转染方法对肌肉生长抑制素基因敲除载体转染效率的影响

本研究主要探讨转染方法对不同细胞系的转染效果。实验采用电穿孔和脂质体转染方法，将线性化的绵羊肌肉生长抑制素基因（myostatin）药物正负筛选（PNS）打靶载体pLoxp-1．4K-4．3KDNA导人体外培养的绵羊胎儿和成年绵羊耳部成纤维细胞中，而后采用G418和GANC进行药物抗性细胞克隆筛选和培养。结果发现，脂质体法对myostatin基因敲除载体的转染效果明显优于电击法，但电穿孔法对细胞类型的依赖性较小；采用与载体基因型相同的细胞系，两种转染方法的转染效率均略高于对照成年绵羊成纤维细胞系。     

牛皮肤成纤维细胞的分离培养与人溶菌酶基因的转染研究

摘要：为得到转染人溶菌酶基因的核供体细胞,采用组织块贴壁法分离培养牛耳成纤维细胞,经传代纯化培养,绘制生长曲线,将纯化好的带有人溶菌酶和绿色荧光标记基因的载体用脂质体法转入第4代成纤维细胞。24 h后荧光显微镜下检测到有绿色荧光蛋白表达,经500mg/ml G418筛选2周后,G418减半继续培养2～3代 ,PCR检测到有目的条带,说明目的基因已成功导入,因此本研究中获得的转基因牛耳成纤维细胞可能作为体细胞核移植的供体细胞进行转基因克隆牛研究。     

体细胞因子对牛卵母细胞体外受精的影响

本研究系统探讨了体细胞因子对牛卵母细胞体外受精的影响。在受精液中添加５％或１０％的牛卵泡液（ＢＦＦ）明显降低牛卵母细胞受精后的分裂率（３８．３％和４０．４％比对照８７．５％，Ｐ＜０．００１）和囊胚发育率（１７．４％和８．３％比对照４０．４％，Ｐ＜０．００１）。然而，在受精液中加入５０％的内膜细胞受精条件液明显提高牛卵母细胞受精后的囊胚发育率（４３．１％比３４．８％，Ｐ＜０．０５），虽然该处理对牛卵母细胞受精后的分裂率无明显影响。在体外受精系统中加入颗粒细胞的受精条件液，新鲜的输卵管细胞，输卵管细胞的单层细胞或输卵管细胞的受精条件液对牛卵母细胞的分裂率及囊胚发育率均无明显影响。相反，新鲜输卵管细胞组获得较低的分裂率（８１．７％）和囊胚发育率（３２．２％）。这些结果表明：ＢＦＦ对牛卵母细胞的体外受精具抑制作用，而内膜细胞的条件液则具促进效应。ＢＦＦ的这种受精抑制因子可能来自血清而不是卵泡细胞。     

聚乙二醇细胞融合技术在牛手工体细胞克隆中的应用初探

本研究分3个实验。实验1对比了不同浓度的离子霉素对牛去透明带卵母细胞孤雌激活的效果;实验2比较了手工半卵切割法去核与显微半卵切割法去核的效果;实验3对聚乙二醇（PEG）细胞融合技术在牛手工体细胞克隆的应用进行了初步探讨。结果表明,对于去透明带牛卵母细胞孤雌激活,离子霉素浓度为2．0μmol／L组的激活效果最好,其囊胚发育率（29．4％）极显著地高于浓度为5．0μmol／L的对照组和0．5μmol／L组（囊胚率分别为8．3％和9．4％,P〈0．01）;采用半卵切割法去核,手工切割的半卵存活率（85．6％）与显微操作（90．3％）差异不大,切割速率（约100枚卵／h）相仿。对双半卵与体细胞进行同步融合处理时,应用50％浓度的PEG融合率（39．3％）极显著好于45％、55％和60％的PEG（融合率分别为0％、16．2％和5．3％,P〈0．01）。     

不同因素对牛-兔种间重构卵融合率的影响*

研究了用不同方法处理的核供体细胞(休眠期和非休眠期的体细胞、4℃冷藏1～5 d或12～14 d的体细胞)、融合液中加入细胞松弛素B(cytochalasin B,CB)以及卵供体兔龄等因素对牛-兔种间重构卵融合率的影响.结果发现,以休眠期或非休眠期的体细胞作核供体,其融合率和在融合过程中的死卵率均无显著差异(P＞0.05);将核供体细胞(休眠期或非休眠期的体细胞)在4℃冷藏1～5 d或12～14 d,与新鲜的核供体细胞相比,对重构卵的融合率和在融合过程中的死卵率无显著影响(P＞0.05);在融合液中加入CB后对融合率无明显影响(P＞0.05),但在融合过程中死卵率显著升高(P＜0.05);用青年兔(3～5月龄)的卵母细胞作受体与用经产兔(10～12月龄)的相比,其融合率无显著差异(P＞0.05),但在融合过程中,用青年兔卵母细胞作受体的重组卵的死卵率极显著低于用经产兔卵作受体的重组卵(P＜0.01).     

脂质体法构建广西巴马小型猪转基因体细胞及转基因克隆胚的生产

脂质体法是一种传统的向哺乳动物细胞导入外源基因的方法,然而其转染效率受多种因素影响。本研究将从脂质体和质粒DNA量、转染暴露时间以及混合孵育时间等四方面进行探索,以寻找最佳的转染体系。试验结果表明最佳转染体系为：脂质体1.25μL、DNA 0.7μg、脂质体-DNA混合孵育0 min以及转染暴露6 h。随后我们用优化过的转染体系对新生广西巴马小型猪肾脏成纤维细胞进行转绿色荧光蛋白（green fluorescent protein,GFP）操作,获得了（26.45±2.11）%的转染率,并以此为核供体经体细胞核移植技术成功构建表达GFP的广西巴马小型猪克隆胚胎,同时证实转基因克隆胚的体外发育能力比得上非转基因克隆胚。这为我们构建用于人类疾病研究的基因修饰广西巴马小型猪奠定了基础。     

荷斯坦牛BoLA-DRB3基因外显子2多态性及其与体细胞评分关系的研究*

采用PCR-RFLP技术用限制性内切酶BstYⅠ对河北省489头荷斯坦母牛和40头荷斯坦公牛BoLA-DRB3基因外显子2的284 bp扩增产物进行多态性分析。荷斯坦母牛经BstYⅠ酶切产生3种基因型AA、AB和BB,其频率分别为0.078、0.380和0.542;荷斯坦公牛经BstYⅠ酶切产生2种基因型AB和BB,其频率分别为0.250和0.750;荷斯坦母牛和公牛在该酶切位点均处于Hardy-Weinberg平衡状态（母牛：χ2=0.45,P=0.799>0.05;公牛：χ2=0.82,P=0.665>0.05）;用最小二乘法分析BoLA-DRB3基因外显子2与荷斯坦母牛体细胞评分(somatic cell score,SCS)的关系,结果表明AA基因型SCS最小二乘均值极显著低于AB基因型所对应的值（P=0.0098<0.01）,极显著低于BB基因型所对应的值（P=0.00009<0.0001）;AB基因型SCS最小二乘均值极显著低于BB基因型所对应的值（P=0.0096<0.01）;对乳房炎抗性而言,AA是最有利基因型,BB是最不利基因型。本研究结果可为奶牛乳房炎抗性标记辅助选择提供科学依据。     

核转染技术转染水牛细胞的初步研究

本研究旨在获得一种高效转染水牛细胞的方法。本研究首先以水牛胎儿成纤维细胞（BFF）为研究对象,建立、优化核转染法;随后,比较核转染法、脂质体法、电穿孔法转染BFF的效率;最后选用较优的方法,探讨转染水牛原代骨髓间充质干细胞和类胚胎干细胞的可行性。结果发现随电压的增加,核转染BFF的效率升高;核转染电压为225V,脉冲时间为10ms时,细胞EGFP阳性率为（83.1±1.4）%,转染效率显著高于脂质体法（（11.7±1.2）%）和电穿孔法（（35.5±2.0）%）。运用优化的核转染条件可以成功将外源基因导入水牛原代骨髓间充质干细胞和类胚胎干细胞,且不影响其细胞生物学特性。本研究为以多能干细胞介导的水牛转基因克隆胚胎的生产奠定了基础。     

荷斯坦牛白细胞抗原基因-DRB3(BoLA-DRB3)外显子2多态性及其与体细胞评分的关系

采用PCR-RFLP技术,用限制性内切酶BstY I对河北省489头荷斯坦母牛和40头荷斯坦公牛白细胞抗原-DRB3基因(BoLA-DRB3)外显子2的284 bp扩增产物进行多态性分析.荷斯坦母牛经BsfY Ⅰ酶切产生3种基因型AA、AB和BB,其频率分别为0.078、0.380和0.542;荷斯坦公牛经BsfY Ⅰ酶切产生2种基因型AB和BB,其频率分别为0.250和0.750;荷斯坦母牛和公牛在该酶切位点均处于Hardy-Weinberg平衡状态(母牛:,P=0.799>0.05;公牛:,P=0.665>0.05);用最小二乘法分析BoLA-DRB3基因外显子2的多态性与荷斯坦母牛体细胞评分(somatic cell score,SCS)的关系,结果表明AA基因型SCS最小二乘均值极显著低于AB基因型所对应的值(P=0.0098<0.01),极显著低于BB基因型所对应的值(P=0.00009<0.0001);AB基因型SCS最小二乘均值极显著低于BB基因型所对应的值(P=0.0096<0.01);对乳房炎抗性,AA是最有利基因型,BB是最不利基因型.研究结果表明BoLA-DRB3基因外显子2的多态性是提高奶牛乳房炎抗性的一个潜在的DNA标记.     

去透明带体细胞核移植的牛囊胚质量检测

对来自6批次147枚采用去透明带-双半卵融合法(简称去透明带法)克隆的牛体细胞囊胚进行质量分级,然后除了20枚优质胚胎用来移植外,其余的127枚克隆囊胚均采用低渗分离细胞核法进行细胞计数。结果表明:127枚采用去透明带法克隆的7 d囊胚细胞数平均为129.8个,其中优质大囊胚细胞数平均为218.9±45.0个(117~281),中等大小的优质囊胚细胞数为134.9±43.7个(85~233),不同体积大小的囊胚细胞数差异极显著(P<0.01)。结果表明,从优质囊胚比例以及其细胞数来衡量,采用去透明带克隆方法可以获得质量较高的牛囊胚。     

慢病毒载体体外转染鸡胚原始生殖细胞

提取第28期伊萨鸡(Gallus domesticus)生殖嵴原始生殖细胞(PGCs),将其与性腺基质细胞共培养,并对PGCs进行PAS(过碘酸希夫试剂)和AKP(碱性磷酸酶)染色鉴定。构建pL-CMV-eGFP慢病毒表达载体,与辅助质粒共转染293FT细胞生产病毒颗粒。将慢病毒浓缩后转染鸡胚PGCs,转染率高达24.19%。     

小鼠卵丘细胞对牛卵母细胞体外成熟和孤雌发育的影响

本实验通过牛生发泡(GV)期无卵丘细胞卵母细胞-裸卵(denuded oocytes,DOs)与小鼠卵丘细胞(mouse cumulus cells,mCCs)共培养,研究异种mCCs对牛DOs体外成熟和孤雌激活后发育的影响,进而探讨卵丘细胞对卵母细胞的作用机制,为牛卵母细胞体外成熟效率提高提供实验依据.牛卵母细胞分为COCs(cumulus-oocytes complexes)组、DOs+bCCs(bovine cumulus cells,bCCs)组、DOs+mCCs组和DOs组4个组合,体外成熟22～24h后,检测各组卵母细胞第一极体排出率、MⅡ期卯母细胞中谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量利孤雌激活后的发育能力,以及卵母细胞内骨形态发生蛋白15( BMP15和生长分化因子9(GDF9)mRNA相对表达水平.结果表明:(1) DOs+mCCs组和DOs+bCCs组卵母细胞核成熟率[(68.48±5.71)％,(71.00±4.27)％]显著低于COCs组(84.70±3.41)％(P＜0.05),但均显著高丁DOs组(54.26±5.03)％(P＜0.05); (2) DOs+mCCs组MⅡ卵母细胞GSH含量和孤雌激活囊胚率[(2.48±0.24) pmol/oocyte,(44.19±4.03)％]与DOs+bCCs组[(2.49±0.18)pmol/oocyte,(48.57±5.20)％]和DOs组[(2.40±0.17)pmol/oocyte,(43.47±7.34)％]之间没有差异,但分别显著低于COCs组[(9.67 ±0.18)pmol/oocyte,(59.93±6.13)％](P＜0.05),各组孤雌激活卵裂率之间没有显著差异[(98.85±4.32)％,(92.11±2.00)％,(95.40±4.11)％,(93.18±3.19)％](P＞0.05);(3)DOs+mCCs组、DOs+bCCs组和COCs组卵母细胞中BMP15和GDF9 mRNA相对表达水平均显著性高于DOs组(P＜0.05),其中,DOs+mCCs组和COCs组GDF9 mRNA相对表达水平显著高于DOs+bCCs组(P＜0.05).实验结果表明,mCCs能提高牛DOs的核成熟率及BMP15和GDF9 mRNA相对表达水平,但对牛DOs的细胞质成熟和MⅡ卵母细胞孤雌激活胚胎囊胚发育没有促进作用,说明卵丘细胞通过一些旁分泌因子促进卵母细胞核成熟,且这些因子的作用可能没有种属特异性.     

不同因素对葡萄次生胚诱导的影响

本实验以欧洲葡萄霞多丽 (Vitis Vinifera (L.) Chardonnay)体胚细胞为研究材料,经过成功诱导初生胚后,摸索了不同因素对初生胚诱导产生次生胚的诱导率的影响。实验结果表明在初生胚培养基中添加终浓度为1µM的6-BA,能够达到85.61％的次生胚诱导率;含高浓度蔗糖的培养基有利于次生胚的保存和重复胚的诱导。而活性炭的加入虽然增加次生胚的诱导率,但同时降低了胚的活力。本实验还成功完成了初生胚的脱分化过程。这些实验为进一步的葡萄遗传转化技术奠定了基础。     

反义RNA干扰MSTN对牛肌肉卫星细胞脂肪生成相关基因的影响

肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)属于转化生长因子β(transforming growth factor β,TGF-β)超家族成员,在骨骼肌中高表达;敲除MSTN后,肌肉质量增加、脂肪含量变少,但抑制MSTN表达后,如何影响脂肪沉积,尚未研究清楚.为了探究抑制MSTN表达后对脂肪相关基因表达的影响,本研究利用反义RNA技术,成功构建了双向表达载体pMSTN-CMV-CAG-antiMSTN,并通过Western blot筛选出抑制效果最佳的MSTN的反义载体.利用最佳反义MSTN载体在牛(Bos taurus)肌肉卫星细胞中有效干扰MSTN表达后,检测了脂肪合成相关基因(脂肪酸合酶(fatty acid synthase,FASN),乙酰CoA羧化酶(acetyl-CoA carboxylase,ACC)和硬脂酰辅酶A去饱和酶1(stearoyl-CoA desaturase-1,SCD-1))、脂肪酸氧化分解相关基因(肉毒碱棕榈酰转移酶ⅠB(carnitine palmitoyltransferase 1b,CPT-ⅠB),乙酰辅酶A氧化酶(acyl-CoAoxidase,ACOX1)和烯酰辅酶A水合酶(enoyl-CoA hydratase 1,ECHDC1))以及脂肪转运蛋白(fatty acidtransport proteins,FATP)表达的变化.结果显示,在MSTN基因被干扰后,肌肉卫星细胞中脂肪酸合成相关基因表达量上调,脂肪氧化分解相关基因中ACOX1和CPT-1B表达量上调,而ECHDC1基因表达量下调,另外,FATP表达基本没有变化.MSTN功能缺失后,脂肪合成和脂肪氧化分解过程都得到了加强,所以MSTN敲除所导致的脂肪减少并不是由于抑制了脂肪合成,而是由于脂肪分解加强,为肌肉提供更多的能量.MSTN下调后,CPT-1B的表达上调最为显著,而CPT-1B是脂肪酸β氧化的关键基因,所以研究结果提示MSTN对于脂肪的影响主要是通过影响β氧化过程实现的.研究结果为MSTN下调所导致的脂肪含量下降提供了理论依据,为MSTN作用于脂肪沉积的机制做出了初步探讨.     

牛肌肉卫星细胞向胰岛素分泌细胞的诱导转分化研究

肌肉卫星细胞是源自中胚层的肌源干细胞,具有增殖分化融合成肌管并形成肌细胞的能力.在体内条件下,肌肉卫星细胞不可能跨胚层分化为内胚层来源的胰腺细胞.本研究从牛(Bos taurus)胎儿肌肉中分离培养得到肌肉卫星细胞,并在体外条件下将其诱导成胰岛素分泌细胞.在诱导过程中,分析了与胰腺发育相关的胰十二指肠同源基因盒1基因(pancreatic and duodenal homeobox 1,PDX1)、神经原素3基因(neurogenin 3,NGN3)、淀粉酶基因(Amylase)和胰岛素基因(Insulin,INS)的动态表达情况.结果表明,PDX1作为决定胰腺分化发育和胰岛功能的主要调节基因,在诱导分化的第2天能够检测到其mRNA的表达,在第3天表达量达到了最大,第4天以后维持在较低水平.NGN3是内分泌细胞形成非常重要的转录因子,是能够将胰岛素分泌到胞外的关键基因,其mRNA在分化诱导的第3天开始表达,第4天达到最高水平,之后逐渐下降.Amylase是胰腺发育中细胞外分泌相关的基因,Amylase mRNA在第6天才开始表达,8d后达到最高.INS mRNA表达量在11～12 d最高,酶联免疫吸附分析(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)发现,诱导形成的胰腺细胞能够正常分泌胰岛素,培养液中胰岛素的浓度在诱导的11～12 d达到最高值.向培养液中添加葡萄糖后,可使细胞的胰岛素分泌量显著提高,说明诱导得到的细胞类似于成体胰岛的功能,其胰岛素分泌受外界葡萄糖浓度的调节.上述结果表明,肌肉卫星细胞可以被诱导转分化为胰岛素分泌细胞,并对培养环境中的葡萄糖刺激做出应答反应.本研究结果为进一步的研究和临床应用提供基础资料.     

梅岭土鸡原始生殖细胞的生物学特性

作为精原细胞和卵原细胞的祖细胞,由于其全能性的特点可作为体外胚胎发育研究的良好模型,而禽类独特的生理和发育特点使得其原始生殖细胞(PGCs)在转基因研究中有着巨大价值。本研究通过对孵化5.5d的梅岭土鸡(Gallus domesticus)胚生殖腺中分离得到的PGCs,接种于24孔培养板在温度37℃、95%空气和5%CO2的培养箱中进行体外培养;借助组织化学及免疫组织化学染色对PAS(高碘酸希夫氏染色)、AKP(碱性磷酸酶染色)、SSEA-1(胚胎阶段特异性表面抗原-1)以及TERT(端粒酶反转录酶)进行了鉴定;采用荧光定量PCR技术对PGCs阶段特异性表达基因Cvh(鸡Vasa基因同系物)、Cdh(鸡死端同系物)、Dazl(类无精症缺失)和干细胞多能性相关基因PouⅤ(POU结构域Ⅴ类转录因子1)、Nanog(nanog同源异型盒)、Sox-2(性别决定区Y盒2)基因表达进行了分析;利用脂质体介导法,将绿色荧光蛋白(pEGFP-N3)基因导入鸡PGCs细胞,结果表明,PGCs集落有典型的鸟巢状结构,且PAS、AKP、SSEA-1以及TERT染色阳性;PGCs阶段特异性表达基因Cvh、Cdh、Dazl和干细胞多能性相关基因PouV、Nanog和Sox-2在鸡PGCs中均远远高于在鸡成纤维细胞(CEF)中的表达;转染24h后,绿色荧光蛋白均匀的充满细胞质和细胞核,转染效率最高为16%,研究结果为禽类PGCs分化过程中基因调控及基因标记、转基因动物克隆等技术提供了良好基础。     

Gln减轻LPS诱导奶牛睾丸支持细胞炎症损伤的作用

谷氨酰胺(glutamine,Gln)可以调节多种抗炎因子的表达,但是其能否减轻脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的炎症损伤不得而知.本研究将传至第3代的奶牛(Bos taurus)睾丸支持细胞(sustentacular cell,SCs)分别与Gln (0.5,1,2,4和8mmol/L)共培养12h,更换培养液培养4h后用试剂盒检测各组细胞存活率,当Gln浓度为2 mmol/L时细胞存活率为90.81％.将培养的睾丸支持细胞随机分为4个组:对照(空白)组、LPS (0.1 μg/mL LPS共培养12 h)组、Gln(2 mmol/L的Gln共培养12 h)组和LPS+Gln(2 mmol/L的Gln共培养12h后用0.1 μg/mL LPS处理4 h)组,用qRT-PCR和Western blot分别检测热体克蛋白72 (heat shock protein 72,HSP72),白介素-1受体相关激酶-M (interkeukin receptor-associatedkinase-M,IRAK-M),Toll作用蛋白(toll-interacting protein,Tollip)和锌指蛋白(zinc finger protein,A20)的表达,用酶联免疫吸附实验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)法检测白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β),白介素-6(IL-6),白介素-8(IL-8),白介素-10(IL-10),白介素-13(IL-13)和白介素-17(IL-17)的表达.结果显示,Gln能诱导SCs HSP72、IRAK-M、Tollip和A20的表达,且HSP72mRNA和其蛋白的时效表达量分别在2和4h最高.与空白对照组相比,LPS组细胞的HSP72、IRAK-M、Tollip和A20均显著升高(P＜0.05),与LPS组相比,LPS+Gln组细胞的上述指标均显著降低(P＜0.05).同样,与空白组相比,LPS组细胞IL-1β、IL-6、IL-8、IL-10、IL-13和IL-17的表达量均显著升高(P＜0.05),与LPS组相比LPS+Gln组细胞的上述相应指标的表达量均显著降低(P＜0.05);上述结果说明,LPS能够诱导炎性因子、HSP72、IRAK-M、Tollip和A20炎症负反馈调节因子的表达.而Gln能够抑制LPS诱导的炎性因子、促进抑炎因子的表达,从而减少炎性损伤.研究结果为进一步筛选抗睾丸炎症的分子药物提供新的理论依据.