刚地弓形虫巨噬细胞迁移抑制因子基因敲除虫株的构建与鉴定

目的构建并鉴定刚地弓形虫RH株巨噬细胞迁移抑制因子(Tgmif)基因敲除虫株。方法设计刚地弓形虫RH株Tgmif的单向导RNA(sgRNA)和点突变引物,将pSAG1::Cas9-U6::sgUPRT质粒定点突变为针对Tgmif基因的pSAG1::Cas9-U6::sg Tgmif质粒。构建含有Tgmif上游1001 bp(Tgmif-up)、二氢叶酸还原酶-胸苷酸合成酶基因(dhfr-ts)和Tgmif下游1011 bp(Tgmif-down)等3个片段的Tgmif供体质粒,从Tgmif供体质粒PCR扩增获得Tgmif供体DNA。将pSAG1::Cas9-U6::sg Tgmif质粒和Tgmif供体DNA混合后电击转染野生型刚地弓形虫RH株(RH_(WT))速殖子,用乙胺嘧啶培养7 d,筛选获得稳定表达乙胺嘧啶抗性的虫株并进行单克隆筛选,PCR扩增dhfr-ts上、下游同源臂和Tgmif鉴定Tgmif基因敲除单克隆株(RH_(ΔTgmif))。提取RH_(ΔTgmif)和RH_(WT)株虫体蛋白,蛋白质免疫印迹(Western blotting)分析TgMIF蛋白的表达情况。RH_(ΔTgmif)在人包皮成纤维(HFF)细胞中传代10代,吉氏染色,镜检计数100个HFF中速殖子数,评估RH_(ΔTgmif)在体外培养HFF细胞中的增殖能力,以RH_(WT)为对照。将20只BABL/c小鼠随机分为RH_(WT)组和RH_(ΔTgmif)组(10只/组),各组分别腹腔注射RH_(WT)或RH_(ΔTgmif)株速殖子(1000个/鼠),记录小鼠生存情况。弓形虫增殖能力的比较采用独立样本t检验,小鼠生存率的比较采用Log Rank检验。结果PCR检测结果显示,含Tgmif-up、dhfr-ts和Tgmif-down等3个片段的Tgmif供体DNA片段长5049 bp,与预期相符;RH_(ΔTgmif)株分别扩增出1387、1524 bp的dhfr-ts上、下游同源臂条带,RH_(WT)株无相应条带;RH_(WT)株扩增出1837 bp的Tgmif条带,RH_(ΔTgmif)株无相应条带。Western blotting分析结果显示,RH_(WT)株在相对分子质量(M_(r))12500处出现1条蛋白条带,RH_(ΔTgmif)株无相应的蛋白条带。吉氏染色镜检结果显示,100个HFF中RH_(ΔTgmif)株速殖子为(2986±69.20)个,高于RH_(WT)株的(2067±51.08)个(t=18.50,P<0.01)。体内毒力试验结果显示,RH_(WT)组小鼠在第7天出现死亡,在第9天全部死亡;RH_(ΔTgmif)组小鼠在第5天出现死亡,第7天全部死亡,两组之间的差异有统计学意义(χ^(2)=17.45,P<0.01)。结论成功构建Tgmif基因敲除弓形虫虫株RH_(ΔTgmif),RH_(ΔTgmif)株的毒力比RH_(WT)株强。