Kap147/Kpn杂合启动子在组织特异性基因打靶和RNA干扰中的应用

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基因打靶和RNA干扰是基因功能研究中的两种重要手段,为了在特定的组织和特定的发育时期内精确研究基因功能,通常将组织特异性或诱导性启动子与靶基因相融合,在特定的组织细胞中引导基因的敲除或沉默。肾脏雄激素调控蛋白(KAP)基因是一种在肾小管上皮细胞中特异性表达的基因,其表达受到雄激素、雌激素和垂体激素等多种激素的调控。本实验室通过截短体分析获得了 147 bp的最小启动子片段Kap147,并在人血管紧张素(hAGT)基因中鉴定了一个1.4kb的增强子片段(hAGT-Kpn),体外细胞转染实验证明Kap147/Kpn杂合启动子在不改变细胞特异性的前提下具有比Kap147启动子更强的转录活性和更敏感的雄激素调控性。在此基础上,本论文将Kap147/Kpn杂合启动子与Cre重组酶基因相融合构建转基因小鼠,在活体水平上研究Kap147/Kpn杂合启动子的表达特性。通过转基因鼠的繁殖鉴定,成功培育了 Cre-FO-1、Cre-F0-2和Cre-F0-3三个独立的转基因小鼠系;经RT-PCR、荧光定量PCR及免疫组化分析证实在Cre-F0-2小鼠睾丸组织中特异性地存在Cre基因的表达,在其他转基因小鼠系及其他组织中均未发现表达;免疫组化实验证明Kap147/Kpn杂合启动子将Cre基因的表达特异性地定位于睾丸靠近附睾组织处的生精小管中;通过与RFP/EGFP荧光报告鼠杂交证明Kap147/Kpn杂合启动子引导的Cre重组酶可以有效在小鼠睾丸组织中进行基因重组,是一种可用的睾丸组织特异性基因打靶工具鼠。荧光定量PCR分析了 Cre基因在不同年龄小鼠睾丸中的表达变化。结果表明,Cre基因的表达随年龄的变化呈现出成年鼠表达量高,幼年和老年鼠表达量低的现象,暗示Cre基因的表达可能受到性激素的调控;比较Cre基因和内源性Kap基因在不同小鼠间的表达情况,证实Cre基因与内源性Kap基因的表达存在一定的相似性;直接对小鼠注射雄激素使Cre基因的表达上升约1.5-2倍,而注射雄激素抑制剂则使Cre基因的表达降低30%-70%,进一步证实Kap147/Kpn杂合启动子在小鼠体内仍然受到雄激素的调控。成功构建了Kap147/Kpn杂合启动子引导绿色荧光蛋白shRNA干扰序列表达的重组质粒,细胞实验初步探索了Kap147/Kpn杂合启动子在RNA干扰中的效果。荧光观察和RT-qPCR检测证实Kap147/Kpn启动子引导的干扰序列特异性地在LLC-MK2细胞中使egfp基因的表达降低约40%,而在其他细胞中无明显干扰效果,表明Kap147/Kpn杂合启动子在细胞特异性地引导RNA干扰方面有一定的应用潜力。
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