Stch基因敲除动物模型的构建方法及应用_2

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21为STCH+/-与STCH+/+小鼠皮层脑区记忆相关蛋白的表达及定量。
[0055] 图22为STCH+/-与STCH+/+小鼠不同鼠龄皮层内抑郁相关蛋白表达情况。
[0056] 图23为不同年龄段两组小鼠的神经递质检测结果。
【具体实施方式】
[0057] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0058] 实施例1
[0059] STCH基因敲除动物模型的构建方法,STCH条件性基因剔除小鼠是通过基因打靶 的策略,在STCH基因外显子2两端插入方向相同的LoxP位点,当该小鼠在导入Cre重组酶 的情况下,Cre重组酶通过识别LoxP位点,切除LoxP位点间的序列,达到在特定细胞中条 件性剔除STCH基因的目的。包括以下步骤:
[0060] 1)在小鼠胚胎成纤维细胞滋养层上培养来源于129SV/J品系雄性小鼠的CJ7胚胎 干细胞,收集通过针对于STCH基因外显子2的打靶载体产生突变的STCH基因敲除的胚胎 干细胞,
[0061] 2)制备小鼠供体囊胚,
[0062] 3)将STCH基因敲除的胚胎干细胞注入所述的小鼠供体囊胚,
[0063] 4)将含有STCH敲除胚胎干细胞的囊胚形成的胚胎移植到小鼠的子宫,
[0064] 5)该胚胎在小鼠子宫内生长成小鼠,
[0065] 6)获得进入种系的嵌合体小鼠,
[0066] 7)得到进入种系的嵌合体小鼠与C57BL/6J小鼠回交后得到杂合子仔鼠。
[0067] 具体采用以下步骤:
[0068] 步骤1小鼠胚胎成纤维细胞滋养层的制备及培养
[0069] 滋养层细胞培养液成分:500mlDMEM,6mlL-Glutamine,6ml非必需氨基酸,6ml青 链霉素溶液.4ul0 -巯基乙醇,90ml胎牛血清。用一次性滤器过滤,4°C保存。
[0070] 细胞冻存液:30 %胎牛血清,63%DMEM,7 %DMS0,现用现配并且预冷。上述所有试 剂均购自小鼠原代胚胎成纤维细胞制备:引颈处死妊娠13. 5d的雌鼠(129)。75%酒精喷 湿消毒,在超净台打开腹腔,取出有胚胎的雌鼠子宫;在无菌PBS中分离胚胎,去除卵黄囊、 羊膜和胎盘;将胎鼠移入另一装有无菌PBS的培养皿中,去除内脏、头;在无菌PBS中洗净, 用无菌的眼科剪将胎鼠剪碎后移入15mL离心管中,加2mLPBS,lOOOrpm离心,2min,弃上 清。加入5mL0. 25%胰蛋白酶(美国GIBC0公司),37°C消化15min后,加入适量滋养层细 胞培养液终止反应,l〇〇〇rpm离心,2min,弃上清。加入适量培养液,吹打成细胞悬液,转移到 10cm培养皿中,37°C,5%C02培养。
[0071] -般在第3天细胞长满培养皿,经传4代后,此细胞即原代小鼠胚胎成纤维细胞 (mouseembryonicfibroblast,MEF)〇
[0072] 小鼠胚胎成纤维细胞滋养层的制备:将丝裂霉素C(Roche公司)按20mg/L的浓度 添加到培养的MEF细胞中,37°C继续培养2h,MEF细胞停止增殖,此时即可用作ES细胞培养 的滋养层。经丝裂霉素C处理得到的滋养层细胞也可冻存备用。
[0073] 步骤2胚胎干细胞(ES细胞)的培养
[0074] £3细胞培养液:01^11高糖培养基,添加15%胎牛血清,100011/1111的1正,21111的 L-谷氨酰胺,0.ImM非必需氨基酸,ImM丙酮酸钠,1000X 巯基乙醇。
[0075]ES细胞的复苏及传代培养:本领域技术人员都可以直接从南方模式基因中心获 得SCR012细胞株。购买网站http://www.biomodel,com.cn/。取出冻存的ES细胞,将其 迅速置于37°C水浴中,使细胞悬液尽快融化;将融化的细胞悬液吸到已预先加入5mLES细 胞培养液的无菌离心管中,吹打混匀,l〇〇〇rpm,2min,弃上清。加入ES细胞培养液,吹打成 细胞悬液,移入已预先铺好经实施例1得到滋养层细胞的100mm培养皿中,补加适量的培养 液至总体积约为10mL,将培养皿放入37°C,5%C02培养。ES细胞的传代,吸去原培养液,加 入10mLPBS洗涤2次。加入2mL0. 25%胰蛋白酶,37°C消化5min;加入5mLES细胞培养 液终止消化,用吸管轻轻吹打,移入无菌离心管中,l〇〇〇rpm,2min,弃上清。加入ES细胞培 养液,吹打成细胞悬液。按1:3比例移入已预先铺好滋养层细胞的10cm培养皿中,补加适 量的培养液至总体积约为l〇ml将培养皿放入37°C,5%C02培养,每天更换新鲜的ES细胞 培养液。
[0076] 囊胚注射:生长在滋养层上的ES细胞,从一个ES细胞,迅速生长为一个小集落, 在倒置显微镜下,ES细胞集落呈岛状或巢状,向四周生长,细胞集落与周围滋养层细胞存在 明显界限,集落内部细胞之间连接致密,相差显微镜下细胞表面有折光较强的脂状小滴,而 单个细胞体积较小,细胞核大。ES细胞生长迅速,且易分化,隔天培养后即进行囊胚注射。 Gene-Trap方法获得的是高通量基因突变ES细胞,故注射前一定要将待注射的突变ES细胞 再鉴定,首先通过PCR来确定所用的细胞株是否是STCH突变。
[0077]ES细胞阳性克隆PCR鉴定
[0078] 打靶(打靶载体用Notl线性化),共挑取抗性ES细胞克隆96个,分别用P1+P2, P3+P4进行PCR阳性克隆筛选,结果:双侧臂均发生正确同源的克隆(9,24, 26,33,36,50, 53,57,58,62,75,79,95)共 13 个ES细胞阳性克隆。
[0079] 步骤3供体囊胚的制备
[0080] 很多因素都可以影响囊胚的数量,如小鼠的品系、小鼠的健康状况、适应性、超排 卵和实验时所处的季节等等。本发明采用3-5周龄(12g-14g),C57BL/6J的雌鼠。超排卵 供体小鼠的准备:
[0081] 挑选12-14g的C57BL/6J的不动情雌鼠,在第一天下午,腹腔注射5IU的孕马血清 (PMS)。距前次注射PMS的时间不超过48h,腹腔注射5IU的人绒膜促性腺激素(HCG),并将 雌鼠转移至有种雄鼠的笼中交配。第四天9:00前检查有阴栓者为供体雌鼠,单笼放置,此 天记作0. 5天。同天下午再挑选26-33g左右的昆明白动情雌鼠与输精管结扎的雄鼠交配。 第五天9:00前检查有阴栓者为受体雌鼠,单笼放置。第七天,即在交配后的第四天,收集供 体雌鼠子宫中的囊胚。囊胚的收集和培养:引颈处死3. 5dpc的超排卵供体C57BL/6J雌鼠, 70%的酒精棉球消毒腹部,在腹中线处做一横向切口。剪开的皮肤拉向切口的上下两侧,提 起腹膜,将其剪开,充分暴露腹腔。将肠组织向上提到翻转的腹膜上,找到子宫,用剪刀将 左右两侧子宫在输卵管与子宫角的衔接剪下,然后小心剪下子宫的联体部分,置于无菌的 60_培养皿中。再用剪刀分别在子宫头与子宫尾剪去输卵管及子宫角部分,使得两根单独 的子宫通畅。用5ml的一次性注射器吸取足量的M2,套上5号针头,在体视解剖镜下插入子 宫腔,推动注射针栓,正反方向冲洗子宫腔,子宫在冲洗时会轻度膨胀,小鼠胚胎将迅速沉 至培养皿底部。取一个35mm的培养皿,滴上数滴Brinster'sBM0C-3培养液(Sigma),每 滴约200ul,上面覆盖上矿物油(Sigma)。在体视解剖镜下用移卵管收集胚胎,并转移至石 蜡油密封的培养液滴中,置于37°C、5%C02培养箱中培养2小时。
[0082] 步骤4囊胚注射操作步骤
[0083] 将持卵管、注射针的针管和操作平皿充满石蜡油。用显微镜的微调将其调至相同 的聚焦平面。注射用的ES细胞应在数天前解冻,注射当天早晨换上新鲜的ES培养液,1-2 小时后胰酶处理,做成单细胞悬液保存在Brinster'sBM0C-3培养液中。从35mm培养皿中 挑选约10个形态饱满、边界清晰、囊胚腔较大的囊胚转移至安装好持卵管和注射针的注射 槽内,用移卵管吸取少量的ES细胞放入其中。在10倍镜下用注射针吸取10-15枚小而圆 的ES细胞。40倍镜下用持卵管吸附囊胚的一侧,将注射针调整至对准囊胚的中心并使他们 处于同一水平面。转动注射针的操纵杆,使注射针快速刺破囊胚的壁,进入囊胚腔,推动注 射栗使ES细胞(10-15个)顺序进入囊胚腔,小心拔出注射针。将注射过的囊胚放置在操 作视野的另一侧,继续下一个囊胚的注射。
[0084] 步骤4胚胎的子宫移植
[0085] 将移卵管接上口控管,在体视解剖镜下依次小心吸入培养液、气泡、培养液、气泡、 注射后的囊胚、气泡、少量培养液。麻醉受体雌鼠,用75%酒精消毒受体鼠背部,在右侧靠近 第一腰锥的部位做一个lcm的横向切口。向两侧拉展直至可透过腹膜看见右侧卵巢及其脂 肪垫。在腹膜上用尖镊撕一个3_的小口。左手夹住脂肪垫向外拉出,子宫随之可见。用 小号止血钳夹住少许脂肪垫稍作固定。左手持尖镊夹住在子宫和输卵管接口处附近2_远 的子宫壁,右手持一个4号注射器针头和移卵管。在解剖显微镜下,针头在紧挨尖镊处避开 血管扎一个小孔,将移卵管的前端小心插入小孔中。将实施例3得到的胚胎缓慢吹入子宫 中。子宫和肠系膜送回腹腔,如果移植手术成功,17天后可有幼鼠出生,
[0086] 其中获得进入种系的嵌合体与C57BL/6J交配,获得STCH杂合子。
[0087] 实施例2
[0088] 对实施例1制得的STCH+/-小鼠(即STCH基因杂合敲除小鼠)表型进行鉴定。 STCH+/-小鼠(即STCH基因杂合敲除小鼠),实施例1方法制得;STCH-/-小鼠(即STCH基 因纯合敲除小鼠),为胚胎致死型。STCH+/+小鼠:正常对照小鼠。
[0089] 1、PCR检测新生小鼠基因型(采用常规操作手段进行)
[0090] 引物序列,PAGE纯化(表1)。
[0091] 表1小鼠的STCH基因序列
[0092]
[0093] 电泳条带大小:STCH+/+ :904bp,STCH+/-: 1372bp,C
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