应用生物信息学寻找山羊新的microRNA分子及其实验验证

microRNA(miRNA)是一类长约22个碱基的非编码RNA分子,在转录后水平调节基因的表达及其在细胞的增殖、分化、凋亡等过程中起着重要的调控作用。根据miRNA分子具有一定的保守性,文章将人、小鼠、牛、猪和狗5种哺乳动物已知的miRNA分子与NCBI公布的与山羊具有极高同源性的绵羊基因组序列对比,获得11条miRNA候选分子,然后通过逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)验证,发现在山羊脑组织中这11条分子均有表达,肝脏组织中有5条分子表达,初步确定为山羊新的miRNA分子,为寻找山羊miRNA提供了新的思路。

与生物体发育相关的非编码RNA及其作用机理

非编码RNA是一类没有开放阅读框、不能翻译成为蛋白质的RNA分子。在哺乳动物中,它们主要是指微小RNA、小干扰RNA、PIWI互作RNA和其他一些反义转录本等。它们在生物体内广泛存在,通过RNA干扰、基因沉默、基因印迹和DNA甲基化等机制调控着基因的表达。非编码RNA增加了真核细胞调控网络的复杂性,也为科学地解释一些现象提供了新的途径。

全自动高效液相色谱分析系统在地中海贫血诊断中的应用

目的探讨全自动高效液相色谱(HPLC)分析检测系统在地中海贫血(地贫)诊断和筛查中的临床应用价值。方法入选100例基因诊断确诊地贫患儿及35例正常儿童,应用HPLC检测系统以及传统碱变性法、醋纤电泳法定量分析HbF和HbA2;并比较不同检测方法与相应β地贫基因诊断结果的符合率、敏感性与特异性。结果β地贫74例,64例单杂合子,10例复合杂合子;α地贫26例,1例单杂合子,25例复合杂合子。在地贫患儿和正常儿童中,HPLC法测定的HbF百分含量均高于碱变性法,差异有统计学意义(P<0.01)。HPLC法测得的HbF在α地贫患儿和正常儿童间的差异亦有统计学意义(P=0.011),对α地贫的分辨力高于碱变性法。α地贫患儿,HPLC法测得的HbA2百分含量高于醋纤电泳法,差异有统计学意义(P=0.010);β地贫患儿,HPLC法和醋纤电泳法测得的单杂合子的HbA2含量均高于复合杂合子,差异有统计学意义(P<0.01)。HPLC方法测定HbF-HbA2(≥4.0%)联合MCV(<80 fl)、MCH(<27 pg),与α或β基因诊断的符合率达99.3%,灵敏度和特异度分别为99.0%和100.0%。结论采用HPLC法检测HbA2和HbF,并结合MCV、MCH,与基因诊断结果的符合率、灵敏度和特异度均高,可成为大规模筛查β地贫的一种理想方法。

影响牛活体取卵(OPU)的因素

在B超扫描监视下进行牛的活体取卵(OPU),根据获得卵母细胞的数量、质量和试验牛的繁殖力对OPU的效果进行评估,并分析影响OPU效率的因素。结果表明,OPU的效率受季节、品种(鲁西黄牛和荷斯坦奶牛)、个体差异和吸卵压力的影响。但是重复每周进行1次OPU操作,对获得卵母细胞的数量、质量和试验牛的繁殖力并无影响。因此,OPU技术可为体外生殖的研究和高质量胚胎的生产提供充足而理想的卵母细胞的一种有效途径。

Russell-Silver综合征11p15.5区域遗传缺陷分析

目的探讨Russell-Silver综合征(RSS)发病机制。方法采集6例男性,年龄6~8岁的临床表型疑似RSS患儿,以及2例患儿父母、5例健康男性儿童的外周血2 m L,分离单个核细胞并提取基因组DNA,应用焦磷酸测序技术进行分析,检测染色体11p15.5上印记基因控制区域(ICR)1的H19基因的甲基化水平。应用甲基化特异性多重连接探针扩增技术(MS-MLPA)对1例焦磷酸测序结果阳性且为RSS患儿的甲基化水平进行验证分析并对相应区域的基因拷贝数进行检测。结果焦磷酸测序结果显示,6例患儿在H19-差异甲基化区域(DMR)的6个Cp G位点的甲基化率为11%~29%;患儿父母及正常对照组对应位点的甲基化率为44%~59%。焦磷酸测序结果阳性的1例患儿对应的MS-MLPA结果显示,H19基因的4个位点甲基化率在10%左右,明显低于正常水平。KCNQ1OT1基因的4个位点甲基化率约为50%,在正常范围内。所测样本的基因拷贝数均在正常范围内。结论 RSS患儿的ICR1的H19-DMR存在甲基化水平异常。

应用氯前列烯醇诱导山羊多胎率的研究

为了增加养羊业的经济效益,以及医学、药学进行山羊动物试验的需要,必须提高山羊的繁殖效率,增加山羊怀孕的多胎率。为此作者特设计采用氯前列烯醇(Cloprostenol)对华东地区的山羊(江苏海门山羊)进行同步处理并配种以达到提高山羊的多胎率,提高山羊利用效率的目的。试验分成两组,氯前列烯醇诱导组(T)136头和非诱导组(UT)136头。结果显示,采用氯前列烯醇诱导的山羊(T)多胎率达到78.7%(107/136),怀孕羔羊数平均达到了2.01只/胎(273/136),而未采用氯前列烯醇诱导的对照组山羊(UT)的多胎率只有39.0%(53/136),怀孕胎数平均为1.31只/胎(179/136),两组之间差异极显著(P<0.01),氯前列烯醇处理组羔羊出生后生长、发育正常。本试验结果表明,通过氯前列烯醇诱导可以明显提高山羊的怀孕多胎率,对山羊优良品种的繁育、种群的快速扩繁及试验用山羊的研制等具有重要的经济价值和应用价值。

稳定表达牛催乳素基因的小鼠乳腺上皮细胞系的建立

在乳腺上皮细胞体外培养时,为了使其状态接近泌乳期,需要在培养基中添加催乳素.由于催乳素价格昂贵,使得乳腺上皮细胞的体外培养成本颇高.建立在体外培养过程中不需要添加催乳素蛋白的乳腺上皮细胞系,能为在细胞水平研究乳腺细胞相关基因提供诸多方便.利用慢病毒载体的整合特性,建立稳定整合了牛催乳素cDNA(bPRL)表达盒的小鼠乳腺上皮细胞系(HC11细胞系).经10代次以上的传代以后,通过定量PCR检测,证明平均每个细胞中含有2.6个外源的bPRL基因,其表达量为HC11细胞中管家基因β-肌动蛋白(β-actin)表达量的14%左右.另外,先前的研究结果表明催乳素能在HC11和泌乳期的小鼠乳腺上皮组织中有效促进山羊β-酪蛋白启动子启动外源基因的表达.之后的实验证实整合了催乳素基因的HC11细胞(bPRL-HC11细胞系)也有此功能.因此,bPRL-HC11细胞系可以为体外研究乳腺生物反应器提供良好的细胞模型.

一步法快速构建多片段连接的同源臂载体

目的：建立一种简便、高效，可一步完成多个片段连接，从而构建含同源臂的载体的方法。方法：按照酶切后可产生前后片段相匹配的粘性末端接头的原则设计PCR引物，在目的片段两端均引入BsaⅠ酶切位点。以G160基因为例，PCR扩增打靶用左右同源臂片段、示踪基因CMV-EGFP片段、载体骨架pMD19－T等4个片段，纯化后一起加入一个反应管中，并加入BsaⅠ限制性内切酶和T7DNA连接酶及相应缓冲液，进行酶切、酶连接共10～50个循环反应，一步构建含同源臂载体的质粒；产物经高温处理后，直接转化感受态细胞，并进行重组子PCR鉴定；对pMD19－T载体进行优化，突变载体上的BsaⅠ酶切位点，把示踪基因CMV-EGFP片段引入pHSG298－T载体，再选择不同的G160基因同源臂片段组合对构建系统进行验证。结果：重组质粒酶切和PCR结果表明，应用一步法可成功连接多个片段来构建含同源臂及示踪基因的克隆载体；用优化后的pMD19－T－O载体体系，在2d内即完成了6种各含4个片段的载体的构建。结论：多个基因片段一步无缝连接的方法简便、易行、可靠，不仅可快速构建某类载体系统，还可对基因进行精确的点突变，该系统可用于快速构建基因打靶载体。

可用于基因表达研究的转基因小鼠乳腺上皮细胞模型的构建

目的建立转基因小鼠乳腺上皮细胞模型,为研究乳腺内环境因素调控外源基因的表达和制备高效表达外源基因的乳腺生物反应器提供研究平台。方法通过机械破碎和胶原酶消化的方法获取人转铁蛋白(hTF)转基因小鼠的乳腺上皮细胞,并进行体外原代培养。经胰蛋白酶纯化后,绘制乳腺上皮细胞生长曲线;免疫组织化学方法检测角蛋白18的表达;透射电子显微镜(透射电镜)观察乳腺上皮细胞超微结构;流式细胞仪检测细胞周期分布;显微镜下分析乳腺上皮细胞核型。将牛催乳素真核表达载体(pCMV-bPRL)转染至转基因乳腺上皮细胞中,检测外源bPRL的表达。结果乳腺上皮细胞生长曲线呈"S"形;免疫荧光组织化学分析结果显示hTF转基因小鼠乳腺上皮细胞角蛋白18呈阳性表达;透射电镜观察发现乳腺上皮细胞胞核较大、偏位,有双核或多核,胞质丰富,空泡、粗面内质网、高尔基体丰富;流式细胞仪检测结果显示:乳腺上皮细胞增殖活跃,G2/M期+S期细胞占15%;细胞核型分析结果显示处于分裂期的细胞具有正常的二倍体,染色体完整。pCMV-bPRL转染乳腺上皮细胞24 h后,上清液中检测到bPRL的表达。结论体外培养的转基因乳腺上皮细胞具有类似体内细胞的生物学特征,并可表达真核表达载体,为研究环境因素对乳腺功能的影响及制备乳腺生物反应器提供了一种细胞模型。

超声引导下宫内移植制备人／山羊干细胞嵌合体的方法建立

目的建立超声引导下的干细胞山羊宫内移植的方法。方法首先获得胎羊腹部横断面的超声图像，然后在超声引导下将7号穿刺针快速刺入妊娠45～55d的胎羊腹腔内，将外源干细胞注射入胎羊腹腔中，并定期观察受体胎羊在移植后的生长发育和流产情况以及出生后外源细胞的嵌合比例。结果通过超声引导能准确安全地进行外源干细胞的宫内移植，在移植的49头胎羊中，有36头胎羊顺利出生，其余13头流产（流产率26．5％，13／49），与非移植组流产率相当，明显低与剖腹手术移植组（流产率6％）。结论超声引导下的干细胞宫内移植是一种简便和安全的方法，能有效避免剖腹手术方法带来的高流产率，非常适用于宫内移植嵌合体模型的制备，从而为研究干细胞在体内生物学特征和干细胞宫内移植的临床应用提供了技术手段。

MLPA-微阵列技术在Y染色体异常检测中的初步应用

为了探讨MLPA-微阵列技术用于检测性染色体异常的可行性和精确性,针对Y染色体上的3个基因TSPY(p11.2)、PRY(q11)和RBMY(q11.2)设计MLPA探针,应用MLPA-微阵列技术对15例已知染色体核型的样品进行检测,将检测结果与各样品核型分析和PCR的检测结果进行对照和比较。结果表明,MLPA-微阵列技术对上述各基因位点的检测结果与样品染色体核型基本吻合,特别是对二例核型分析没有获得染色体结构异常信息的样品,MLPA-微阵列技术检测出Y染色体微小的缺失或指示某些未知染色体片段的信息,并与PCR检测结果完全相符。表明文章报道的MLPA-微阵列技术能够检测核型分析无法分辨的微小变化和异常,显示MLPA-微阵列技术在染色体异常分析中具有很高的检测效率和准确性,相对于染色体核型分析具有明显的优势,在临床染色体病诊断中具有较大的应用前景。

牛的3种单个早期胚胎中基因表达的差异

为建立哺乳动物单个早期胚胎中基因表达的分析方法,解决胚胎实验中取材困难的矛盾,本研究以牛体内受精胚(invivo cultured,IVC)、体外受精(in vitro fertilization,IVF)和体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer,SCNT)3种来源的7日龄囊胚作实验材料,通过单个胚胎直接裂解后进行逆转录结合随机引物指数扩增的方法富集相应cDNA。对克隆囊胚cDNA库中随机挑选的15个阳性克隆进行测序和EST分析。并运用特异性的引物,对哺乳动物胚胎发育的3个重要基因Nanog,Oct-4和Sox2的表达进行了扩增和表达检测。结果表明,在哺乳动物胚胎囊胚阶段,这3个维持细胞多能性的相关基因的表达都相当活跃;相对于体内胚和体外受精胚,克隆胚中这3种基因的表达明显偏低。本方法为牛植入前胚胎发育阶段特异性基因的筛选和基因表达模式的研究提供了有效的材料和技术途径。

病毒滴度和插入子长度对慢病毒载体介导的转基因小鼠整合率的影响

目的研究病毒滴度和插入子长度对于慢病毒载体介导的转基因小鼠整合率的影响。方法制备了18种不同长度插入子的慢病毒载体，通过受精卵卵周隙注射的方法获得转基因小鼠，然后通过PCR技术检测其转基因小鼠的整合率，并对所生成的数据进行统计学分析。结果插入子长度在较短（〈2kb）的情况下，病毒滴度达到2×10^8就可获得较高的整合率，在插入子长度稍长（4-5kb）的情况下，需要1×10^9滴度才能获得较高的整合率，而在插入子长度大于6kb的情况下，未能用该方法获得转基因小鼠。结论滴度的增加能有效提高慢病毒载体制备转基因小鼠的整合率，而当滴度适中（-2×10^8）时，整合率随插入子长度的增加而下降。

ICR胎鼠原代神经元细胞培养及鉴定

目的建立较理想的胎鼠神经元细胞体外原代培养方法。方法取13.5 d ICR胎鼠的大脑皮层,经剪碎消化得到单细胞悬液进行培养,观察细胞形态并作PCR及Western blotting等进行神经元相关的基因及蛋白Tuj1和Map2的鉴定。结果细胞生长状态良好,细胞胞体明显,周围有明亮光晕,细胞突触交错形成网络样,通过PCR及Western blotting验证证明所分离培养的细胞是神经元细胞。结论本培养方法简单易行,可获得典型和纯度较高的ICR胎鼠大脑皮层神经元细胞。

不同亚种牛卵母细胞克隆效率和胚胎移植效果分析

在体细胞核移植(克隆)试验中,作为受体细胞的卵母细胞是制约克隆效率的重要因素之一。本文通过对鲁西黄牛和荷斯坦奶牛进行活体取卵(OPU)试验,并以两个不同亚种的卵母细胞分别作为受体细胞进行奶牛体细胞克隆和胚胎移植试验,经卵母细胞克隆效率和胚胎移植效果分析,探讨以鲁西黄牛代替荷斯坦奶牛作为卵母细胞的供体的可行性。结果显示,夏季鲁西黄牛OPU的效果更好,用鲁西黄牛卵母细胞构建的重构胚的融合率显著高于荷斯坦奶牛;鲁西黄牛卵母细胞形成的克隆胚移植后,其妊娠率、产犊率和活产率与荷斯坦奶牛相当;采用不同亚种克隆胚和不同类型受体牛互相组合进行胚胎移植,结果表明亚种内移植组妊娠率明显高于亚种间移植组,而且亚种内移植组非妊娠牛的返情时间也明显推后。以上结果说明,鲁西黄牛可以代替荷斯坦奶牛作为卵母细胞的供体和胚胎移植受体牛;不同亚种受体牛与克隆胚的适当组合可以显著提高胚胎移植的效果。本研究为以后开展不同亚种间克隆提供了可行性参考。

应用实时荧光定量PCR测定牛体细胞端粒长度

本研究为了验证应用实时荧光定量聚合酶链反应(quantitative PCR,Q-PCR)测定牛基因组端粒长度的可行性,选取18个不同来源牛耳成纤维细胞抽提基因组DNA为样本,对Q-PCR和经典的Southern印迹法进行了相关性分析。结果显示,Q-PCR测定端粒长度相对T/S为1.16±0.24,Southern印迹法测量端粒平均TRF值为16.99 kb±0.85 kb,两种方法获得的结果相关性分析R2=0.5612(P<0.01),因此实时荧光定量PCR是一种测定牛基因组端粒长度的可靠的方法。

卵母细胞特异表达φC31整合酶载体pZP3-INT的构建及其在小鼠卵母细胞中的表达

链霉菌噬菌体φC31整合酶是一种位点特异性重组酶(Site-specific recombinase,SSR),可介导链霉菌噬菌体attP位点(Phage attachment site)和链霉菌基因组attB位点(Bacterial attachment site)间的单向重组。为探讨它能否应用于卵母细胞特定基因的重组,文章采用卵巢针刺取卵法采集生发泡(GV)期小鼠卵母细胞,将卵透明带糖蛋白3(ZP3)启动子驱动的φC31整合酶表达载体pZP3-INT和检测φC31整合酶位点特异性重组功能的重组质粒载体pBCPB+,通过显微注射导入到小鼠卵母细胞中。培养48h后,RT-PCR检测φC31整合酶mRNA表达以及PCR检测pBCPB+载体发生重组的情况。结果表明:载体pZP3-INT在卵母细胞中表达φC31整合酶mRNA;并且pBCPB+载体发生了位点特异性重组,提示φC31整合酶在卵母细胞中可以介导位点特异性重组反应。

不同方法处理供核细胞对细胞周期和重构胚发育的影响

利用流式细胞仪和细胞染色体核型分析技术,比较奶牛的转基因体细胞和正常细胞经血清饥饿、抑制培养周期同步化处理后的G0/G1期细胞比例;并将同步化处理的核供体细胞进行核移植,然后统计囊胚发育率.结果表明,血清饥饿和抑制培养均能获得较高比例的G0/G1期细胞,两组间差异不显著(P>0.05),但均显著高于未处理对照组(P<0.05);血清饥饿组的囊胚率显著高于抑制培养组和非处理对照组(P<0.05);但细胞同步化处理6 d后细胞染色体核型异常率增加.因此,要获得正常核型的G0/G1核移植供体细胞和较高的囊胚率,同步化处理时间以不超过4 d为宜.

克隆动物的端粒长度研究进展

端粒是真核染色体分子末端的DNA区域,是由重复的DNA序列和端粒结合蛋白形成的DNA-蛋白复合物,对于染色体的复制和稳定起着重要作用。近年来研究结果表明,端粒长度的缩短与人类疾病和衰老密切相关。同时,体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer,SCNT)作为一种有效的无性生殖手段,越来越多的在科研和生产中得到应用。由于体细胞核移植通常采用体细胞作为核供体细胞,因而供体细胞的端粒长度、核移植后重组胚的端粒在胚胎早期是否会被修复、端粒长度是否有变化等问题,对于研究克隆动物的重编程、发育生物学都有着重要的指导意义。作者将对端粒的结构和端粒长度的机理研究、在克隆哺乳动物中对端粒长度的探索研究,以及近几年来关于端粒方面的一些研究进展加以阐述。

小鼠胎肝单个核细胞行骨髓腔内注射重建造血系统的效果

目的·观察用小鼠胎肝单个核细胞悬液行骨髓腔内注射以重建小鼠造血系统的效果。方法·用Ficoll分离技术获取胎龄13.5 d的小鼠胎肝单个核细胞悬液,采用磁珠分选的方法获得造血干细胞(hematopoietic stem cell,HSC)并计数。以骨髓腔内注射的方法对137Cs辐射清髓后的小鼠胫骨进行小鼠胎肝单个核细胞移植。对移植后的受体小鼠通过血常规检测、血涂片及骨髓涂片镜检的方法观察造血系统的重建情况。对受体小鼠移植后1年骨髓中的供体HSC进行流式细胞检测。结果·胎龄13.5 d的小鼠胎肝单个核细胞中HSC占0.171%。小鼠胎肝单个核细胞移植后1周,外周血即能探测到供体细胞来源的血细胞;移植后第3周受体小鼠外周血白细胞、红细胞、血红蛋白基本恢复至辐照前水平;第5周外周血中供体细胞来源的血细胞比例趋于稳定;移植后1年受体小鼠骨髓中的HSC基本来自供体细胞。结论·小鼠胎肝单个核细胞通过骨髓腔内注射的移植方法能高效重建小鼠造血系统。