CN117356559A - 一种配套使用的大鼠胚胎冻存-复苏体系及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了提供一种大鼠胚胎冻存预处理液,其组成为基础培养基,丙二醇95~110 mL/L、聚乙烯醇0.8~1.5 g/L、抗生素适量,并且,本发明还提供了一种包含前述的大鼠胚胎冻存预处理液的大鼠胚胎冻存‑复苏体系。本发明能够突破大鼠种质资源保存的瓶颈,配套使用的大鼠胚胎冻存‑复苏体系的应用可以使得大鼠胚胎的冻存‑复苏,及随后的人工辅助生殖得以顺利进行,尤其是针对纯合基因型的大鼠资源,将自然繁殖所需的数月时间大大减少为一个月内即可获得SPF级的后代,可快速获得特定基因型或基因修饰后的大鼠资源。
Description
技术领域
本发明属于生物保种技术领域,具体涉及一种配套使用的大鼠胚胎冻存-复苏体系及其应用。
背景技术
随着各种基因编辑技术的飞速发展,特别是在实验动物行业中出现了各种珍贵的基因修饰品系,保存这些品系的生物保种技术也被广泛应用,探寻更高效成功率的保种技术值得更深入的研究。冷冻技术主要包括慢速冷冻技术和玻璃化冷冻技术,慢速冷冻技术的低成活率限制了该方法在生物保种技术中的应用。
1985年,Rall和Fahy提出玻璃化冷冻技术之后,玻璃化冷冻技术已经被广泛应用于各种实验动物的胚胎冷冻中。玻璃化冷冻技术(Vitrification)是指在室温将胚胎放置高浓度的冷冻保护剂中快速转入液氮中,而冷冻保护剂由液态形成一种类似玻璃的非结构状态,保持着正常的离子分布减少了对冻存胚胎的损伤。玻璃化冷冻技术中高浓度冷冻保护剂和快速的冷冻速度是两个关键步骤。浓度很高的冷冻保护剂具有一定的毒性,可能对胚胎造成一定的损伤,寻找毒性低的冷冻保护剂是提高冷冻效果的办法之一。冷冻胚胎最终放置-196℃的液氮中,温度跨度很大,低温损伤冰晶的形成都是在这个过程中造成的,一般形成于-5℃到-80℃。
大鼠可用于多种疾病模型的研究,结合目前基因修饰技术在科研上的广泛应用,对基因修饰大鼠的保种需求越来越多。但与小鼠不同的是,因大鼠精子的特殊性,无法通过精子冻存-复苏的方法获得具有较高活力的精子用于人工辅助生殖,商品化基因修饰大鼠的保种,尤其是纯合基因型的保种,更多的需要依赖于胚胎冻存-复苏的方法。但是,与小鼠的EFS20/40或DAP213法不同,目前市面上缺少配套的大鼠胚胎冻存-复苏试剂,因此,研制出一种毒性低、冰晶形成少的大鼠胚胎冻存-复苏试剂,具有广泛的市场应用价值。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的至少一个不足,提供一种配套使用的大鼠胚胎冻存-复苏体系及其应用。
本发明所采取的技术方案是:
第一个方面,本发明提供一种大鼠胚胎冻存预处理液,其组成为基础培养基,丙二醇95~110 mL/L、聚乙烯醇0.8~1.5g/L、抗生素适量。
在一些实例中,所述基础培养基的组分包括:钠离子、钾离子、钙离子、镁离子、氯离子、磷酸二氢根离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子、丙酮酸根离子、乳酸根离子、葡萄糖。
在一些实例中,所述基础培养基的组成为:氯化钠95~105 mmol/L,氯化钾4~5mmol/L,氯化钙5~6 mmol/L,磷酸二氢钾0.3~0.5 mmol/L,硫酸镁 0.2~0.3 mmol/L,碳酸氢钠24~25 mmol/L,丙酮酸钠 0.3~0.4 mmol/L,乳酸钠17.5~19.0 mmol/L,葡萄糖2~3.5 mmol/L。
第二个方面,本发明提供一种大鼠胚胎冻存-复苏体系,所述冻存-复苏体系包括大鼠胚胎冻存预处理液、大鼠胚胎冻存保护液和大鼠胚胎复苏液,其中:
所述大鼠胚胎冻存预处理液如第一个方面所述;
所述大鼠胚胎冻存保护液的组成为:基础培养基,蔗糖、聚乙烯醇、丙二醇、乙二醇、Percoll®培养基、抗生素;
所述大鼠胚胎复苏液的组成为:基础培养基、聚乙烯醇、蔗糖、抗生素。
在一些实例中,所述大鼠胚胎冻存保护液含有:蔗糖0.3~0.4 mol/L、丙二醇90~150 mL/L、聚乙烯醇0.8~1.5 g/L、乙二醇 250~400 mL/L、Percoll®培养基120~250mL/L、抗生素适量。
在一些实例中,所述大鼠胚胎复苏液中含有:蔗糖0.3~0.4 mol/L、聚乙烯醇0.8~1.5 g/L,抗生素适量。
在一些实例中,所述基础培养基的组分包括:钠离子、钾离子、钙离子、镁离子、氯离子、磷酸二氢根离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子、丙酮酸根离子、乳酸根离子、葡萄糖。
在一些实例中,所述基础培养基的组成为:氯化钠95~105 mmol/L,氯化钾4~5mmol/L,氯化钙5~6 mmol/L,磷酸二氢钾0.3~0.5 mmol/L,硫酸镁 0.2~0.3 mmol/L,碳酸氢钠24~25 mmol/L,丙酮酸钠 0.3~0.4 mmol/L,乳酸钠17.5~19.0 mmol/L,葡萄糖2~3.5 mmol/L。
在一些实例中,所述大鼠胚胎冻存预处理液的组成为:基础培养基,丙二醇95~110 mL/L、聚乙烯醇0.8~1.5 g/L、抗生素适量;
所述大鼠胚胎冻存保护液的组成为:基础培养基,蔗糖0.3~0.4 mol/L、丙二醇90~150 mL/L、聚乙烯醇0.8~1.5 g/L、乙二醇 250~400 mL/L、Percoll®培养基120~250mL/L、抗生素适量;
所述大鼠胚胎复苏液的组成为:基础培养基,蔗糖0.3~0.4 mol/L、聚乙烯醇0.8~1.5 g/L,抗生素适量;
所述基础培养基的组成均为:氯化钠95~105 mmol/L,氯化钾4~5 mmol/L,氯化钙5~6 mmol/L,磷酸二氢钾0.3~0.5 mmol/L,硫酸镁 0.2~0.3 mmol/L,碳酸氢钠24~25mmol/L,丙酮酸钠 0.3~0.4 mmol/L,乳酸钠17.5~19.0 mmol/L,葡萄糖2~3.5 mmol/L。
第三个方面,本发明第二个方面所述的冻存-复苏体系在保存大鼠胚胎中的应用。
本发明的有益效果是:
由于大鼠在多种疾病模型中的重要作用,本发明突破大鼠种质资源保存的瓶颈,配套使用的大鼠胚胎冻存-复苏体系的应用可以使得大鼠胚胎的冻存-复苏,及随后的人工辅助生殖得以顺利进行,尤其是针对纯合基因型的大鼠资源,将自然繁殖所需的数月时间大大减少为一个月内即可获得SPF级的后代,可快速获得特定基因型或基因修饰后的大鼠资源。
另外本发明配套使用的大鼠胚胎冻存-复苏体系使得高存活效率的大鼠胚胎冻存-复苏技术得以实现,继而使得大鼠种质超低温冷冻保存后的人工辅助生殖能够顺利进行,为大鼠种质资源保存提供保障。
具体实施方式
第一个方面,本发明提供一种大鼠胚胎冻存预处理液,其组成为基础培养基,丙二醇95~110 mL/L、聚乙烯醇0.8~1.5g/L、抗生素适量。
在一些实例中,所述基础培养基的组分包括:钠离子、钾离子、钙离子、镁离子、氯离子、磷酸二氢根离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子、丙酮酸根离子、乳酸根离子、葡萄糖。
在一些实例中,所述基础培养基的组成为:氯化钠95~105 mmol/L,氯化钾4~5mmol/L,氯化钙5~6 mmol/L,磷酸二氢钾0.3~0.5 mmol/L,硫酸镁 0.2~0.3 mmol/L,碳酸氢钠24~25 mmol/L,丙酮酸钠 0.3~0.4 mmol/L,乳酸钠17.5~19.0 mmol/L,葡萄糖2~3.5 mmol/L。
第二个方面,本发明提供一种大鼠胚胎冻存-复苏体系,所述冻存-复苏体系包括大鼠胚胎冻存预处理液、大鼠胚胎冻存保护液和大鼠胚胎复苏液,其中:
所述大鼠胚胎冻存预处理液如第一个方面所述;
所述大鼠胚胎冻存保护液的组成为:基础培养基,蔗糖、聚乙烯醇、丙二醇、乙二醇、Percoll®培养基、抗生素;
所述大鼠胚胎复苏液的组成为:基础培养基、聚乙烯醇、蔗糖、抗生素。
在一些实例中,所述大鼠胚胎冻存保护液含有:蔗糖0.3~0.4 mol/L、丙二醇90~150 mL/L、聚乙烯醇0.8~1.5 g/L、乙二醇 250~400 mL/L、Percoll®培养基120~250mL/L、抗生素适量。
在一些实例中,所述大鼠胚胎复苏液中含有:蔗糖0.3~0.4 mol/L、聚乙烯醇0.8~1.5 g/L,抗生素适量。
在一些实例中,所述基础培养基的组分包括:钠离子、钾离子、钙离子、镁离子、氯离子、磷酸二氢根离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子、丙酮酸根离子、乳酸根离子、葡萄糖。
在一些实例中,所述基础培养基的组成为:氯化钠95~105 mmol/L,氯化钾4~5mmol/L,氯化钙5~6 mmol/L,磷酸二氢钾0.3~0.5 mmol/L,硫酸镁 0.2~0.3 mmol/L,碳酸氢钠24~25 mmol/L,丙酮酸钠 0.3~0.4 mmol/L,乳酸钠17.5~19.0 mmol/L,葡萄糖2~3.5 mmol/L。
在一些实例中,所述大鼠胚胎冻存预处理液的组成为:基础培养基,丙二醇95~110 mL/L、聚乙烯醇0.8~1.5 g/L、抗生素适量;
所述大鼠胚胎冻存保护液的组成为:基础培养基,蔗糖0.3~0.4 mol/L、丙二醇90~150 mL/L、聚乙烯醇0.8~1.5 g/L、乙二醇 250~400 mL/L、Percoll®培养基120~250mL/L、抗生素适量;
所述大鼠胚胎复苏液的组成为:基础培养基,蔗糖0.3~0.4 mol/L、聚乙烯醇0.8~1.5 g/L,抗生素适量;
所述基础培养基的组成均为:氯化钠95~105 mmol/L,氯化钾4~5 mmol/L,氯化钙5~6 mmol/L,磷酸二氢钾0.3~0.5 mmol/L,硫酸镁 0.2~0.3 mmol/L,碳酸氢钠24~25mmol/L,丙酮酸钠 0.3~0.4 mmol/L,乳酸钠17.5~19.0 mmol/L,葡萄糖2~3.5 mmol/L。
上述的大鼠胚胎冻存预处理液、大鼠胚胎冻存保护液和大鼠胚胎复苏液中,抗生素作用在于抑制操作中无意引入微生物对细胞的生长造成不利影响。在严格无菌的条件下,抗生素的用量可以低至0。抗生素优选抑菌效果好,对细胞基本无毒害作用的抗生物,其用量可以根据已有的文献或教科书确定。在一些实例中,抗生素优选为青霉素和链霉素,更佳的,青霉素的用量为0.04~0.08 mg/mL,链霉素的用量为0.04~0.06mg/mL。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同方案。
本发明各实施例和对比例中使用的大鼠胚胎冻存预处理液、大鼠胚胎冻存保护液、大鼠胚胎复苏液的配置如下:
大鼠胚胎冻存预处理液组成如下:氯化钠101.61 mmol/L,氯化钾4.69 mmol/L,氯化钙 5.14 mmol/L,磷酸二氢钾0.40 mmol/L,硫酸镁0.20 mmol/L,碳酸氢钠25.00 mmol/L,丙酮酸钠 0.30 mmol/L,葡萄糖 2.78 mmol/L,乳酸钠18.36 mmol/L,丙二醇100 mL/L,聚乙烯醇1 g/L,青霉素 0.06 mg/mL,链霉素0.05 mg/ml。其中氯化钠,氯化钾,氯化钙,磷酸二氢钾,硫酸镁,碳酸氢钠,丙酮酸钠,葡萄糖,乳酸钠为基础培养基成分,其作用是为大鼠胚胎细胞提供基础的生存环境。青霉素,链霉素为抗生素,其共同作用为防止操作过程中引入微生物导致大鼠胚胎死亡。聚乙烯醇可减少大鼠胚胎在冻存过程中受到的机械损伤,同时促进细胞内外渗透压平衡。丙二醇可减少冻存过程中细胞内冰晶的形成,减少超低温保存对大鼠胚胎造成的损伤。
大鼠胚胎冻存保护液组成如下:氯化钠101.61 mmol/L,氯化钾4.69 mmol/L,氯化钙 5.14 mmol/L,磷酸二氢钾0.40 mmol/L,硫酸镁0.20 mmol/L,碳酸氢钠25.00 mmol/L,丙酮酸钠 0.30 mmol/L,葡萄糖 2.78 mmol/L,蔗糖 0.35 mol/L,乳酸钠18.36 mmol/L,丙二醇100mL/L,聚乙烯醇1 g/L,乙二醇 300 mL/L,Percoll®(是一种商品化的低黏度密度梯度培养基)200 mL/L,青霉素 0.06 mg/mL,链霉素0.05 mg/ml。其中氯化钠,氯化钾,氯化钙,磷酸二氢钾,硫酸镁,碳酸氢钠,丙酮酸钠,葡萄糖,乳酸钠为基础培养基成分,其作用是为大鼠胚胎细胞提供基础的生存环境。青霉素,链霉素为抗生素,其共同作用为防止操作过程中引入微生物导致大鼠胚胎死亡。聚乙烯醇可减少大鼠胚胎在冻存过程中受到的机械损伤,同时促进细胞内外渗透压平衡。乙二醇,丙二醇可减少冻存过程中细胞内冰晶的形成,减少超低温保存对大鼠胚胎造成的损伤。蔗糖用于调节冻存保护液的渗透压。Percoll®用于减少冻存培养液中冰晶的形成。
大鼠胚胎复苏液组成如下:氯化钠101.61 mmol/L,氯化钾4.69 mmol/L,氯化钙5.14 mmol/L,磷酸二氢钾0.40 mmol/L,硫酸镁 0.20 mmol/L,碳酸氢钠25.00 mmol/L,丙酮酸钠 0.30 mmol/L,葡萄糖 2.78 mmol/L,蔗糖 0.35 mol/L,乳酸钠18.36 mmol/L,聚乙烯醇1 g/L,青霉素 0.06 mg/mL,链霉素0.05 mg/ml。其中氯化钠,氯化钾,氯化钙,磷酸二氢钾,硫酸镁,碳酸氢钠,丙酮酸钠,葡萄糖,乳酸钠为基础培养基成分,其作用是为大鼠胚胎细胞提供基础的生存环境。青霉素,链霉素为抗生素,其共同作用为防止操作过程中引入微生物导致大鼠胚胎死亡。聚乙烯醇可减少大鼠胚胎在冻存过程中受到的机械损伤,同时促进细胞内外渗透压平衡。蔗糖用于调节复苏液的渗透压。
实施例1
使用本发明的大鼠胚胎冻存-复苏体系对SD品系野生型大鼠胚胎进行冻存及复苏实验,具体操作步骤如下:
1)以超纯水为溶剂,分别配制大鼠胚胎冻存预处理液、大鼠胚胎冻存保护液、大鼠胚胎复苏液,充分混匀后,用0.22微米的病毒过滤器过滤,分别做好标记。
2)将待冷冻的大鼠胚胎移入100 μL大鼠胚胎冻存预处理液中,10 min后将大鼠胚胎转移到提前经过0 ℃ 预冷的含有100 μL大鼠胚胎冻存保护液的冻存管内,静置5 min后将冻存管放入液氮中保存。
3)将冻存管从液氮中取出,室温放置,观察管内剩余少量液氮时立刻从二氧化碳培养箱中取出37 ℃ 预热的大鼠胚胎复苏液,打开冻存管盖,立刻加入500 μL 大鼠胚胎复苏液,同时将冻存管放置在37 ℃热台上,静置10 s后用1000 μL移液枪轻柔吹打,液体转移至60 mm培养皿中,之后再吸取300 μL 大鼠胚胎复苏液润洗冻存管壁和管底,减少冻存管内的胚胎丢失,将两次大鼠胚胎复苏液合并,在显微镜下取出存活的大鼠胚胎用于胚胎移植。
实施例2
使用本发明的大鼠胚胎冻存-复苏体系对SD品系基因修饰大鼠胚胎进行冻存及复苏实验,具体实验操作与实施例1相同。
实施例3
使用本发明的大鼠胚胎冻存-复苏体系对Long Evans品系基因修饰大鼠胚胎进行冻存及复苏实验,具体实验操作与实施例1相同。
实施例4
使用本发明的大鼠胚胎冻存-复苏体系对F344品系基因修饰大鼠胚胎进行冻存及复苏实验,具体实验操作与实施例1相同。
对比例1
本对比例使用小鼠冻存常用的EFS20/40体系对SD品系野生型大鼠胚胎进行冻存及复苏,具体实验操作与实施例1相同。
对比例2
本对比例中仅使用前文所述的大鼠胚胎冻存保护液对SD品系野生型大鼠胚胎进行冻存及复苏,其余具体实验操作与实施例1相同。
对比例3
本对比例中仅使用前文所述的大鼠胚胎冻存保护液及大鼠胚胎复苏液对SD品系野生型大鼠胚胎进行冻存及复苏,其余具体实验操作与实施例1相同。
对比例4
本对比例将大鼠胚胎冻存预处理液中的丙二醇替换成相同浓度的乙二醇,随后对SD品系野生型大鼠胚胎进行冻存及复苏,其余具体实验操作与实施例1相同。
对比例5
本对比例将大鼠胚胎冻存保护液的Percoll®替换成相同浓度的Ficoll®,随后对SD品系野生型大鼠胚胎进行冻存及复苏,其余具体实验操作与实施例1相同。
实施例1~4对比例1~5的实验结果如表1所示。
表1 各分组胚胎冻存效率
从表1中的实施例1配套使用本发明中的大鼠胚胎冻存预处理液、大鼠胚胎冻存保护液、大鼠胚胎复苏液可同时提高大鼠胚胎冻存后的存活率和移植后出生率,即进一步明显提高大鼠胚胎冻存的效率。
实施例1-4可以看出,本发明中配套使用的大鼠胚胎冻存预处理液、大鼠胚胎冻存保护液及大鼠胚胎复苏液能够在不同品系的大鼠中达到相似的提高大鼠胚胎冻存效率的效果。
对比例2相比于对比例1,单独使用本发明中的大鼠胚胎冻存保护液可提高大鼠胚胎冻存后移植出生率,即提升了大鼠胚胎冻存的效率;
对比例4与实施例1相比,在大鼠胚胎冻存预处理液中选择丙二醇效果明显优于乙二醇,说明本发明中选择的关键添加物能达到提高大鼠胚胎冻存效率的效果;
对比例5与实施例1相比,在大鼠胚胎冻存保护液中选择Percoll®培养基的效果明显优于Ficoll®,说明本发明中选择的关键添加物能达到提高大鼠胚胎冻存效率的效果。
以上是对本发明所作的进一步详细说明,不可视为对本发明的具体实施的局限。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的简单推演或替换,都在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种大鼠胚胎冻存预处理液,其组成为基础培养基,丙二醇95~110 mL/L、聚乙烯醇0.8~1.5 g/L、抗生素适量。
2.根据权利要求1所述的大鼠胚胎冻存预处理液,其特征在于,所述基础培养基的组分包括:钠离子、钾离子、钙离子、镁离子、氯离子、磷酸二氢根离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子、丙酮酸根离子、乳酸根离子、葡萄糖。
3.根据权利要求2所述的大鼠胚胎冻存预处理液,其特征在于,所述基础培养基的组成为:氯化钠95~105 mmol/L,氯化钾4~5 mmol/L,氯化钙5~6 mmol/L,磷酸二氢钾0.3~0.5 mmol/L,硫酸镁 0.2~0.3 mmol/L,碳酸氢钠24~25 mmol/L,丙酮酸钠 0.3~0.4mmol/L,乳酸钠17.5~19.0 mmol/L,葡萄糖2~3.5 mmol/L。
4.一种大鼠胚胎冻存-复苏体系,其特征在于,所述冻存-复苏体系包括大鼠胚胎冻存预处理液、大鼠胚胎冻存保护液和大鼠胚胎复苏液,其中:
所述大鼠胚胎冻存预处理液如权利要求1~3任一项所述;
所述大鼠胚胎冻存保护液的组成为:基础培养基,蔗糖、聚乙烯醇、丙二醇、乙二醇、Percoll®培养基、抗生素;
所述大鼠胚胎复苏液的组成为:基础培养基、聚乙烯醇、蔗糖、抗生素。
5.根据权利要求4所述的冻存-复苏体系,其特征在于,所述大鼠胚胎冻存保护液含有:蔗糖0.3~0.4 mol/L、丙二醇90~150 mL/L、聚乙烯醇0.8~1.5 g/L、乙二醇 250~400mL/L、Percoll®培养基120~250 mL/L、抗生素适量。
6.根据权利要求4所述的冻存-复苏体系,其特征在于,所述大鼠胚胎复苏液中含有:蔗糖0.3~0.4 mol/L、聚乙烯醇0.8~1.5 g/L,抗生素适量。
7.根据权利要求4~6任一项所述的冻存-复苏体系,其特征在于,所述基础培养基的组分包括:钠离子、钾离子、钙离子、镁离子、氯离子、磷酸二氢根离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子、丙酮酸根离子、乳酸根离子、葡萄糖。
8.根据权利要求7所述的冻存-复苏体系,其特征在于,所述基础培养基的组成为:氯化钠95~105 mmol/L,氯化钾4~5 mmol/L,氯化钙5~6 mmol/L,磷酸二氢钾0.3~0.5 mmol/L,硫酸镁 0.2~0.3 mmol/L,碳酸氢钠24~25 mmol/L,丙酮酸钠 0.3~0.4 mmol/L,乳酸钠17.5~19.0 mmol/L,葡萄糖2~3.5 mmol/L。
9.根据权利要求7所述的冻存-复苏体系,其特征在于,所述大鼠胚胎冻存预处理液的组成为:基础培养基,丙二醇95~110 mL/L、聚乙烯醇0.8~1.5 g/L、抗生素适量;
所述大鼠胚胎冻存保护液的组成为:基础培养基,蔗糖0.3~0.4 mol/L、丙二醇90~150 mL/L、聚乙烯醇0.8~1.5 g/L、乙二醇 250~400 mL/L、Percoll®培养基120~250 mL/L、抗生素适量;
所述大鼠胚胎复苏液的组成为:基础培养基,蔗糖0.3~0.4 mol/L、聚乙烯醇0.8~1.5g/L,抗生素适量;
所述基础培养基的组成均为:氯化钠95~105 mmol/L,氯化钾4~5 mmol/L,氯化钙5~6 mmol/L,磷酸二氢钾0.3~0.5 mmol/L,硫酸镁 0.2~0.3 mmol/L,碳酸氢钠24~25mmol/L,丙酮酸钠 0.3~0.4 mmol/L,乳酸钠17.5~19.0 mmol/L,葡萄糖2~3.5 mmol/L。
10.权利要求4~9任一项所述的冻存-复苏体系在保存大鼠胚胎中的应用。
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