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《精原干細胞體外基因轉(zhuǎn)染及其移植的初步研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、陳芳:精原干細胞體外基因轉(zhuǎn)染及其移植的初步研究I精原干細胞體外基因轉(zhuǎn)染及其移植的初步研究摘要背景和目的:精原干細胞(spermatogonialstemcells,SSCs)具有自我更新的能力,是雄性動物體內(nèi)唯一能將遺傳信息傳遞給后代的干細胞。因此,SSCs將會為干細胞生物學、雄性不育治療、瀕危動物保護、轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)家畜培育等研究提供一種新的強有力工具。自1994年Brinster首次建立SSCs移植技術(shù)以來,運用這一技術(shù),亦有轉(zhuǎn)基因動物的問世。SSCs移植技術(shù)在羊、牛、豬、雞等動物上取得了較大的進展。然而,由于犬生殖生理及雌性配子結(jié)構(gòu)的特殊性,以傳統(tǒng)
2、的原核顯微注射法,人類至今未能獲得轉(zhuǎn)基因犬;同時,也未見有通過SSCs分離、體外基因轉(zhuǎn)染及移植的方法來制備轉(zhuǎn)基因犬的相關(guān)報道。本研究以小鼠為模型,開展SSCs分離、培養(yǎng)、轉(zhuǎn)染及移植的研究,在此基礎(chǔ)上,對犬SSCs的分離、培養(yǎng)、轉(zhuǎn)染、移植及無精子癥犬模型構(gòu)建做了探索性的研究,為利用轉(zhuǎn)基因SSCs移植法制備轉(zhuǎn)基因犬奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。研究內(nèi)容與方法:①實驗動物:用作SSCs分離的動物,分別選擇7.8日齡的ICR公鼠,4-4.5月齡的公犬。②SSCs的分離:采用0.29/L膠原酶.0.25%胰蛋白酶的復(fù)合酶消化法制備單細胞懸液。③SSCs的純化和培養(yǎng):以差速貼壁法純化
3、SSCs,將純化后的SSCs接種培養(yǎng)于支持細胞飼養(yǎng)層上,并DMEM+IO%胎牛血清+l%谷氨酰胺+1%非必需氨基酸+1%雙抗+1%丙酮酸鈉為基礎(chǔ)培養(yǎng)液培養(yǎng)。@SSCs的體外基因轉(zhuǎn)染:以綠色熒光蛋白(EGFP)基因作為外源基因,采用陽離子聚合物法(含血清體系和無血清體系)和磷酸鈣法轉(zhuǎn)染SSCs,比較轉(zhuǎn)染后EGFP的表達情況。⑤無精子癥動物模型的構(gòu)建:小鼠采用腹腔注射不同濃度白消安(20mg/kg、40mg/kg、60mg/kg)的方法篩選消除內(nèi)源性SSCs的合適濃度;犬采用肌肉注射不同濃度白消安(8mg/kg、12mg/kg、15mg/kg)的方法篩選消除內(nèi)源性SS
4、Cs的合適濃度。⑥轉(zhuǎn)EGFP基因SSCs的移植:將轉(zhuǎn)染EGFP基因的SSCs移植到白消安消除其內(nèi)源性生精上皮的受體小鼠/犬睪丸內(nèi),并于移植后不同時間段分別切取受體鼠和犬的睪丸,制作冰凍切片,在熒光顯微鏡下觀察表達情況。并對受體睪丸基因組DNA進行PCR擴增檢測。揚州大學碩士學位論文II結(jié)果:QSSCs的分離、純化和培養(yǎng):7.8日齡是用于小鼠SSCs分離的最佳年齡段,4—4.5月齡是用于犬SSCs分離研究的最佳年齡段;采用0.29/L膠原酶.0.25%胰蛋白酶復(fù)合酶消化法消化生精上皮,小鼠和犬SSCs活率分別達至1J97.73%和95.81%;所獲得的SSCs經(jīng)差速
5、貼壁法純化后純化率為60.78%(小鼠)和50.86%(犬);將純化后的SSCs培養(yǎng)于支持細胞飼養(yǎng)層上,SSCs貼壁時間為培養(yǎng)8h-12h,SSCs呈扁平圓形或卵圓形,大小均一,單個散在或多個成團、鏈狀存在。②SSCs的體外基因轉(zhuǎn)染:磷酸鈣法、陽離子聚合物法(含血清體系)和陽離子聚合物法(無血清體系)均可將外源EGFP基因?qū)隨SCs中,并能表達綠色熒光蛋白。磷酸鈣法對小鼠和犬SSCs的轉(zhuǎn)染率分別為8.12%和7.96%;陽離子聚合物法(含血清體系)對小鼠和犬SSCs的轉(zhuǎn)染率分別為22.14%和23.69%;陽離子聚合物法(無血清體系)對小鼠和犬SSCs的轉(zhuǎn)染率分
6、別為21.58%和24.01%。③白消安對內(nèi)源性SSCs的消除:根據(jù)動物的健康存活狀態(tài)及睪丸組織學結(jié)構(gòu)變化等,確定40mg/kg的注射劑量是消除小鼠內(nèi)源性SSCs的有效劑量;12mg/kg的注射劑量是消除犬內(nèi)源性生精細胞的有效劑量:④轉(zhuǎn)EGFP基因SSCs的移植結(jié)果:小鼠于移植后1w、2w和3w的睪丸冰凍切片上觀察到熒光,受體睪丸基因組DNA經(jīng)PCR擴增后,擴增出]"620bp的特異性條帶;犬于移植后在冰凍切片上未見熒光,受體睪丸基因組DNA經(jīng)PCR擴增后,未觀察到特異性條帶。結(jié)論:本實驗成功有效地分離培養(yǎng)了小鼠和犬的精原干細胞,在體外成功地將外源EGFP基因轉(zhuǎn)染
7、Nd,鼠和犬的SSCsl為,并將轉(zhuǎn)基因SSCs移植到無精子癥動物模型的睪丸內(nèi),在移植后1w、2w和3w的小鼠睪丸冰凍切片上可見熒光,提示有EGFP基因的表達。上述實驗為為利用轉(zhuǎn)基因SSCs移植法制備轉(zhuǎn)基因犬奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞:小鼠;犬;精原干細胞:基因轉(zhuǎn)染;移植;無精子癥模型陳芳:精原干細胞體外基因轉(zhuǎn)染及其移植的初步研究IIIFundamentalReserchonGeneTransferinV衙oandTransplantationofSpermatogonialStemCellsAbstractBackgroundandPurpose:Spermat
8、ogoni