中枢神经系统TauT基因敲除大鼠的构建及对线粒体DNA氧化损伤影响

目的利用CRISPR/Cas9和Cre-loxP技术相结合构建牛磺酸转运体(taurine transporter,TauT)在中枢神经系统中条件性敲除大鼠,并对其脑组织线粒体mtDNA及线粒体呼吸链酶活性进行初步研究。方法利用CRISPR/Cas9和Cre-loxP技术获得TauT基因第5外显子两端含有loxP位点的杂合子大鼠(TauT^(loxP/WT))。将获得的TauT^(loxP/WT)大鼠与Nestin-Cre大鼠交配,经繁殖和鉴定最终获得神经特异性TauT基因敲除大鼠(TauT^(loxP/loxP/Cre+))。通过Real-time PCR、Westen blot、免疫组化对TauT^(loxP/loxP/Cre+)大鼠进行基因和蛋白表达检测,用HE染色观测其脑组织形态,并对脑组织mtDNA拷贝数和线粒体呼吸链酶(Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ/Ⅴ)活性进行检测。结果与野生型大鼠相比,TauT^(loxP/loxP/Cre+)大鼠脑组织中TauT基因和蛋白表达显著降低,TauT基因在中枢神经系统被成功敲除,模型构建成功;HE染色显示TauT^(loxP/loxP/Cre+)大鼠脑细胞数量和密度有所降低,而老年TauT^(loxP/loxP/Cre+)大鼠脑中细胞病变更加明显。此外,与野生型大鼠相比,TauT^(loxP/loxP/Cre+)大鼠脑组织线粒体呼吸链复合酶Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ酶活性显著降低,但mtDNA拷贝数却明显上升。结论利用CRISPR/Cas9和Cre-loxP技术成功了构建中枢神经系统TauT基因敲除大鼠模型,并初步验证了此模型对脑组织及其线粒体呼吸链酶和mtDNA的影响,为研究牛磺酸及TauT对脑组织的分子机制提供了新的模型平台。

盐碱胁迫对莫桑比克罗非鱼TauT2基因表达的影响

【目的】研究在莫桑比克罗非鱼(Oreochromis mossambicus)中新发现的编码牛磺酸转运蛋白的基因TauT2在盐碱胁迫下对鱼体渗透压调控的作用,为深入阐明鱼类中牛磺酸转运蛋白的功能提供更全面可靠的数据。【方法】通过PCR和直接测序的方法对TauT2基因的编码区序列(CDS)进行分析,用生物信息学分析方法预测其编码蛋白的氨基酸序列及其高级结构,并利用荧光定量PCR检测该基因在肝、肠、肌肉等13个组织中的表达特征,以及在盐碱胁迫(盐25 g/L,碱4 g/L)96 h内,不同时间点鳃、肾、肠和肝组织中TauT2基因mRNA的表达水平。【结果】获得的TauT2基因CDS序列全长1881 bp,共编码626个氨基酸,氨基酸序列与斑马拟丽鱼(Maylandia zebra)牛磺酸转运蛋白的一致性最高,为98.72%,与已报道的莫桑比克罗非鱼的tTAUT1蛋白一致性为88.52%,该蛋白具有典型的牛磺酸转运蛋白跨膜结构域。荧光定量PCR结果表明,TauT2基因在肝、肠、肌肉等13个组织均有表达,其中血液中表达量最高,肠中的表达量最低。盐碱胁迫条件下,TauT2基因m RNA表达水平在鳃、肾、肠和肝组织中的表达均呈先升高再下降的变化趋势,鳃和肝达峰值的时间为48 h,肾和肠达峰值的时间分别是24和72 h,达峰值的时间与莫桑比克罗非鱼的tTauT1基因存在明显差异。【结论】莫桑比克罗非鱼在受到盐碱胁迫后,通过提升TauT2基因的表达量来有效调控体内渗透压,为渗透压稳态的维持发挥作用。莫桑比克罗非鱼体内至少有2种不同的牛磺酸转运蛋白,已发现的这2个蛋白氨基酸序列、三级结构及在鱼体不同组织中精细调节体内渗透压的功能存在一定差异。