肌腱细胞特异性Cre重组酶转基因小鼠的研制与鉴定

来源 :中国人民解放军军事医学科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lfq198410
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
肌腱是人体重要的结缔组织,起到连接骨骼和肌肉并传递力的作用。肌腱组织的主要组成是胞外基质中的胶原纤维和镶嵌在胶原纤维内的肌腱细胞。肌腱细胞的功能是分泌各种胞外基质成分,形成具有刚性的肌腱胶原纤维。肌腱疾病发病率高而且很难治愈,治疗后的肌腱往往不能恢复原有功能,其病因与年龄和职业相关。目前肌腱发育与疾病相关的分子机制报道很少,缺乏肌腱细胞特异性Cre重组酶转基因工具小鼠是导致肌腱细胞遗传调控机制相关领域研究滞后的原因之一。转化生长因子-β(transforming growth factor-β, TGF–β)是转化生长因子β超家族的成员,包括TGF–β1、TGF–β2和TGF–β3。TGF-βs通过细胞膜上的I和II型丝氨酸/苏氨酸激酶受体(Transforming growth factor-βtype I receptor,TGF-βRI;Transforming growth factor-βtype II receptor,TGF-βRII)活化细胞内信号转导分子Smads而形式广泛的功能。Smad4是TGF–βs信号转导过程中的枢纽性分子,它与受体依赖的Smads结合调节下游靶基因的表达。大量的体外实验证明TGF–βs在肌腱组织胞外基质的分泌和肌腱粘连中发挥重要作用,但至今缺乏体内证据。为了利用Cre/LoxP系统研究相关基因在肌腱中的功能,我们使用I型胶原α1基因3.6 kb启动子驱动Cre重组酶,研制了肌腱和成骨细胞特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠(Col1α1-Cre)。通过显微注射的方法将6.9 kb的转基因片段Col1α1-Cre引入小鼠受精卵,获得子代小鼠16只,经基因型鉴定有2只小鼠在基因组上整合有Col1α1-Cre基因,整合率为12.5%。为了验证Cre重组酶在转基因小鼠中表达的组织分布及其在体内介导重组的功能,将Col1α1-Cre转基因小鼠分别与Smad4条件基因打靶小鼠和ROSA26转基因小鼠交配。Col1α1-Cre;Smad4Co/+小鼠的多组织基因组DNA的PCR结果显示Cre重组酶在肌腱、长骨和顶骨中能介导LoxP间的基因重组。对Col1α1-Cre;ROSA26双转基因小鼠胚胎进行LacZ染色的结果显示,Cre重组酶在肌腱、长骨成骨细胞和顶骨成骨细胞特异性表达而在生长板软骨细胞与脑等其它组织中不表达。进一步对Cre重组酶表达时间的检测发现在Col1α1-Cre转基因小鼠中,Cre重组酶从胚胎期14.5天开始在成骨细胞中表达,从胚胎期15.5天开始在肌腱中表达。在以往的研究中使用了Prx1-Cre在肌腱中剔除目的基因。Prx1-Cre是从胚胎期9.5天开始在肢芽中特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠,Cre重组酶在肌腱细胞、上皮细胞、软骨细胞等四肢所有细胞类型中均有表达。相对于整个四肢均表达Cre重组酶的Prx1-Cre转基因小鼠,我们构建的Col1α1-Cre转基因小鼠只在肌腱和成骨细胞中表达Cre重组酶,可以作为研制肌腱细胞特异性基因敲除小鼠的理想工具小鼠。我们利用Col1a1-Cre转基因小鼠研制了肌腱细胞特异性TGF-βRII基因敲除小鼠。肌腱细胞特异性TGF-βRII基因缺失导致突变小鼠出生后全身瘫痪很难行动。在正常肌腱组织中肌腱细胞是沿着胶原纤维有序排列的,通过组织切片可以清晰地看到极性排列的细长成纤维细胞。相对于对照小鼠,TGF-βRII基因敲除小鼠肌腱细胞呈多种形态且不极性排列。Real-time PCR结果显示肌腱胞外基质主要成分I型胶原和III型胶原的mRNA水平显著下降,同时肌腱重要的标记分子碱性螺旋-环-螺旋转录因子(Scleriex)和腱调蛋白(Tenomodulin)的mRNA含量在突变小鼠中也明显下降。透射电镜的结果证明突变小鼠胶原纤维直径要小于对照小鼠,提示敲除小鼠肌腱发育和胞外基质分泌异常。肌腱细胞特异性Smad4基因敲除会导致胶原束直径变小而且分布异常,反映了敲除小鼠肌腱刚度下降和发育异常。以上实验提示TGF-β信号通路在肌腱细胞胞外基质的分泌中可能起重要作用。综上所述,本研究研制的Col1a1-Cre转基因小鼠在肌腱细胞中特异性表达Cre重组酶,为研究肌腱细胞的分化和稳态维持的遗传机理提供了宝贵的新的工具小鼠。
其他文献
2015年6月12-13日,内蒙古自治区第二届课堂教学改革区域协作体研讨会在包头市土默特右旗举办,参会人数达300余人。本次活动由《内蒙古教育》杂志主办,包头市土默特右旗教育局
血管介入手术是目前治疗心脑血管疾病最有效的方式,但血管介入手术操作风险大、操作技巧要求较高和医生培训周期较长成为目前制约其发展的主要原因。利用机器人技术辅助医生
为了深入分析高浓瓦斯井巷运移规律及其致灾特征,建立了灾害气体一维运移扩散模型,并设计了相似模拟实验验证模型的可靠性,分析灾害气体运移规律,结合开采实际参数,计算了瓦
<正>硅酸盐熔体电导率测量可以为定量解释大地电磁测深资料、制约地壳和地幔部分熔融区域的物理化学状态提供实验依据,也有助于对熔体微观结构的认识。二氧化碳(CO2)和水是熔体
会议
<正> 简易变电站,就是在满足电力系统安全运行和继电保护要求的条件下,在高压侧进线与变压器之间不装设断路器的简易接线的变电站。自从20世纪30年代美国和加拿大率先建设简
艾默生网络能源有限公司先后在南昌、烟台、青岛、沈阳4个城市举办了关于当前国际机房整体解决方案的用户史流研讨会。艾默生拥有完整的端到端一体化解决方案.产品线涉厦UPS、
根据亚洲15个经济体目前的人均GDP,将被研究对象分成日本和"亚洲四小",马来西亚、泰国和中国,以及其他经济体三个组别,并归类了不同经济体的相似发展阶段,确立样本区间。在此
<正> 锅炉上煤系统(见图1),一般由下料、破碎、输送及提升等多台设备构成。每台设备在起动、停止的过程中,既有一定的顺序关系,又有一定的时间要求,见图
牛磺熊去氧胆酸(Tauroursodeoxycholic acid,TUDCA)是熊胆粉的主要及特有活性成分。基于重大新药创制项目“体外培育熊胆粉关键技术及临床前研究”2014ZX09301306-007的科研