎干细胞系。方法根据C129系小鼠β珠蛋白基因分子结构基础,用基因克隆方法在βmaj和及βmin两个同源序列两侧分别将1.7kb和7.0kb的片段插入pNTK质粒中,构建置换型打靶载体β-pNTK,用新霉素抗性基因(Neo)和单疱病毒腺苷激酶(TK)抗性基因作为正负筛选标记。用SalⅠ酶切将打靶载体β-pNTK线性化,采用电穿孔法在ES-D3细胞水平进行打靶,通过G418和GAN进行正负筛选,获得生长良好的胚胎干细胞克隆;用PCR和Southern印迹杂交方法鉴定阳性克隆基因组DNA整合结果,用碱性磷酸酶实验、体外胚体形成实验以及畸胎瘤成瘤实验鉴定细胞生物学特性。结果构建了C129系小鼠置换型打靶载体,经Neo-Major鉴定引物PCR扩增、BamHⅠ及EcoRⅠ酶切及部分测序分析,所插入方向正确,结构合理,达到所预期的目的;获得了8个阳性克隆珠,阳性克隆细胞株经PCR和South-ern印迹杂交方法鉴定外源基因整合到ES细胞基因组DNA中;经胚胎干细胞特性鉴定所获细胞具有良好的未分化特性和多能性。结论构建了C129系小鼠β珠蛋白基因内源性珠蛋白βmaj及βmin基因置换型打靶载体;该载体在胚胎干细胞水平进行基因打靶后,获得了稳定的敲除β珠蛋白内源性珠蛋白βmaj及βmin基因的胚胎干细胞系,为制作基因敲除嵌合体小鼠奠定了基础。

利用CRISPR/Cas9技术构建CYP2E1基因敲除的HEK293FT细胞系

目的:利用CRISPR/Cas9系统在HEK293FT细胞系中敲除CYP2E1基因并探讨其在检测化学物毒性中的应用。方法:设计3对分别靶向CYP2E1基因第2、第3和第7外显子的sg RNA序列并构建PX461表达载体;将携带靶向CYP2E1的sg RNA表达载体转染至HEK293FT细胞中,通过SURVEYOR检测分析sg RNA的切割效率;利用有限稀释法获得CYP2E1敲除细胞株,通过实时荧光定量PCR和蛋白印迹检测细胞株中CYP2E1的敲除效果;并检测其对N-(4-羟基苯基)乙酰胺和1,2-二氯乙烷的细胞毒性效应的影响。结果:SURVEYOR检测分析靶向CYP2E1基因第3外显子的sg RNA的切割效率为23%;成功构建了2株CYP2E1基因敲除的细胞株,实时荧光定量PCR结果显示CYP2E1 m RNA表达下降,蛋白印迹结果显示CYP2E1蛋白无表达;CYP2E1基因敲除会显著降低N-(4-羟基苯基)乙酰胺和1,2-二氯乙烷的细胞毒性。结论:通过CRISPR/Cas9构建出CYP2E1稳定敲除的肾细胞系,为研究CYP2E1的功能和作用机制提供了有效的工具。

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.

人大肠癌细胞系HCT116中Sirt 1基因敲除细胞株的构建

目的利用AAV介导的体细胞基因敲除技术,在人大肠癌细胞系HCT116中对靶基因Sirt 1进行敲除,达到基因沉默的目的。方法构建Sirt1打靶载体,通过病毒包装、感染、药物筛选、PCR鉴定、Western blotting鉴定等步骤获得Sirt 1基因敲除的细胞株。结果经过筛选和鉴定后获得两个Sirt1-/-阳性克隆,成功构建HCT116 Sirt1-/-细胞系。结论通过体细胞敲除技术,我们成功地获得Sirt1敲除肠癌细胞株。

巨噬细胞系及PLEKHQ1基因敲除小鼠实验固定夹设计

目的:设计研制巨噬细胞系及PLEKHQ1基因敲除小鼠实验固定夹,为小鼠尾部采血和注射实验提供安全、简易、方便及省时的实验工具。方法:采用50 ml注射器按图纸开槽打孔,制作成巨噬细胞系及PLEKHQ1基因敲除小鼠实验固定夹;使用50 ml塑料试管及合适尺寸的塑料底托,制作成小鼠实验固定夹底座。结果:该小鼠固定夹与目前市场销售的小鼠固定夹相比较,具有制作简单、成本低廉、使用安全及操作简便省时等优点。结论:该小鼠实验固定夹为小鼠进行尾部静脉采血及注射等实验操作提供了安全、便利的实验工具,极大的提高了实验的工作效率。

PLEKHQ1基因敲除小鼠的永生化骨髓来源巨噬细胞系的建立

目的:建立PLEKHQ1基因敲除小鼠的永生化骨髓来源巨噬细胞系,为PLEKHQ1基因功能的研究奠定基础。方法:用慢病毒感染的方法将包装质粒pCDH-SV40/GFP导入野生型和PLEKHQ1基因敲除小鼠的骨髓来源巨噬细胞,建立永生化细胞系;观察永生化细胞的生物学性状,用聚合酶链反应(PCR)检测目的基因的整合,用RT-PCR鉴定目的基因的表达,并对永生化和非永生化骨髓来源巨噬细胞的生长状况进行比较。结果:构建的骨髓来源巨噬细胞系已扩大培养并稳定传代,经鉴定,SV40LT抗原已整合入细胞并稳定表达。结论:通过慢病毒感染细胞的方法成功构建了PLEKHQ1基因敲除小鼠的永生化骨髓来源巨噬细胞系。

利用CRISPR/Cas9系统构建SIRT1基因敲除的K562细胞株

目的构建去乙酰化酶SIRT1基因敲除的K562单克隆细胞株,研究SIRT1基因对细胞增殖的影响。方法设计靶向SIRT1酶活性中的sgRNA编码序列,构建CRISPR/Cas9载体并转染K562细胞,嘌呤霉素筛选后单克隆化并扩增;采用基因组测序、PCR和免疫印迹的方法进行基因敲除效果鉴定;对选定的SIRT1基因敲除的单克隆做生长曲线检测。结果目标质粒测序符合,质粒转染细胞后检测到基因组靶序列位置杂合峰,获得SIRT1基因敲除的单克隆3个,SIRT1基因敲除导致细胞增殖明显减缓。结论成功构建了SIRT1基因敲除的细胞株,该细胞可作为血液系统疾病研究的有力工具。

小鼠MYSM1基因稳定敲除的间充质干细胞系C3H10T 1/2的建立及其体外免疫调节作用

目的:本研究旨在构建小鼠组蛋白H2A去泛素化酶MYSM1基因敲除的间充质干细胞系(mesenchymal stem cells,MSC),并初步探讨MYSM1基因敲除后MSC免疫学特性的变化。方法:通过CRISPR-Cas9技术对小鼠间充质干细胞系(C3H10T 1/2)MYSM1基因进行特异性基因敲除,再采用流式细胞术、定量PCR和蛋白印迹(Western blot)技术检测基因敲除情况。为检测MYSM1敲除对MSC免疫调节能力的影响,将MYSM1基因敲除的MSC上清加入脾脏淋巴细胞培养体系中,在镜下观察其对淋巴细胞增殖的调节作用,并进一步采用定量PCR检测淋巴细胞内炎性因子白介素4,干扰素γ、白介素17A和Foxp3的表达情况。结果:流式细胞术、定量PCR及Western blot的鉴定结果表明,CRISPR-Cas9技术稳定敲除了MSC细胞系内MYSM1基因。敲除了MYSM1基因之后的MSC上清显著抑制刀豆蛋白A诱导的淋巴细胞增殖及炎性因子分泌(P<0.05)。结论:本研究成功地构建了小鼠MYSM1稳定敲除的间充质干细胞系,同时发现MYSM1敲除后MSC体外免疫抑制作用增强,此相关发现为深入研究MYSM1基因的功能,探索基因修饰MSC对免疫相关性疾病的治疗奠定了基础。

利用CRISPR/Cas9系统构建Lrtm1基因敲除的C2C12细胞系

目的:利用CRISPR/Cas9技术构建稳定敲除Lrtm1(leucine-rich repeats and transmenbrane domains 1)基因的C2C12细胞系,为研究Lrtm1基因的作用提供实验基础。方法:设计3对针对Lrtm1基因的向导RNA(sgRNA),将sgRNA插入载体pCRISPRLvSG06中;利用慢病毒包装系统包装含有sgRNA的重组质粒pCRISPR-LvSG06;将病毒感染C2C12细胞,并加入嘌呤霉素筛选,将筛选嘌呤霉素阳性的细胞提取RNA,逆转录成c DNA;设计Cas9引物,利用cDNA为模版,PCR验证C2C12细胞中Cas9的表达,确认慢病毒成功感染C2C12细胞;利用96孔板挑选单克隆细胞的方法筛选得到单克隆细胞;将扩增的单克隆细胞提取基因组DNA,测序Lrtm1基因相关序列并与野生型Lrtm1基因进行对比,确认敲除成功的克隆细胞株;诱导敲除Lrtm1稳定细胞株成肌分化,检测成肌分化标志因子Myosin的蛋白表达,RT-PCR检测转录因子PAX7的mRNA表达,Western blot检测H3K27me3蛋白水平。结果:测序结果显示向导RNA(sgRNA)成功插入载体质粒;将单克隆细胞DNA测序结果显示A和C克隆成功敲除Lrtm1基因;敲除Lrtm1基因后成肌分化标志因子Myosin蛋白表达降低,成肌转录因子PAX7 mRNA的表达降低,在分化72和96 h组,H3K27me3蛋白水平较野生型组增高。结论:利用CRISPR/Cas9技术成功敲除Lrtm1基因,稳定敲除Lrtm1基因的C2C12细胞系构建成功;敲除Lrtm1后能抑制C2C12细胞成肌分化,并且抑制成肌转录因子PAX7的m RNA表达,PAX7mRNA表达降低的原因可能为H3K27me3水平增高。