小鼠Connexin 31基因组克隆的筛选及荧光原位杂交定位

Connexin 31 (Cx31 )是人类遗传性疾病基因 ,利用小鼠Cx31基因的cDNA序列探针从小鼠的基因组文库筛选出Cx31的gDNA克隆 ,并用荧光原位杂交技术将其定位于小鼠 4号染色体的中部 ,为小鼠Cx31的基因结构和功能的研究以及转基因小鼠和基因剔除小鼠的研究打下了良好的基础     

应用PCR测定Cx43转基因小鼠的基因型

目的：应用聚合酶链反应(PCR)技术，检测Cx43(connexin 43)转基因小鼠的基因型。方法：采用CMV43转基因小鼠和Cx43剔除小鼠分别与野生型小鼠杂交繁殖，切取子代小鼠尾巴制备DNA，应用PCR技术扩增DNA，观察目的基因的阳性率。结果：CMV43转基因小鼠子代66个，dhfr PCR检测阳性率为31．8％。Cx43基因剔除小鼠子代21个，分别与Cx43野生型引物和Cx43剔除引物进行PCR，两者均阳性( ／ )12个，百分率为57．1％，前者阳性而后者阴性(杂合子 ／-)7个，百分率为33．3％，两者均阴性(纯合子-／-)2个，百分率为9．6％。野生型小鼠经Cx43野生型引物PCR检测结果均为阳性。结论：PCR技术用于Cx43转基因小鼠基因型的检测敏感度高，特异性强，易操作，可用作Cx43转基因小鼠心血管畸形模型研究的初选方法。     

连接蛋白40、45在连接蛋白43基因敲除小鼠胚胎心脏的时空表达

目的 检测连接蛋白(Cx)40、45在Cx43基因敲除小鼠胚胎心脏的时空表达.方法 选取Cx43基因敲除胎鼠,通过PCR方法鉴定其基因型,以Cx43基因敲除胎鼠纯合子作为研究对象,野生型为对照组,获取胎龄10.5、11.5、12.5、13.5、14.5、15.5 d纯合子及野生型各2只胎鼠,免疫组化检测Cx40、Cx45在心脏各部位的表达,SCIM显微图像分析系统对染色强度进行定量分析.结果 (1)野生型小鼠心室原始小梁网在胎龄10.5 d就已经有Cx40表达(A值为8.6),随后在心房、心室、小梁网、房室间隔和主、肺动脉壁表达逐日增加,胎龄14.5 d在心室部位达到高峰(A值为94.8),然后逐渐减少;Cx43基因敲除小鼠胚胎心脏发育中Cx40在各部位的时空表达趋势与野生型相似,胎龄10.5 d在肌小梁A值为7.9,胎龄14.5 d心室部位为75.8.纯合基因敲除型胎鼠Cx40的表达量明显弱于野生型.(2)野生型小鼠肌小梁部在胎龄10.5 d出现Cx45的表达(A值为20.0),随后在房室各部位相继表达,胎龄12.5 d在心房部位达到高峰(A值为49.6),然后表达逐渐减少;Cx43基因敲除小鼠胚胎心脏发育中Cx45在各部位的时空表达趋势与野生型相似,胎龄10.5 d在肌小梁A值为17.8,胎龄12.5 d心房部位为31.5.纯合基因敲除型胎鼠Cx45的表达量明显弱于野生型.结论 Cx40和Cx45在Cx43基因敲除小鼠纯合子胎龄10.5～15.5 d这一心脏分隔、瓣膜发育的关键时期表达异常,可能与Cx43基因敲除小鼠心脏的异常发育有关.     

Connexin43基因缺陷新生小鼠心脏组织病理学研究

目的观察不同程度Connefin43基因缺陷对新生小鼠心脏发育的影响。方法采用Cx43基因敲除(Cx43 KO)和CMV43^CT两种Cx43基因缺陷的小鼠模型,聚合酶链反应鉴定基因型。然后将新生小鼠心脏分离固定,HE染色观察心脏的形态结构。普通C57BL6／SJ小鼠作为对照。结果所有11只纯合型Cx43 KO小鼠生后1d内均死亡,心脏表现为严重右室流出道梗阻。在20只纯合型CMV43^CT新生小鼠中,有12只生后2d内死亡,其心脏不仅表现有右室流出道梗阻,还出现了房间隔缺损、室间隔缺损等其他心脏畸形;而另外8只未见心脏异常。所有杂合型Cx43 KO和CMV43^CT基因缺陷的小鼠生后均存活,心脏病理学检测未见异常。结论Cx43基因缺陷与心脏发育异常有密切的关系,但不同类型和不同程度的Cx43基因功能缺失对心脏发育的影响也不尽相同。     

变性红斑角皮病的临床与遗传异质性

可变性红斑角皮病（EKV）已被证实分别与编码连接蛋白（Cx）31和Cx30．3的GJB3和GJB4基因突变有关。由Cx蛋白组成的缝隙连接为胞内通道，它提供了一种促进细胞代谢和电生理功能的同步应答机制。在皮肤中，Cx31和Cx30．3在表皮颗粒层中表达，据说参与角质形成细胞的晚期分化。对5个EKV家系和3例散发病例进行GJB3和GJB4基因的分子流行病学调查。突变分析揭示仅3例先证者存在疾病相关的Cx31和Cx30．3突变，其中2例是新突变，1例是频发突变。这些基因研究进一步证实了红斑角化性疾病的异质性本质，即并非所有临床诊断为EKV的个体均携带Cx31和Cx30．3突变基因。     

单核细胞过氧化物酶体增殖物激活受体γ条件敲除小鼠的繁殖和基因型鉴定

目的构建和鉴定单核细胞过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)条件性基因敲除小鼠。方法将引进的纯合子PPARγ~(-loxp)小鼠和单核细胞特异性表达cre重组酶的Cx3cr1~(cre)小鼠进行杂交,得到F1代,用RT-PCR方法鉴定其基因型。将F1代进行自交产生F2代,鉴定基因型,筛选实验所需的PPARγ条件性基因敲除小鼠(实验组,PPARγ-ko)及对照组小鼠(对照组,PPARγ-wt),利用免疫荧光及Western blotting方法鉴定敲除效果。结果筛选出基因型为PPARγ~(loxp/loxp) Cx3cr1~(cre/-)和PPARγ~(loxp/loxp) Cx3cr1~(cre/cre)的小鼠即为本实验所要构建的单核细胞PPARγ条件基因敲除小鼠,基因型为PPARγ~(loxp/loxp) Cx3cr1~(-/-)小鼠为实验对照组小鼠。结论成功获得单核细胞PPARγ条件性基因敲除小鼠,为单核细胞上PPARγ功能的研究提供小鼠模型。     

Cx43基因剔除小鼠心脏锥干部的异常发育

目的探讨Cx43基因缺陷小鼠心脏锥干部发育异常。方法选用胚胎（embryonic day,E）11．5d至出生后1dC57／BL6小鼠作为研究对象,根据基因型分为Cx43基因剔除纯合子（Cx43-／-）、杂合子（Cx43＋／-）及野生型（Cx43＋／＋）,采用聚合酶链反应方法鉴定基因型。免疫组化法测定横纹肌肌动蛋白α-SCA、平滑肌肌动蛋白α-SMA、神经嵴细胞的标志物AP-2α的表达;原位杂交方法检测AP-2α mRNA的表达。结果Cx43-/-出生后24h内即死亡。大体解剖见明显的右室流出道圆锥部异常膨隆。HE染色示右心室流出道壁大量异常小梁状组织增生突起,右室流出道腔明显狭窄。Cx43＋／-无明显异常。Cx43-／-近端流出道隔中央区域α-SCA的表达明显滞后。Cx43＋／-与Cx43-／-小鼠右室流出道与Cx43＋／＋比较可见比较强的α-SMA的表达,主要位于右侧锥干部的异常增生部位。Cx43-/-小鼠在E13．5流出道隔AP-2α蛋白及其mRNA水平表达均增多,且表达位置异常。结论Cx43 KO小鼠以右室流出道异常增生引起的梗阻性畸形为主要特征。Cx43 KO小鼠胚胎期近端流出道隔心肌化迟滞。Cx43 KO小鼠锥干部α-SMA的表达不能正常消退,心肌细胞发育不成熟。神经嵴细胞的发育异常可能参与了Cx43基因缺陷小鼠锥干部畸形的发病机制。     

连接蛋白43基因敲除小鼠胚胎心脏流出道组织中转录因子的表达及意义

目的 研究连接蛋白43（Cx43）基因敲除小鼠胚胎心脏近端流出道组织中转录因子的改变,从分子水平探讨Cx43基因敲除小鼠胚胎心脏近端流出道发育异常的原因。方法 以胎龄13．5d和14．5d的Cx43基因敲除、Cx43杂合子和Cx43野生型鼠胚心脏近端流出道部分为研究对象。分别提取总RNA,反转录成cDNA;并在体外转录为cRNA,同时进行生物素标记及片段化;再与Affymetrix 4302．0小鼠全基因组芯片进行杂交。杂交信号经扫描后,应用相关生物信息软件分析基因表达情况。用实时定量逆转录（RT）PCR的方法对基因芯片筛选出的与心脏发育相关的部分转录因子进行验证。结果 与Cx43野生型组相比,Cx43基因敲除组表达差异的基因中,有6个是与心脏发育相关的转录因子。实时定量RT—PCR验证了其中3个基因：Soxll、Foxpl和Tbx20。在胎龄13．5d,Cx43基因敲除鼠胚Sox11、Foxp1的表达量均明显低于Cx43野生型组（4．76±0．19 vs 5．34±0．25,5．08±0．28 vs 5．64±0．15,均P〈0．01）;Tbx20在各组间差异不明显。胎龄14．5d,各基因Sox11、Foxp1以及Tbx20的表达量在基因敲除组均明显低于Cx43野生型组（4．71±0．27 vs 5．00±0．19,5．25±0．31 vs 5．77±0．16,7．05±0．17 vs 7．43±0．25,均P〈0．05）。其变化趋势与基因芯片结果基本一致。结论 心脏特异性的转录因子Foxp1、Sox11和Tbx20等的表达异常可能与Cx43基因敲除小鼠流出道的异常发育有关。     

Cx43基因敲除胎鼠心脏近端流出道隔心肌化过程中的关键基因

 目的 研究Cx43基因纯合敲除（Cx43-/-）小鼠胚胎心脏近端流出道组织中基因表达谱的改变,筛选可能导致Cx43-/-小鼠流出道梗阻的关键基因。方法 以胎龄（embryonic day,ED）14.5的Cx43-/-和野生型（Cx43+/+）鼠胚心脏近端流出道部分为研究对象,分别提取总RNA,逆转录成cDNA,并在体外转录为cRNA,同时进行生物素标记及片段化,再与Affymetrix-430 2.0基因芯片进行杂交。杂交信号经扫描后,应用相关生物信息软件分析基因表达情况。结果 与Cx43+/+组相比,Cx43-/-组中表达上调2倍以上的基因共有143个,表达下调2倍以上的基因有235个。其中表达差异的基因参与转录调控、细胞周期、细胞黏附、细胞活动和细胞骨架的信号通路等主要生理过程。进一步筛查表达差异1.5倍以上的基因发现,与圆锥动脉干畸形相关的TGFβ/BMP信号通路上的多个基因以及Ssr1、Ptk2、Bmp6等基因在Cx43-/-组有明显变化。对这些基因进行荧光定量PCR验证,结果与基因芯片一致（P<0.05）。结论 利用基因芯片技术初步筛选出与Cx43-/-鼠胚心脏近端流出道发育有关的多个基因,并经荧光定量PCR验证。其中TGFβ/BMP信号通路上的多个基因以及Ssr1、Ptk2、Bmp6等基因可能与Cx43-/-小鼠流出道梗阻的发生有关。     

Cx43基因异常胎鼠心脏畸形的超声心动图研究

目的 观察Cx43基因异常引起心功能障碍的超声心动图表现。方法 对胎龄为14．5d、15．5d或16．5d的Cx43基因剔除、CMV43和FZ转基因小鼠胚胎，进行多普勒超声心动图检测、心脏形态学检查和基因型测定。结果 cx43基因异常小鼠胚胎主要表现为心室收缩期射血峰值增高(IPSV)或／和舒张期房室瓣口血流频谱呈单峰(MIP)。IPSV增高与肺动脉口狭窄相一致；而舒张期MIP则与右心室肥厚或右心室扩大相符合。结论 超声心动图在小鼠心脏病模型的研究方面具有较高的价值；Cx43异常可导致肺动脉口狭窄和右室舒张功能障碍。     

Involvement of connexin 43 in acupuncture analgesia

Background Connexin 43 （Cx43） is one of the major components of human keratinocyte gap junctions. To study whether gap junctional intercellular communication participates in the transfer of acupoint signals and acupuncture analgesia, the expression of Cx43 was studied in Zusanli （ST36） acupoints compared with control non-acupoint regions in rats after acupuncture. In addition, Cx43 heterozygous gene knockout mice were used to further explore the relationship between Cx43 and acupuncture analgesia.
Methods The expression of Cx43 was detected by immunohistochemistry, immunoblotting, and RT-PCR for the Cx43 protein and mRNA. The influence of the Cx43 gene knockout on acupuncture analgesia was measured by a hot plate and observing the writhing response on Cx43 heterozygous gene knockout mice. Results Immunohistochemistry showed abundant Cx43 expression in some cells in the skin and subcutaneous tissue of rat ST36 acupoints. The mRNA and protein levels of Cx43 in acupoints were significantly higher than those in the control points in the non-acupuncture group, and even more so after acupuncture. The hot plate and writhing response experiments showed that partial knockout of the Cx43 gene decreased acupuncture analgesia. Conclusion Cx43 expression and acupuncture analgesia showed a positive correlation.     

Cx43修饰人脐血源基质细胞输注阻抑白血病MRD小鼠造血干细胞移植后复发

目的 观察间隙连接蛋白43(connexin 43,Cx43)修饰人脐血源基质细胞(human umbilical cord blood-derived stromal cells,hUCBDSCs)体外对L615小鼠白血病细胞株凋亡以及在体对白血病微小残留病(minimal residual disease,MRD)小鼠疾病进展的影响.方法 通过Cx43过表达腺病毒(Ad-Cx43-GFP)上调hUCBDSCs中Cx43表达,体外构建L615+Cx43+hUCBDSCs共培养模型,检测其对L615细胞凋亡的影响.建立L615细胞低瘤负荷的MRD小鼠模型,分为骨髓(bone marrow,BM)移植组和Cx43+hUCBDSCs+ BM移植组进行移植,以正常L615小鼠作为对照,检测移植后外周血象、骨髓涂片、组织病理及骨髓Cx43表达变化等.结果 Ad-Cx43-GFP能够在mRNA和蛋白水平显著上调hUCBDSCs中Cx43表达.L615+Cx43+hUCBDSCs移植组L615细胞凋亡比例较对照组显著升高[(8.93±1.24)％ vs(3.53±0.13)％,P＜0.01].对MRD小鼠移植后,Cx43+hUCBDSCs+BM移植组外周血WBC和PLT恢复更快,17d时接近正常水平,而BM移植组外周血WBC和PLT恢复延迟,17 d时低于正常水平;17 d时,Cx43+hUCBDSCs+BM移植组骨髓涂片原始细胞比例较BM移植组显著降低[(7.67±1.25)％ vs (56.33±1.25)％,P＜0.01];与BM移植组比较,Cx43+hUCBDSCs+BM移植组肝、脾、骨髓的白血病浸润程度较低,同时骨髓中Cx43蛋白表达增加.结论 上调hUCBDSCs中Cx43表达能在体外促进L615细胞凋亡,Cx43+hUCBDSCs+BM联合移植能够促进MRD小鼠外周血WBC和PLT恢复,阻抑MRD小鼠移植后复发.     

模拟肽Gap27抑制缝隙连接蛋白43在帕金森病小鼠模型中的作用

目的: 探索在6-羟基多巴胺(6-hydroxydopamine,6-OHDA)诱导的帕金森病(Parkinson’s disease,PD)小鼠模型中,应用缝隙连接蛋白43(connexin 43,Cx43)选择性抑制剂模拟肽Gap27能否改善多巴胺神经元死亡以及对Cx43表达的影响。方法: 将18只C57BL/6小鼠随机分为对照组、6-OHDA组与6-OHDA+Gap27组,每组6只,进行双侧黑质脑立体定位注射。对照组注射抗坏血酸盐溶液,6-OHDA组注射6-OHDA溶液,6-OHDA+Gap27组注射6-OHDA和Gap27混合溶液,用免疫组织化学法对多巴胺神经元标志物酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)染色检测多巴胺神经元数量,实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)检测Cx43信使核糖核酸(messenger ribonucleic acid,mRNA)表达,免疫荧光染色检测Cx43蛋白分布,Western blot法检测小鼠中脑Cx43蛋白及Cx43的第368位点丝氨酸磷酸化(Cx43 phosphorylation at serine 368,Cx43-ps368)蛋白含量。结果: 注射6-OHDA后,小鼠出现黑质多巴胺神经元大量死亡,6-OHDA组TH阳性神经元数量降为对照组的27.7%±0.02%(P < 0.01),模拟肽Gap27的使用减少了多巴胺神经元死亡数量,6-OHDA+Gap27组TH阳性神经元数量为6-OHDA组的(1.64±0.16)倍(P < 0.05);此外,6-OHDA引起Cx43蛋白含量增加,Cx43-ps368蛋白含量降低。Gap27减弱了6-OHDA引起的Cx43蛋白与Cx43-ps368蛋白含量变化,6-OHDA组中脑总Cx43蛋白含量为6-OHDA+Gap27组的(1.44±0.07)倍(P < 0.05),为对照组的(1.68±0.07)倍(P < 0.01),且6-OHDA组Cx43-ps368蛋白含量及占总Cx43蛋白比例显著低于6-OHDA+Gap27组(P＜0.05)。结论: 模拟肽Gap27在6-OHDA诱导的小鼠模型中可减少黑质多巴胺神经元死亡从而发挥神经保护作用,6-OHDA引起的Cx43蛋白过表达对多巴胺神经元可能存在神经毒性,而降低Cx43蛋白水平及维持Cx43-ps368蛋白水平可能是Gap27发挥保护作用的机制。     

xylE转基因小鼠的繁育及其纯合子的筛选

目的 进行转基因小鼠的繁育与纯合子转基因小鼠的筛选。方法 选用致突变xylE转基因原代小鼠31号和9号进行传代，自F2起采用全同胞交配繁育至F3。结果 转基因能遗传且各世代转基因小鼠表型无异常，亦未见近交衰退现象。经不同世代载体回收和转化检验表明，靶基因功能未因世代传递而改变，并从3l号系的F3中筛选出一只纯合雄鼠，经与非转基因雌鼠交配所产4窝28只小鼠，PCR—southern检测均呈阳性，证实为～纯合子。结论 xylE转基因能遗传，4个世代内便筛选出纯合子小鼠，极大地缩短了育种周期。     

抑制LIF/Stat3信号通路促进小鼠胚胎干细胞向心肌细胞分化

目的 研究LIF/Stat3信号通路对小鼠胚胎干细胞(mESCs)分化成心肌细胞的影响.方法 利用mESCs形成拟胚体(EBs)进行心肌分化.在野生型mESCs形成EBs的过程中加入Janus激酶(JAK)抑制剂以抑制LIF/Stat3信号通路(JAKi组).而在融合表达雌激素受体(ER)和Stat3的Stat3ER细胞株进行分化过程中添加4-羟基他莫西酚(4HT)以激活LIF/Stat3信号通路 (4HT组).用qRT-PCR检测心脏特异转录因子NKX25、α-肌球蛋白重链(α-MHC)和连接蛋白43(Cx43)以及mESCs自我更新基因oct4、nanog和Stat3下游基因socs3的表达水平.用Western blot检测和免疫荧光染色法验证α-MHC和Cx43的相对表达.结果 免疫荧光结果显示在自发搏动的EBs中出现α-MHC和Cx43的荧光,表明心肌细胞分化成功.随着分化时间的延长,NKX2.5、α-MHC和Cx43的mRNA表达量逐渐增加,至第15天时最为明显,且JAKi组高于对照组(P<0.01);对照组高于4HT组(P<0.01).而nanog、oct4随着分化时间的延长逐渐降低,且JAKi组低于对照组(P<0.05),而4HT组高于其对照组(P<0.05).Socs3的表达量在JAKi组一直较低且低于对照组,在4HT组表达较高且高于对照组(P<0.01).Western blot检测结果显示第15天的Cx43和α-MHC蛋白表达量JAKi组明显高于对照组(P<0.05),4HT组低于其对照组(P<0.05).结论 抑制LIF/Stat3信号通路促进小鼠胚胎干细胞分化成心肌细胞;激活LIF/Stat3信号通路抑制小鼠胚胎干细胞的心肌细胞分化.