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一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型及其構(gòu)建方法與流程

文檔序號(hào):12030129閱讀:1274來源:國知局
一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型及其構(gòu)建方法與流程

本發(fā)明涉及一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型及其構(gòu)建方法。



背景技術(shù):

遺傳性視網(wǎng)膜劈裂癥是一種x染色體遺傳病,故又稱為x連鎖視網(wǎng)膜劈裂癥(x-linkedretinoschisis,xlrs)。該病在白人、黑人和黃種人群中均有發(fā)生,其發(fā)病率為1:5000-1:25000。xlrs主要為男性發(fā)病,女性發(fā)病較為少見,遺傳性者多見于兒童及青年人,是青少年致盲的主要遺傳病之一。xlrs臨床癥狀多為黃斑部視網(wǎng)膜劈裂,斜視,眼球震顫,視力差甚至全盲,erg呈現(xiàn)異常,b波幅度明顯減小,oct掃描顯示明顯的“窩輪狀”囊腔劈裂,嚴(yán)重的表現(xiàn)為視網(wǎng)膜各層厚度和總厚度變薄。時(shí)至今日,遺傳性視網(wǎng)膜劈裂癥還無行之有效的治療辦法。

rs1基因的突變被認(rèn)為是先天性視網(wǎng)膜劈裂癥致病的遺傳機(jī)制,rs1基因定位于xp22.2,由六個(gè)外顯子構(gòu)成,編碼224個(gè)氨基酸。目前,已經(jīng)有230多個(gè)rs1基因突變位點(diǎn)的報(bào)道,這些基因的突變被認(rèn)為是先天性視網(wǎng)膜劈裂癥致病的遺傳機(jī)制,而這些rs1基因突變的位點(diǎn)引起視網(wǎng)膜rs1蛋白的缺失或rs1蛋白功能的喪失,被認(rèn)為是xlrs發(fā)病的關(guān)鍵因素,這些單基因突變的位點(diǎn)也成為了基因治療過程中的重要錨定靶點(diǎn)。

正是基于對(duì)x連鎖視網(wǎng)膜劈裂癥遺傳機(jī)制的明確,人們利用rs1基因進(jìn)行了相關(guān)疾病模型的構(gòu)建。目前,全世界有3種rs1基因敲除小鼠模型(rs1-ko)在最近十年中相繼用于xlrs的研究。第一種是在rs1的第3個(gè)外顯子上插入lacz/neor形成空載小鼠模型。第二種是在rs1的第1個(gè)外顯子上插入一個(gè)新霉素基因?qū)е铝藃s1蛋白不表達(dá)的小鼠模型。第三種是用亞硝基脲(n-ethyl-n-nitrosurea,enu)處理得到隨機(jī)突變的小鼠模型,主要得到的是在第2個(gè)外顯子上的點(diǎn)突變和26個(gè)堿基缺失的小鼠模型。迄今為止,這些rs1-ko小鼠均是內(nèi)源性小鼠疾病模型,其突變位點(diǎn)與病人基因的突變并不一樣,所以這對(duì)后期臨床的評(píng)價(jià)可能會(huì)有所偏差。研究也證實(shí)這些rs1敲除小鼠部分表現(xiàn)為xlrs患者的特征,包括b波幅度顯著降低、視網(wǎng)膜出現(xiàn)劈裂、光感受器退化以及神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層和內(nèi)核層變薄,但視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞層和內(nèi)核層變薄,內(nèi)網(wǎng)層出現(xiàn)劈裂等表征與人的視網(wǎng)膜劈裂臨床癥狀存在著差異。有關(guān)人源性小鼠模型國際國內(nèi)都未見報(bào)道,人源性突變的rs1基因轉(zhuǎn)入小鼠形成的xlrs疾病模型是否具有與臨床病患相類似或相同的表征也未見報(bào)道。開展人源性rs1h-ki疾病模型的研究,這能夠更好更準(zhǔn)確的模擬人類疾病發(fā)病過程,為研究xlrs提供更為精準(zhǔn)和豐富的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)象。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明針對(duì)以上問題,提供一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型及其構(gòu)建方法。

發(fā)明目的通過以下方案實(shí)現(xiàn):一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型的構(gòu)建方法,以人源性rs1基因?yàn)榛A(chǔ),篩選人類致病基因通過基因編輯手段敲入到小鼠中,得到具有和病人臨床表征一樣的rs1h-ki小鼠疾病模型。

進(jìn)一步的,運(yùn)用talens的技術(shù),根據(jù)xlrs病患篩選得到rs1基因的突變位點(diǎn),設(shè)計(jì)與xlrs病患相同的oligo序列,構(gòu)建好的載體,轉(zhuǎn)入細(xì)胞中,篩選得到具有rs1基因突變的穩(wěn)定細(xì)胞系,體外表達(dá),分離得到mrna,并進(jìn)行受精卵顯微注射及胚胎移植到f0代的孕鼠子宮中,繁殖得到穩(wěn)定表型的f1代rs1h-ki疾病模型小鼠。

進(jìn)一步的,oligo序列為:tgggtgtttgagtgtgtgctgtttttcctccccagaatgcccatatcacaagcccctgggtttcgagtcaggggaggtcacgccagatca。

進(jìn)一步的,突變型rs1基因翻譯的蛋白質(zhì)序列:mphkiegffllllfgyeatlglsstedegedpwyqkackcdcqvganalwsagatsldcipecp。

進(jìn)一步的,用talen構(gòu)建基因敲入小鼠,設(shè)計(jì)針對(duì)rs1基因的第四個(gè)外顯子上c.195t>g的突變位點(diǎn),利用talen的兩個(gè)手架讓talen在細(xì)胞中與基因組的靶位點(diǎn)結(jié)合,形成foki二聚體發(fā)揮內(nèi)切酶活性,導(dǎo)致左右talen的spacer區(qū)域發(fā)生雙鏈dna斷裂,從而誘發(fā)dna損傷修復(fù)機(jī)制,細(xì)胞通過非同源性末端接合機(jī)制修復(fù)dna,達(dá)到基因敲入到小鼠的基因中,talen的兩個(gè)手架:talen_left引物為:tgactcgaaacccagggg;talen_right引物為:tgcccatatcacaag;spacer區(qū)域?yàn)椋簍gcccatatcacaag。

進(jìn)一步的,針對(duì)rs1基因的第四個(gè)外顯子上c.195t>g的突變位點(diǎn),設(shè)計(jì)基因敲入的oligo序列為:tgggtgtttgagtgtgtgctgtttttcctccccagaatgcccatatcacaagcccctgggtttcgagtcaggggaggtcacgccagatca。

進(jìn)一步的,在rs1基因的215bp處設(shè)置一個(gè)bpu10i酶切位點(diǎn)。

進(jìn)一步的,設(shè)計(jì)構(gòu)建好的人源性rs1基因oligo序列,將其進(jìn)行體外轉(zhuǎn)錄,采用顯微注射的方式將體外轉(zhuǎn)錄的mrna序列注射入c57bl/6j成熟卵細(xì)胞中,注射成功的受精卵可體外培養(yǎng)過夜或立即轉(zhuǎn)入代孕母鼠子宮中受孕培養(yǎng)。

進(jìn)一步的,代孕母鼠產(chǎn)仔后,取f1代小鼠的尾巴和腳趾,提取全基因組,進(jìn)行pcr擴(kuò)增,bpu10i酶切酶切驗(yàn)證,測序鑒定?;蜩b定結(jié)果表明我們成功構(gòu)建了rs1h-ki小鼠疾病模型。

一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型,rs1h-ki小鼠基因測序序列:cattatctctgttgagttctgggataggaggggttcattccttcttttgtattttgggatgaggtctcaatactttctccggacagcccagagaagctgggactccacactgtgaacatatgctaccactctgcctggagatttgggtgtttgagtgtgtgctgtttttcctccccagaatgcccttagcacaagcccctgggtttcgagtcaggggaggtcacgccagatcagatcacttgctccaacccagagcagtatgtgggcggtattcctcca。

本發(fā)明的有益效果在于:視覺功能和視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)檢測都可以說明rs1h-ki小鼠視網(wǎng)膜視網(wǎng)膜中主要是由于感光細(xì)胞與雙極細(xì)胞之間的突觸鏈接受損致使rs1h-ki小鼠視覺功能異常,這正是rs1h-ki小鼠發(fā)生在視網(wǎng)膜外叢狀層的劈裂所造成的,這與臨床病人表征相同;能夠更好更準(zhǔn)確的模擬人類疾病發(fā)病過程,為研究xlrs提供更為精準(zhǔn)和豐富的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)象。

附圖說明

圖1為本發(fā)明構(gòu)建圖。

圖2為人源性rs1h-ki小鼠鑒定結(jié)果圖。

圖3為人源性rs1h-ki小鼠視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)鑒定結(jié)果圖一。

圖4為人源性rs1h-ki小鼠視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)鑒定結(jié)果圖二。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:

結(jié)合附圖1-4,實(shí)施例1,本發(fā)明的一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型的構(gòu)建方法,以人源性rs1基因?yàn)榛A(chǔ),篩選人類致病基因通過基因編輯手段敲入到小鼠中,得到具有和病人臨床表征一樣的rs1h-ki小鼠疾病模型。

一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型的構(gòu)建方法,運(yùn)用talens的技術(shù),根據(jù)xlrs病患篩選得到rs1基因的突變位點(diǎn),設(shè)計(jì)與xlrs病患相同的oligo序列,構(gòu)建好的載體,轉(zhuǎn)入細(xì)胞中,篩選得到具有rs1基因突變的穩(wěn)定細(xì)胞系。體外表達(dá),分離得到mrna,并進(jìn)行受精卵顯微注射及胚胎移植到f0代的子宮中,繁殖得到穩(wěn)定表型的f1代rs1h-ki疾病模型小鼠。

一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型的構(gòu)建方法,oligo序列為:tgggtgtttgagtgtgtgctgtttttcctccccagaatgcccatatcacaagcccctgggtttcgagtcaggggaggtcacgccagatca。

一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型的構(gòu)建方法,突變型rs1基因翻譯的蛋白質(zhì)序列:mphkiegffllllfgyeatlglsstedegedpwyqkackcdcqvganalwsagatsldcipecp。

一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型的構(gòu)建方法,所述手架指代識(shí)別序列。

一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型的構(gòu)建方法,用talen(transcriptionactivator-like(tal)effectornucleases,轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物核酸酶技術(shù))構(gòu)建基因敲入小鼠(rs1h-ki),設(shè)計(jì)針對(duì)rs1基因的第四個(gè)外顯子上c.195t>g的突變位點(diǎn),利用talen的兩個(gè)手架讓talen在細(xì)胞中與基因組的靶位點(diǎn)結(jié)合,形成foki二聚體發(fā)揮內(nèi)切酶活性,導(dǎo)致左右talen的spacer區(qū)域發(fā)生雙鏈dna斷裂(dsb,double-strandbreaks),從而誘發(fā)dna損傷修復(fù)機(jī)制,細(xì)胞通過非同源性末端接合機(jī)制(nhej,non-homologousendjoining)修復(fù)dna,達(dá)到基因敲入到小鼠的基因中。

一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型的構(gòu)建方法,針對(duì)rs1基因的第四個(gè)外顯子上c.195t>g的突變位點(diǎn),設(shè)計(jì)基因敲入的oligo序列為:tgggtgtttgagtgtgtgctgtttttcctccccagaatgcccatatcacaagcccctgggtttcgagtcaggggaggtcacgccagatca(翻譯的蛋白質(zhì)序列:mphkiegffllllfgyeatlglsstedegedpwyqkackcdcqvganalwsagatsldcipecp)。

一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型的構(gòu)建方法,在rs1基因的215bp處設(shè)置一個(gè)bpu10i酶切位點(diǎn)。

一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型的構(gòu)建方法,設(shè)計(jì)構(gòu)建好的人源性rs1基因oligo序列,將其進(jìn)行體外轉(zhuǎn)錄,采用顯微注射的方式將體外轉(zhuǎn)錄的mrna序列注射入c57bl/6j成熟卵細(xì)胞中,注射成功的受精卵可體外培養(yǎng)過夜或立即轉(zhuǎn)入代孕母鼠子宮中受孕培養(yǎng)。

一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型的構(gòu)建方法,代孕母鼠產(chǎn)仔后,取f1代小鼠的尾巴和腳趾,提取全基因組,進(jìn)行pcr擴(kuò)增,bpu10i酶切酶切驗(yàn)證,測序鑒定?;蜩b定結(jié)果表明我們成功構(gòu)建了rs1h-ki小鼠疾病模型。

一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型,rs1h-ki小鼠基因測序序列:cattatctctgttgagttctgggataggaggggttcattccttcttttgtattttgggatgaggtctcaatactttctccggacagcccagagaagctgggactccacactgtgaacatatgctaccactctgcctggagatttgggtgtttgagtgtgtgctgtttttcctccccagaatgcccttagcacaagcccctgggtttcgagtcaggggaggtcacgccagatcagatcacttgctccaacccagagcagtatgtgggcggtattcctcca。

一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型的構(gòu)建方法,a、rs1h-ki疾病模型小鼠。b、rs1h-ki疾病模型小鼠酶切鑒定結(jié)果。1表示rs1h-ki疾病模型小鼠無酶切時(shí)rs1h基因?yàn)?09bp,2表示用bpu10i酶切后明顯的兩條帶:215bp和94bp;control組中在有酶切條件(第4泳道)和無酶切(第3泳道)條件下均未見酶切條帶。c、control小鼠和rs1h-ki疾病模型小鼠基因測序結(jié)果。在rs1基因的第四個(gè)外顯子上c.195t>g的突變位點(diǎn),說明成功構(gòu)建rs1h-ki疾病模型小鼠。

一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型的構(gòu)建方法,首先用光學(xué)相干斷層成像技術(shù)掃描了野生型小鼠(widetype,wt)和rs1h-ki小鼠視網(wǎng)膜e,我們發(fā)現(xiàn)rs1h-ki小鼠視網(wǎng)膜出現(xiàn)明顯的劈裂腔(藍(lán)色圈標(biāo)記處),外核層和感光細(xì)胞層變薄。進(jìn)一步做免疫組織化學(xué)檢測,f是he染色結(jié)果,與wt小鼠相比,rs1h-ki小鼠視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)變化異常,其外從狀層(藍(lán)色箭頭)出現(xiàn)明顯的空腔,細(xì)胞之間聯(lián)系變少。rs1h-ki小鼠視網(wǎng)膜的外核層(黃色箭頭處)和感光細(xì)胞外段層(青色箭頭)變薄,統(tǒng)計(jì)分析顯示(g、h),差異極其顯著(n=24,p<0.0001)。

一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型的構(gòu)建方法,oct掃描結(jié)果,wt小鼠視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)清晰,rs1h-ki小鼠在視網(wǎng)膜的外網(wǎng)層明顯的劈裂腔。免疫組織化學(xué)方法比較野生型小鼠和rs1h-ki小鼠的視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)差異,與wt小鼠相比,rs1h-ki小鼠視網(wǎng)膜的外網(wǎng)層出現(xiàn)非常明顯的劈裂腔,細(xì)胞之間的聯(lián)系變少。rs1h-ki小鼠視網(wǎng)膜外核層、感光細(xì)胞外段層厚度統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果,與wt小鼠相比,rs1h-ki小鼠視網(wǎng)膜的外網(wǎng)層和感光細(xì)胞層厚度均變薄,差異顯著。

一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型的構(gòu)建方法,rs1h-ki小鼠在組織結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)的明顯差異,在其生理功能上也表現(xiàn)出與病人相似的臨床表征。我們對(duì)rs1h-ki小鼠進(jìn)行了視網(wǎng)膜電圖檢測視網(wǎng)膜電圖是光刺激視網(wǎng)膜時(shí)從角膜或相應(yīng)部位記錄到的視網(wǎng)膜總電反應(yīng),主要反映視網(wǎng)膜第一、二級(jí)神經(jīng)元的功能。正常的野生型小鼠閃光ferg(fash-erg)依次有一個(gè)負(fù)相較小的a波和一個(gè)較大的正相b波(j、m、p)。而rs1h-ki小鼠的ferg明顯異常:在暗適應(yīng)視網(wǎng)膜電圖檢測視桿細(xì)胞反應(yīng)時(shí)(k、o),與wt相比,b波明顯減?。╪=12,p<0.0001),a波變化不明顯,無差異(n=12,p>0.5);在暗適應(yīng)混合反應(yīng)(n)時(shí),與wt相比,a波(l)和b波(o)明顯減小,差異顯著(n=12,p<0.0001);在檢查視錐細(xì)胞閃爍反應(yīng)時(shí)(q),與wt相比,a波(n=12,p<0.001)幾乎消失,b波明顯減?。╪=12,p<0.01)。統(tǒng)計(jì)分析a/b比率發(fā)現(xiàn)(r),暗適應(yīng)的視桿細(xì)胞在野生型小鼠和rs1h-ki小鼠之間變化較大,差異顯著;而視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞的復(fù)合反應(yīng)的a/b卻沒有變化;但視錐細(xì)胞的差異卻是明顯的(n=12,p<0.05)??傊?i>rs1h-ki小鼠視網(wǎng)膜電圖檢測表明,rs1h-ki小鼠視網(wǎng)膜視覺功能受損,即是視網(wǎng)膜第一、二級(jí)神經(jīng)元的功能異常。最重要的是rs1h-ki小鼠視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)rs1h-ki小鼠視網(wǎng)膜的外叢狀層出現(xiàn)明顯的劈裂腔,這正是感光細(xì)胞細(xì)胞與視網(wǎng)膜雙極細(xì)胞之間的突觸鏈接變化異常,這可能是rs1h-ki小鼠視網(wǎng)膜b波異常的重要原因。其次,rs1h-ki小鼠在結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為感光細(xì)胞層變薄,但a波在暗適應(yīng)下無變化,說明rs1h-ki小鼠視網(wǎng)膜光感細(xì)胞中視桿細(xì)胞的視覺功能影響不大。雖然在視錐細(xì)胞表現(xiàn)出b波減小,但小鼠中視錐細(xì)胞數(shù)量較少,故對(duì)小鼠視錐細(xì)胞的視覺功能影響不明顯。因此,視覺功能和視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)檢測都可以說明rs1h-ki小鼠視網(wǎng)膜視網(wǎng)膜中主要是由于感光細(xì)胞與雙極細(xì)胞之間的突觸鏈接受損致使rs1h-ki小鼠視覺功能異常,這正是rs1h-ki小鼠發(fā)生在視網(wǎng)膜外叢狀層的劈裂所造成的,這與臨床病人表征相同,說明我們構(gòu)建得到了人源性的rs1h-ki小鼠疾病模型。

雖然本發(fā)明已通過參考優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了描述,但是,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解,可以不限于上述實(shí)施例的描述,在權(quán)利要求書的范圍內(nèi),可作出形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。

序列表

<110>溫州醫(yī)科大學(xué)

<120>一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型及其構(gòu)建方法

<160>2

<210>1

<211>5855bp

<212>rna

<213>musmusculus

<400>1

aacaatacctccccagactgcttgttgaggcaggggactatgtggcttaattggatgggg60

gctgagtgaaagacctaagaactaaatgaaataagatgcttaagttaatcgcctgctcct120

atgccagctctccacttcacttagatcttgctgtgaccaaggacaaggagaaaatgccac180

acaagattgaaggcttcttcttgttacttctctttggctatgaagccacattgggattgt240

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gctccaacccagagcagtatgtgggctggtattcctcatggacagcaaacaaggcccgac480

tcaacagtcaaggttttgggtgtgcttggctttccaagtatcaggacagcagccagtggt540

tacagatagatttgaaggagatcaaggtgatttcggggatcctgacccaaggacgctgtg600

acatagacgagtgggtgaccaagtacagtgtgcagtataggactgatgagcgcctgaact660

ggatctactataaggatcagaccggaaacaatcgggtcttctatggaaactcagaccgga720

gttctacagttcagaacttactcaggccccccatcatttcccgcttcatccgactgatcc780

ctctaggctggcatgtccgaattgccatccggatggagctgcttgagtgtgccagcaagt840

gtgcctgatgtctatttcagctcagttctgtcacttgcagggagagctttggggggaggg900

caccctgaaataccactgggatgaatggggctatatcttataagcactttacaatgtaga960

tctgggtagagaatatttcactttttaaaagatagtttcaaatttcaaagggagagagag1020

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aagctaggtatggacaggtatggtggaacatgccattagtcttagtatttggaagacaga1920

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序列表

<110>溫州醫(yī)科大學(xué)

<120>一種人源性視網(wǎng)膜劈裂癥轉(zhuǎn)基因小鼠模型及其構(gòu)建方法

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