斑马鱼红系造血缺陷突变体的正向遗传学筛选

目的 化学遗传学方法 大规模筛选并初步鉴定所获得具有不同红系造血缺陷表型的斑马鱼突变体.方法 乙基亚硝基脲(ENU)诱导雄性斑马鱼突变(founder),将其与野生型AB雌性斑马鱼交配产生F1代,源自不同来源的founder的F1代杂交产生F2家族.在F2代同家族内自交所产生的F3代胚胎中,用以βe1为探针,实施整体原位杂交实验,进行红系造血缺陷突变体筛选,并针对所筛选到的突变体在不同造血过程缺陷表型进行分类研究.结果 和结论 筛选得到4个βe1基因表达缺失突变体,其中2个为红系特异性造血缺陷突变体,另外2个突变体同时存在红系和淋系造血缺陷.     

一种斑马鱼原始造血髓系细胞突变体的研究

摘要：目的斑马鱼原始造血髓系细胞突变体1276的表型鉴定及性状分析。方法利用化学诱变剂N-乙基-N-亚硝基脲诱变野生型AB斑马鱼雄鱼的精原细胞,突变基因组保留传代,采用中性红染液对F3代的胚胎进行细胞化学染色,筛选原始
造血髓系细胞突变体。并通过细胞化学染色及检测不同谱系血细胞标记基因在不同发育阶段的mRNA及蛋白的表达水平,对其中之一突变体1276进行表型鉴定及性状分析。结果成功筛选1296个F2家族,2140个突变基因组,发现中性红
染色信号异常突变体12个。突变体1276在原始造血阶段,中性红染色全身信号缺失,小胶质细胞标记基因apoe 表达缺失,巨噬细胞标记基因l-plastin,头部表达减少,背主动脉壁腹侧区域表达正常,粒细胞、红细胞均未见异常;在定向造血阶
段,巨噬细胞仍存在异常,但粒细胞、红细胞、淋巴细胞以及造血干细胞均未见明显异常。结论突变体1276在原始造血阶段,巨噬细胞存在功能障碍,以及不同程度发育及迁徙异常;在定向造血阶段这一性状并未得到代偿。     

斑马鱼消化器官发育缺陷突变体的遗传筛选

[摘要] 目的 正向遗传筛选斑马鱼肝脏、肠和胆囊发育缺陷突变体。方法 ENU诱变野生型斑马鱼并开展经典的F2代筛选，以lfabp为探针的全胚原位杂交、BES-H2O2-Ac荧光染料分别检测斑马鱼早期胚胎肝脏、肠和胆囊的表型。结果 在128个突变基因组中筛选获得了源自14个F2家族的斑马鱼消化器官发育缺陷突变体品系23个，并按表型划分为6类。结论 斑马鱼肝脏、肠和胆囊的发育调控机制有相似性和差异性。     

一种新的斑马鱼cloche突变体亚型的基因鉴定

目的斑马鱼cloche172突变体的基因鉴定。方法采用化学诱变剂N-乙基-N-亚硝基脲(N-ethyl-N-nitrosourea,ENU)诱变雄性野生型AB斑马鱼,实施大规模正向遗传学方法筛选髓系细胞标记物lysozymeC(lyC)表达缺失突变体,并对其中一个名为cloche172突变体进行大体形态学观察,基因定位克隆和遗传学互补实验。结果大规模正向遗传学筛选出4个lyc表达缺失突变体,其中一个cloche172突变体受精后3d(day post fertilization,dpf)时期大体形态改变与已知但基因不明的cloche突变体相似。遗传学互补实验观察到有1/4胚胎出现类似cloche突变体的表型。同时,cloche172突变体基因定位在13号染色体近端粒的区域,与cloche突变体基因定位区域一致。而o-dianisdine实验证实cloche172突变体有较多红细胞聚集,cloche突变体仅有少量在尾部存在。结论cloche172基因与cloche基因定位一致,cloche172突变体是一个新的点突变位点的cloche突变体。     

CRISPR/Cas9技术敲除斑马鱼rpl15基因对斑马鱼红系造血发育的影响

目的 利用CRISPR/Cas9技术敲除斑马鱼rpl15基因,探讨rpl15基因对斑马鱼红系造血发育的影响.方法 针对斑马鱼rpl15基因设计并制备gRNA(guide RNA),将gRNA与Cas9蛋白的混合物显微注射到单细胞期斑马鱼受精卵中,提取72 h胚胎基因组DNA,PCR扩增出目的片段,T7E1限制性酶切法检测基因打靶情况,随后进行测序分析确定编辑效果.通过O-dianisidine染色分析血红蛋白合成情况,中性粒细胞染色分析中性粒细胞生成情况,利用Real-time PCR检测p53、mdm2、hsp70和造血相关转录因子基因的表达变化.结果 成功制备了rpl15 gRNA,并筛选得到rpl15突变体.rpl15基因敲除的幼鱼出现体长缩短、尾部弯曲、头部和眼睛较小及心包水肿的表型;造血相关谱系染色结果显示rpl15突变体血红蛋白合成明显减少,但中性粒细胞生成未受影响;rpl15突变体p53和mdm2的mRNA表达均显著升高(P＜0.01,P＜0.05,),α-globin、gatal和hsp70的mRNA表达均显著下调(P＜0.01,P＜0.05,P＜0.05),除红系外的造血相关转录因子的mRNA表达与对照组相比均无明显差异.结论 利用CRISPR/Cas9技术成功编辑了斑马鱼rpl15基因,突变体产生了类似先天性纯红细胞再生障碍性贫血疾病的表型.同时表明p53与hsp70可能参与调控突变体表型的形成.     

红系祖细胞在造血缺陷斑马鱼体内的移植

目的评估红系祖细胞在先天原始造血缺陷cloche~(-/-)突变体斑马鱼体内的移植效果。方法收集绿色荧光标记红系祖细胞的转基因系zTg(gata1:EGFP)斑马鱼胚胎,制备成单细胞悬液,经流式细胞仪分选出携带绿色荧光的gata1~+细胞,利用显微注射技术将gata1~+细胞移植到42hpf的cloche~(-/-)突变体斑马鱼心脏中,采用体视荧光显微镜追踪观察移植后的红系祖细胞在cloche~(-/-)突变体斑马鱼中的表达情况。结果成功分选出携带绿色荧光的gata1~+细胞,并在移植后2 h可观察到携带绿色荧光的gata1~+细胞逐渐增殖扩散且16 h持续有绿色荧光表达。结论红系祖细胞有重建造血的潜力,为进一步研究红系祖细胞移植后的功能鉴定提供实验依据。     

集落刺激因子临床应用进展

集落刺激因子(CSF)又称髓系细胞造血因子,是造血细胞在体外培养形成粒细胞-巨噬细胞系克隆过程中起促进作用的体液因子,为骨髓中髓系造血细胞生存、生长,分化不可缺少的物质,除可促使血细胞增殖外,还有下列机能影响细胞内信号途径传递通道:1维持细胞膜的完整性和细胞存在;2不可逆定向分化;3成熟粒、巨噬细胞的机能刺激[1]。根据作用于造血于细胞的不同分化程度和性能,可能CSF分为:1粒-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF):主要由T淋巴细胞、中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、内皮细胞和纤维母细胞产生,是一种具有广谱效能的髓系造血生长因子,…     

邻苯二甲酸二丁酯对亲代和子代斑马鱼生殖毒性的比较研究

目的 探讨邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对亲代(F0)、子代(F1)斑马鱼的生殖毒性.方法 将48对成年斑马鱼随机分为4组:空白对照组、溶剂对照组、625 mg/L DBP低剂量组和1 250 mg/LDBP高剂量组.连续染毒DBP 30 d后,将各组F0代斑马鱼交配,记录产卵数、受精率以及72 h孵化率.将F0和F1代斑马鱼在清水中饲养180d,进行F1代斑马鱼交配试验,且将F1代DBP高剂量组与对照组斑马鱼进行置换交配,记录产卵数、受精率及孵化率.进行F0代和F1代斑马鱼性腺组织病理学检查,并测定卵黄蛋白原(VTG) mRNA的表达水平.结果 与对照组和DBP低剂量组相比,DBP高剂量组F0代和F1代斑马鱼的生殖能力显著下降;置换交配实验显示DBP对雄性斑马鱼的生殖能力影响更为显著.组织病理学检查显示F0代雄鱼精巢中精子数量减少,间质细胞稍有增多,精母细胞增多.而F1代雄鱼精巢发育受到明显抑制,出现生精小管畸形,精子数量明显减少,以及间质细胞增生.RT-PCR结果显示DBP各剂量组F0代和F1代雄性斑马鱼VTG基因无明显表达,提示DBP对斑马鱼无雌激素样效应.结论 DBP高剂量组染毒可影响F0代和F1代斑马鱼的正常发育,使产卵量减少,受精率显著下降.F0代和F1代雄性斑马鱼生精小管畸形、精巢中精子数量减少与间质细胞增生同时存在.     

Irx5a基因过表达对斑马鱼胚胎早期造血的影响

目的 探讨易洛魁族同源盒5a(Irx5a)基因对斑马鱼胚胎早期造血相关转录调控因子的影响.方法 于斑马鱼胚胎1细胞受精卵期,显微注射Irx5a-EGFP mRNA斑马鱼胚胎作为实验组、显微注射增强型绿色荧光蛋白(EGFP) mRNA斑马鱼胚胎作为实验对照组、野生型斑马鱼作为空白对照组,应用qPCR检测相关造血转录调控因子在斑马鱼胚胎受精后9 h(9 hpf)、12h、18h、24 h和30 h时相的表达水平.结果 实时荧光定量PCR结果表明,在原始造血转录因子lmo2、scl中,实验组从9 hpf～24 hpf较另外两组间明显减低;在定向造血转录因子中,c-myb实验组从12 hpf～24 hpf较另外两组间明显减低,runx1实验组从9 hpf～30 hpf较另外两组间明显减低;髓系造血转录因子pu.1和红系造血转录调控因子gata-1实验组从9 hpf～30 hpf较另外两组间明显减低,且差异有统计学意义.结论 Irx5a基因在斑马鱼原始造血、成体造血、红系造血、髓系造血的重要转录调控因子中发挥着抑制作用.     

转Notch1基因T淋巴细胞白血病双荧光示踪斑马鱼模型的建立及鉴定

目的 在血管内皮增强型绿色荧光蛋白标记的斑马鱼系(fli1-EGFP)中,转入Rag2启动子驱动的人源性截短型Notch1基因(ICN1),从中筛选并鉴定发生急性T淋巴细胞白血病(T-ALL)的斑马鱼,建立稳定传代的红绿双色示踪的T-ALL斑马鱼疾病模型.方法 构建Rag2-ICN1-EGFP质粒,显微注射到斑马鱼胚胎的单细胞期,利用荧光体视显微镜筛选F0代,并建立稳定传代的转基因鱼系.通过荧光体视显微镜、RT-PCR 、Western blotting验证ICN1 mRNA和蛋白的表达,并利用流式细胞术、外周血涂片方法鉴定T-ALL斑马鱼模型的表型.结果 在867条显微注射重组质粒的斑马鱼中,鉴定发现有20条(2.3％)转基因阳性斑马鱼,为F0代转基因斑马鱼,其中雄鱼9条,雌鱼l1条.在已性成熟的F0代成鱼之间采取一对一形式交配,产下F1代,通过荧光体视显微镜、RT-PCR、Western blotting在大体观、mRNA以及蛋白水平验证了ICN1的表达;流式细胞术和外周血涂片结果显示,转基因F1代斑马鱼与fii1-EGFP斑马鱼相比,红细胞比例显著降低,淋巴细胞比例明显增高.结论 成功构建转Notch1基因红绿双色示踪的T-ALL斑马鱼模型,为深入探讨Notch在促进T-ALL发生中的调控机制以及利用这种疾病模型进行高通量的活体药物筛选提供了研究平台.     

慢病毒载体法制备荧光素酶转基因小鼠

目的基于慢病毒介导的转基因方法制备荧光素酶(Luc)转基因小鼠。方法制备携带Luc基因的慢病毒,将其注入小鼠单细胞受精卵卵周隙以感染受精卵,然后将胚胎移植进假孕母鼠体内以获得仔鼠,应用小动物活体成像仪及PCR等在蛋白和DNA水平上筛选和鉴定Luc转基因小鼠。结果移植慢病毒隙感染后的成活胚胎63枚。将其移植至3只假孕母鼠,其中2只怀孕,共生仔鼠11只;利用小动物活体成像仪检测Luc表达,在蛋白水平证实11只F0代中,3只(命名为S1、S2、S3)表达Luc;DNA水平检测证实,3只Luc阳性小鼠的基因组中整合有外源转基因Luc。此外,Luc转基因首建鼠基因组中整合的Luc转基因可稳定遗传至下一代,并能正常表达。Luc转基因小鼠主要脏器如睾丸、肾脏、胃、肠、肺、脑、胸腺、肝脏和心脏等均可见Luc信号,但不同脏器间Luc强度有差异。结论成功制备Luc报告基因转基因小鼠。     

elavl1a对斑马鱼生长发育的调控作用

目的：构建elavl1a^-/-突变体斑马鱼,探索elavl1a基因对斑马鱼生存及生长发育的影响。方法：运用CRISPR-Cas9技术构建elavl1a F0代嵌合体斑马鱼,通过与野生型斑马鱼杂交得到F1代斑马鱼,经过基因型鉴定让同一型F1代斑马鱼自交得到elavl1a^-/-纯合突变体斑马鱼,通过基因测序及Western blot鉴定,并做相应的数量统计及形态学分析。结果：通过基因测序发现得到的elavl1a^-/-突变体斑马鱼在第2个外显子上缺少5个核苷酸,产生移码突变,提前出现终止密码子,仅能够编码部分氨基酸,Western blot未能检测出elavla蛋白表达,且得到的elavl1a^-/-突变体斑马鱼的生存率降低,不符合孟德尔遗传,生长发育迟缓。结论：成功构建得到elavl1a^-/-突变体斑马鱼,elavl1a基因对斑马鱼生存及发育具有重要作用。     

庚型肝炎病毒全基因转基因小鼠的制备与遗传

目的：利用显微注射方法产生整合庚型肝火病毒（HGV）全基因的转基因小鼠，并研究HGV基因的遗传特性。方法：将含有HGV全长基因的载体线性化后，将目的基因DNA溶于显微注射用缓冲液，依常规方法进行显微注射，得到仔鼠后用PCR及基因组DNA Southern印迹法鉴定。阳性小鼠即为建立者（founder)上鼠，将founder小鼠与正常小鼠交配得到1代小鼠，随后将F1代阳性鼠与正常小鼠交配得到F2代小鼠。结果：共得到5只founder小鼠，其中4只与正常小鼠交配，得到F1代小鼠共41只，其中29只为阳性，阳性率为71％。F2代小鼠共21只，其中16只为阳性，阳性率为76％。结论：得到了整合有HGV全长基因的转基因小鼠，并证明HGV基因可以在转基因小鼠体内稳定传递。     

过表达BAFF转基因斑马鱼的构建

目的体外克隆斑马鱼baff基因并分别构建pEGFP-C1-baff、pEGFP-N1-baff、pIRES2-EGFP-baff重组质粒,通过胚胎显微注射获得过表达baff的转基因斑马鱼,以探讨其作为人类SLE模型和用于SLE药物筛选的意义。方法通过RT-PCR法由斑马鱼脾脏克隆出斑马鱼baff基因全长807 bp蛋白编码区域,分别构建baff过表达载体pEGFP-C1-baff,pEGFP-N1-baff及pIRES2-EGFP-baff重组质粒,体外细胞转染并通过免疫印迹法验证蛋白表达后,通过胚胎显微注射过表达载体,GFP荧光跟踪并筛选阳性鱼。结果通过体外细胞转染实验与免疫印迹法验证了pEGFP-C1-baff,pEGFP-N1-baff转染后细胞Baff-GFP融合蛋白的成功表达,通过胚胎显微注射与GFP荧光筛选,成功获得过表达baff的转基因斑马鱼。结论本研究所构建pEGFP-C1-baff、pEGFP-N1-baff、pIRES2-EGFP-baff重组质粒均可通过显微注射获得过表达baff的阳性转基因斑马鱼,为进一步探讨其作为人类SLE疾病模型的意义及Baff拮抗药物的筛选奠定基础。     

CRISPR/Cas9技术敲除faf1基因对斑马鱼软骨及肌节发育的影响

目的 利用CRISPR/Cas9技术敲除斑马鱼faf1基因,并研究faF1基因对斑马鱼发育的影响.方法 针对斑马鱼faf1基因设计并制备gRNA,通过显微注射技术将gRNA与Cas9 mRNA混合注入斑马鱼单细胞胚胎中,通过酶切和基因测序技术筛选出发生突变的F0代斑马鱼,将其与野生型斑马鱼外交得到F1代杂合体斑马鱼,检测其可遗传突变类型,并用显微镜观察、记录每一代斑马鱼表型.结果 成功制备了faf1 gRNA和Cas9 mRNA.位于faf1 6号外显子的gRNA(gRNA6)能使faf1基因发生移码突变.筛选出可遗传突变类型(mutant 1,MU1)并观察到该杂合突变型斑马鱼有体细胞色素沉积延迟,受精后第4天开始尾部肌节出现“结节样”表型以及头颅缩小、舌骨小角角度增大等颅面软骨畸形的变化,并于受精后8～9d死亡.结论 利用CRISPR/Cas9敲除该基因产生了新的表型,即色素沉积延迟及尾部肌节部位出现“结节样”变化.     

基于CRISPR/Cas9技术构建严重联合免疫缺陷小鼠

目的 应用CRISPR/Cas9技术靶向敲除编码小鼠T、B细胞的Rag2基因及编码NK细胞的IL2rg基因,构建T、B细胞及NK细胞联合免疫缺陷小鼠。方法 根据Genbank报道的Rag2及IL2rg基因序列,分别针对其外显子设计25 bp左右的sgRNA并进行合成, sgRNA退火后克隆入pX330载体。Rag2-sgRNA、IL2rg-sgRNA及Cas9重组质粒体外转录为mRNA后显微注射入BALB/c小鼠受精卵细胞,受精卵细胞移植到受体动物获得子代小鼠,首建鼠（F0）与野生型小鼠交配获得F1代小鼠,突变的F1代小鼠互交后筛选F2代纯合子小鼠。通过基因测序、流式细胞技术及接种人源性肿瘤细胞系方法检测子代小鼠基因型和表型。结果 成功构建了Rag2-sgRNA、IL2rg-sgRNA重组质粒并对其进行了体外转录,mRNA显微注射并移植后获得57只F0小鼠。连续交配后,获得F2代纯合子小鼠。序列分析表明子代小鼠中IL2rg有两个基因型,分别是10 bp和11 bp的缺失突变;而Rag2只有一个基因型,为8 bp的缺失突变。与野生型BALB/c小鼠相比,小鼠外周血中CD3、B220及NKp46阳性细胞数量明显降低。接种人乳腺癌细胞系SKBR-2HL后,肿瘤生长良好,且随着时间延长肿瘤组织逐渐增大。结论 利用CRISPR/Cas9技术可有效实现BABL/c小鼠体内Rag2、IL2rg基因突变,并导致小鼠T、B及NK细胞功能异常。