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诱导多能干细胞(Induced Pluripotent stem Cell,iPSC)具有分化成多种类型细胞的潜能。其中iPSC在体外诱导分化成生殖细胞对于畜禽保种育种、转基因动物以及发育生物学研究具有重要的意义。Dazl是调控生殖细胞发育与分化的关键因子,是生殖细胞鉴定的主要标志物。由于Dazl在iPSC不表达,因此可以作为报告基因追踪iPSC诱导分化为生殖细胞的过程。本研究利用 CRISPR/Cas9(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)技术介导的同源末端连接(Homology-Mediated End Joining,HMEJ)将红色荧光蛋白基因mCherry定点敲入鸡内源Dazl基因第10个内含子处,通过Dazl启动子驱动mCherry表达,从而精确追踪内源Dazl在iPSC分化为原始生殖细胞(Primordial germ cell,PGC)的过程中的表达情况。具体研究结果如下:(1)DAZL在鸡PGC和iPSC细胞中的表达鉴定。我们首先克隆鸡Dazl基因,制备DAZL多克隆抗体。纯化的抗体对鸡PGC进行Western blot,结果显示DAZL抗体能识别PGC中的特异性条带,相对分子量为33KDa,与预测分子量一致,说明DAZL抗体特异性高。q-PCR和免疫荧光染色结果显示DAZL在iPSC中不表达,在PGC中高表达,说明Dazl能作为报告基因追踪生殖细胞的特异性。(2)Dazl荧光报告载体的构建和定点敲入验证。首先针对Dazl基因设计和构建hpl80-sgRNA-spCas9表达载体和打靶供体质粒pDazl-HMEJ donor。然后将hpl80-sgRNA-spCas9转染DF-1细胞,验证CRISPR/Cas9系统的切割Dazl基因的效率。T7E1酶切鉴定证明hp180-sgRNA-spCas9质粒有效靶向目的位点实现基因敲除。而后将hpl80-sgRNA-spCas9表达载体和pDazl-HMEJ donor报告载体共转染PGC和iPSC,成功建立Dazl-mCherry+/EGFP+ PGC细胞系和Dazl-mCherry/EGFP+ iPSC细胞系。(3)Dazl荧光报告系统示踪PGC细胞迁移和iPSC细胞分化。本实验将Dazl-mCherry+/EGFP+标记的PGC细胞移植到15HH的鸡胚血液系统,结果显示细胞会随着血脉系统迁移并归巢到性腺,并且在新生鸡的睾丸继续发育。说明Dazl荧光报告系统能追踪生殖细胞的迁移。最后,我们将Dazl-mCherry/EGFP+标记的iPSC制作类配体(Embryoid body,EB),并用EB培养液诱导,3天后形成的EB同时表达mCherry和EGFP。将EB收集检测生殖细胞特异性基因的和多能性相关基因的表达,q-PCR结果显示生殖细胞特异性基因显著上调,多能性相关基因显著下调。说明Dazl荧光报告系统在iPSC体外诱导分化过程中可起指示作用。综上所述,本研究利用CRISPR/Cas9技术建立鸡Dazl荧光报告系统,追踪生殖细胞的迁移和体外分化。通过可视化诱导iPSC获得生殖细胞,将为进一步利用iPSC进行珍稀禽类保种育种、转基因鸡制备以及发育生物学研究的奠定基础。