CN108085339A - Mics1心脏特异表达转基因动物的制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了MICS1心脏特异表达转基因动物的制备方法及应用,该方法包括将携带有MICS1基因的转基因载体引入受精卵或胚胎干细胞,将注射后的受精卵或胚胎干细胞移植至受体母体,产生出表达MICS1基因的转基因动物。本发明制备出的转基因动物可以作为分析MICS1的基因功能、研究疾病机理及进行相关药物筛选的模型。
Description
技术领域
本发明涉及转基因动物技术领域,尤其是涉及一种MICS1心脏特异表达转基因动物的制备方法及应用。
背景技术
转基因动物指基因组中整合有外源基因,并能表达和遗传的一类动物。转基因体系打破了自然情况下的种系隔离,使基因能在种系遥远的机体间流动,既可加快家畜品种的改良力度,提高畜产品品质,又可生产珍惜药用蛋白,转基因技术是20世纪遗传学中继连锁分析,、体细胞遗传和基因克隆之后的第四代技术。
MICS1是一种新型线粒体分裂融合蛋白,位于线粒体的内膜,属于Bax inhibitor-1(Bi-1)超家族。当MICS1下调可导致线粒体结构被破坏,引起线粒体嵴的解体,并直接导致促凋亡蛋白从线粒体膜上释放,诱导细胞凋亡;而当其过表达则会将细胞色素c稳定于线粒体内膜,抑制细胞凋亡。然而,目前MICS1的相关功能尤其在心脏发育及心血管疾病的发生、发展过程中的作用尚不清楚。
针对现有技术中存在的上述问题,特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转基因动物的制备方法,该方法制备出的转基因动物的心脏组织内过表达MICS1基因。
本发明的另一个目的在于将通过本发明方法制备出的转基因动物用于探究MICS1基因表达蛋白的生理作用及信号途径,及其在心脏发育、心血管疾病发生机理以及临床前相关药物筛选。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
MICS1心脏特异表达转基因动物的制备方法,该方法包括将携带有MICS1基因的转基因载体引入受精卵或胚胎干细胞,将注射后的受精卵或胚胎干细胞移植至受体母体,产生出表达MICS1基因的转基因动物;
所述MICS1基因的序列如SEQ ID No.1所示。
优选地,所述携带有MICS1基因的转基因载体由如下步骤构建得到,将所述MICS1基因插入到TG载体上的α-MHC启动子的下游,使MICS1基因在α-MHC启动子作用下特异性表达。
优选地,所述转基因动物包括马、牛、山羊、绵羊、猴、兔、猪、犬、大鼠或小鼠。
优选地,所述受精卵或胚胎干细胞来源于啮齿动物,优选来源于小鼠。
优选地,所述受精卵选自小鼠C57BL/6J品系,ICR小鼠、FVB/N小鼠、129小鼠,BALB/c小鼠、DBA/1或DBA/2小鼠的受精卵。
优选地,所述胚胎干细胞选自C57BL/6J小鼠、129小鼠或BALB/c小鼠的胚胎干细胞。
优选地,所述将携带有MICS1基因的转基因载体引入受精卵的步骤包括将携带有MICS1基因的转基因载体通过DNA显微注射引入受精卵。
优选地,所述将携带有MICS1基因的转基因载体引入胚胎干细胞的步骤包括将携带有MICS1基因的转基因载体通过病毒感染胚胎干细胞引入。
优选地,所述转基因动物心脏组织特异性的过表达MICS1蛋白。
由上述方法制备出的转基因动物的应用:
I.所述转基因动物及其组织、器官或组织切片在制备研究MICS1基因在小鼠心脏内表达情况的模型中的应用;
II.所述转基因动物及其组织、器官或组织切片在研究过量表达MICS1蛋白对机体产生的效应中的应用。
本发明的有益效果如下:
本发明提供了在心脏特异表达MICS1的转基因动物,制备的转基因动物的基因组中含有外源的编码MICS1的表达盒;这些转基因动物能在其心脏组织内产生活性的MICS1蛋白;本发明还能提供产生心脏特异表达MICS1的子代转基因动物;本发明制备出的转基因动物可以作为分析MICS1的基因功能、研究疾病机理及进行相关药物筛选的模型。
附图说明
图1为本发明方法的制备流程图;
图2为MICS1载体构建示意图;
图3为MICS1基因克隆的情况的结果图;
图4为小鼠基因型鉴定的结果图;
图5为转基因小鼠及野生型小鼠心脏MICS1的表达情况的结果图(其中图5中A为免疫荧光染色检测心脏中MICS1的表达及定位的结果图,B为Western blot检测心脏中MICS1的表达的结果图)。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
术语“转基因动物”描述非人类动物基因组中含有转基因MICS1的非人类动物,该转基因MICS1可能整合在非人类动物基因组中的任何位置。
本发明的发明人发现当MICS1下调可导致线粒体结构被破坏,引起线粒体嵴的解体,并直接导致促凋亡蛋白从线粒体膜上释放,诱导细胞凋亡;而当其过表达则会将细胞色素c稳定与线粒体内膜,抑制细胞凋亡。
但MICS1的相关功能尤其在心脏发育及心血管疾病的发生、发展过程中的作用尚不清楚;而如果建立心脏特异性过表达MICS1的动物模型,探究MICS1基因表达蛋白的生理作用及信号途径,及其在心脏发育、心血管疾病发生机理以及临床前相关药物筛选,则具有重要的意义,选用的用做转基因的动物为多囊肾病转基因啮齿类动物,特别的,如小鼠。
本发明的发明构思如下:
图1为本发明的制备流程图,把MICS1基因(SEQ ID No.1)序列插入到α-MHC启动子的下游,再将插入MICS1基因的载体引入到动物的受精卵或胚胎干细胞,用受精卵或胚胎干细胞制备转基因动物,由于MICS1在α-MHC启动子的作用下特异性表达,利用本发明方法可制备出心脏特异表达MICS1转基因的转基因动物。
SEQ ID No.1的序列如下:
ATGTTGGCTGCAAGGCTTGTGTGTCTCCGGACACTACCTTCCAGGGTTTTCCAGCCCACTTTCATCACCAAGGCCTCTCCACTTGTGAAGAATTCCATCACAAAGAACCAATGGCTCGTAACACCCAGCAGGGAATATGCTACCAAGACAAGAATTAGGACTCACCGTGGGAAAACTGGACAAGAACTGAAAGAGGCAGCCTTGGAACCATCAATGGAAAAAATCTTTAAAATCGATCAAATGGGAAGGTGGTTTGTTGCTGGAGGAGCAGCTGTTGGTCTTGGAGCGCTCTGCTACTATGGCTTGGGAATGTCTAATGAGATTGGAGCTATCGAAAAGGCTGTAATTTGGCCTCAGTATGTAAAGGATAGAATTCATTCTACTTACATGTACTTAGCAGGAAGTATTGGTTTAACAGCTTTGTCTGCCTTGGCAGTAGCCAGAACACCTGCTCTCATGAACTTCATGATGACAGGCTCTTGGGTGACAATTGGTGCGACCTTTGCAGCCATGATTGGAGCTGGAATGCTTGTACACTCAATATCATATGAGCAGAGCCCAGGCCCAAAGCATCTGGCTTGGATGCTGCATTCTGGTGTGATGGGTGCAGTTGTGGCTCCTCTGACGATCTTAGGGGGGCCTCTTCTCCTGAGAGCCGCATGGTACACCGCTGGTATTGTGGGAGGCCTCTCTACTGTGGCCATGTGTGCGCCTAGTGAGAAGTTTCTGAACATGGGAGCACCCCTGGGAGTGGGCCTGGGTCTTGTCTTTGCGTCTTCTCTGGGGTCTATGTTTCTTCCCCCTACCTCTGTGGCTGGTGCCACTCTGTACTCAGTGGCAATGTATGGTGGATTAGTTCTTTTCAGCATGTTCCTTCTGTATGATACTCAGAAAGTAATCAAACGTGCAGAAATAACACCCATGTATGGAGCTCAAAAGTATGATCCCATCAATTCGATGTTGACAATCTACATGGATACATTAAATATATTTATGCGAGTTGCAACTATGCTAGCAACTGGAAGCAACAGAAAGAAATGA。
上述方法的受精卵或胚胎干细胞可以来源于任何非人类动物;优选受精卵或胚胎干细胞来源于啮齿动物;更优选受精卵或胚胎干细胞来源于小鼠。
受精卵为小鼠C57BL/6J品系的受精卵,也可用本领域所使用的ICR小鼠的受精卵、FVB/N小鼠的受精卵、129小鼠的受精卵、BALB/c小鼠的受精卵、DBA/1或DBA/2小鼠的受精卵。
胚胎干细胞是来源于C57BL/6J小鼠的胚胎干细胞。也可用本领域所使
用的129小鼠的胚胎干细胞或BALB/c小鼠的胚胎干细胞。
将MICS1基因(SEQ IDNo.1)序列插入到α-MHC启动子的下游后,可以通过DNA显微注射引入受精卵,也可以通过病毒感染胚胎干细胞的方法引入胚胎干细胞中。
在一个优选的实施例中,采用收集小鼠受精卵、将DNA显微注射进入小鼠受精卵,将注射后的受精卵移植到假孕的动物体内,并生育转基因动物。
对由本发明提供的转基因动物跟相同或其他基因型动物交配后产生的后代,来源于本发明提供的转基因动物或其后代的细胞系或原代细胞培养物、组织及器官可以进行遗传、分子病理和行为分析。
可以通过多种方法检测转基因动物是否含有转基因DNA(编码MICS1),例如使用从3周龄小鼠尾部组织中分离的DNA进行基因组PCR分析。
实施例1
MICS1载体构建
1.通过PCR技术获得MICS1的基因
PCR反应的上游引物序列如SEQ ID No.2所示:
5'-GGTTCGAATACAACCGACGTTCCGAACACACAGA-3'(SEQ ID No.2)。
下游引物序列如SEQ ID No.3所示:
5'-CCTTCGTTGTCTTTCTTTACTCAGCTGCAGAACC-3′(SEQ ID No.3)。
图3为MICS1基因在小鼠体内克隆的情况的结果图,其中,从左至右泳道分别为:不同退火温度MICS1基因的克隆(65℃、63.5℃、61℃、59.5℃、58℃、56.5℃、55℃、53.5℃、52℃)和Marker。从图中可以看出MICS1大小约为1042bp,经测序鉴定说明该基因为MICS1基因。通过引物上所带的酶切位点将MICS1基因插入TG载体,在α-MHC启动子下游特异性表达。
实施例2
显微注射
如图2所示,用限制性内切酶NcoI(NEB公司)将质粒线性化,琼脂糖凝胶电泳,胶回收,用QIAGEN的凝胶纯化试剂盒回收并纯化DNA,Nanodrop分光光度计测定DNA浓度。注射前用Tris-Cl/EDTA缓冲液稀释DNA浓度至2ng/μl,然后将制备好的DNA通过显微操作仪注射到受精卵的胞核内。
实施例3
植入母体
在显微注射前一天,先给小鼠注射促排卵药物,使处于假孕状态。将注射后的受精卵移植入假孕小鼠的子宫内,受精卵移植数量为10-20个卵/只,移植后缝合。正常饲养。
实施例4
转基因小鼠的产生
在移植后约20天,转基因小鼠出生。将出生后的小鼠正常饲养,以备后续的基因型鉴定。
实施例5
基因型鉴定
在小鼠出生3周后,剪取尾尖,提取total DNA作为PCR模板,使用高特异性鉴定引物,
鉴定用的上游引物的序列如SEQ ID No.4所示:
5′-GGGCCTGGGCTCTGCTCATA-3′(SEQ ID No.4)。
下游引物的序列如SEQ ID No.5所示:
5′-TCACCGTGGGAAAACTGGACAA-3′(SEQ ID No.5)。
进行基因型鉴定,能得到转基因的扩增片段的样本就是MICS1转基因小鼠,图4中显示得到转基因的扩增片段的样本,其中,从左至右泳道分别为:对照1、对照2、对照3、转基因小鼠1、转基因小鼠2、转基因小鼠3、转基因小鼠4和Marker。说明转基因小鼠4为MICS1心脏特异性小鼠。
实施例6
保持品系
将鉴定为转基因阳性小鼠的首建者(founders)与野生型(wild type)的C57BL/6J交配,所产生的子代小鼠再进行基因型鉴定,筛选出MICS1阳性小鼠,以建立心脏特异表达MICS1转基因小鼠品系。
用上述实施例制备得到的转基因动物或转基因动物跟相同或其他基因型动物交配后产生的后代,转基因动物或其后代的细胞系或原代细胞培养物,转基因动物或其后代的组织或器官或组织切片研究MICS1在心脏发育及其疾病的发病机理、表达机制和调控系统以及治疗方法;可以作为开发与此疾病相关新药的临床前筛选模型。
例如,采用MICS1特异性抗体及心肌细胞特异性抗体cTnT的免疫荧光双染法检测转基因小鼠心肌细胞中MICS1的表达。结果如图5所示,从图5中可以看出在转基因小鼠心脏组织中MICS1特异性在心肌细胞中表达,而野生型小鼠心脏组织中MICS1表达量相对较低,且无组织特异性,说明MICS1心脏特异性表达转基因小鼠构建成功。此外,通过Westblot检测MICS1在转基因小鼠及野生型小鼠心脏内的表达,也说明MICS1在转基因小鼠心脏中过表达成功。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
SEQUENCE LISTING
<110> 青岛大学
<120> MICS1心脏特异表达转基因动物的制备方法及应用
<160> 5
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 1041
<212> DNA
<213> 小鼠
<400> 1
atgttggctg caaggcttgt gtgtctccgg acactacctt ccagggtttt ccagcccact 60
ttcatcacca aggcctctcc acttgtgaag aattccatca caaagaacca atggctcgta 120
acacccagca gggaatatgc taccaagaca agaattagga ctcaccgtgg gaaaactgga 180
caagaactga aagaggcagc cttggaacca tcaatggaaa aaatctttaa aatcgatcaa 240
atgggaaggt ggtttgttgc tggaggagca gctgttggtc ttggagcgct ctgctactat 300
ggcttgggaa tgtctaatga gattggagct atcgaaaagg ctgtaatttg gcctcagtat 360
gtaaaggata gaattcattc tacttacatg tacttagcag gaagtattgg tttaacagct 420
ttgtctgcct tggcagtagc cagaacacct gctctcatga acttcatgat gacaggctct 480
tgggtgacaa ttggtgcgac ctttgcagcc atgattggag ctggaatgct tgtacactca 540
atatcatatg agcagagccc aggcccaaag catctggctt ggatgctgca ttctggtgtg 600
atgggtgcag ttgtggctcc tctgacgatc ttaggggggc ctcttctcct gagagccgca 660
tggtacaccg ctggtattgt gggaggcctc tctactgtgg ccatgtgtgc gcctagtgag 720
aagtttctga acatgggagc acccctggga gtgggcctgg gtcttgtctt tgcgtcttct 780
ctggggtcta tgtttcttcc ccctacctct gtggctggtg ccactctgta ctcagtggca 840
atgtatggtg gattagttct tttcagcatg ttccttctgt atgatactca gaaagtaatc 900
aaacgtgcag aaataacacc catgtatgga gctcaaaagt atgatcccat caattcgatg 960
ttgacaatct acatggatac attaaatata tttatgcgag ttgcaactat gctagcaact 1020
ggaagcaaca gaaagaaatg a 1041
<210> 2
<211> 34
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 2
ggttcgaata caaccgacgt tccgaacaca caga 34
<210> 3
<211> 34
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 3
ccttcgttgt ctttctttac tcagctgcag aacc 34
<210> 4
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 4
gggcctgggc tctgctcata 20
<210> 5
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 5
tcaccgtggg aaaactggac aa 22
Claims (10)
1.MICS1心脏特异表达转基因动物的制备方法,其特征在于,该方法包括将携带有MICS1基因的转基因载体引入受精卵或胚胎干细胞,将注射后的受精卵或胚胎干细胞移植至受体母体,产生出表达MICS1基因的转基因动物;
所述MICS1基因的序列如SEQ ID No.1所示。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述携带有MICS1基因的转基因载体由如下步骤构建得到,将所述MICS1基因插入到TG载体上的α-MHC启动子的下游,使MICS1基因在α-MHC启动子作用下特异性表达。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述转基因动物包括马、牛、山羊、绵羊、猴、兔、猪、犬、大鼠或小鼠。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述受精卵或胚胎干细胞来源于啮齿动物,优选来源于小鼠。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述受精卵选自小鼠C57BL/6J品系,ICR小鼠、FVB/N小鼠、129小鼠,BALB/c小鼠、DBA/1或DBA/2小鼠的受精卵。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述胚胎干细胞选自C57BL/6J小鼠、129小鼠或BALB/c小鼠的胚胎干细胞。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述将携带有MICS1基因的转基因载体引入受精卵的步骤包括将携带有MICS1基因的转基因载体通过DNA显微注射引入受精卵。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述将携带有MICS1基因的转基因载体引入胚胎干细胞的步骤包括将携带有MICS1基因的转基因载体通过病毒感染胚胎干细胞引入。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述转基因动物心脏组织特异性的过表达MICS1蛋白。
10.如权利要求1至9任一项所述的制备方法制备出的转基因动物的如下应用:
I.所述转基因动物及其组织、器官或组织切片在制备研究MICS1基因在小鼠心脏内表达情况的模型中的应用;
II.所述转基因动物及其组织、器官或组织切片在研究过量表达MICS1蛋白对机体产生的效应中的应用。
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