BAMBI基因敲除小鼠的繁育、基因型鉴定

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Oct.2014.34(5) 实验动物与比较医学Laboratory Animal and Comparative Medicine 381 

doi:10.3969/j.issn.1674—5817.2014.05.007 

BAMBI基因敲除小鼠的繁育、基因型鉴定 

罗 肖1,魏双羽.-2,贾如1,姚婷・,张燕茹-,师小博 ,闰剑群1 

(1.西安交通大学医学部生理学与病理生理学系;教育部环境与疾病相关基因重点实验室, 

西安710061;2.西安交通大学第一附属医院血液内科,西安710061) 

【摘要]目的 探讨BAMBI-,一小鼠的繁殖和鉴定方法,筛选出足够数量的BAMBI-,-小鼠,为研究 BAMBI基因在肥胖、能量代谢等方面的生理功能提供实验动物。方法将引进的2对BAMBV小鼠 

扩繁后,以与背景品系C57BL/6J野生型(wT)回交的方式获得 坳,+,_小鼠,再将BAMBI+/-小鼠进 

行互交大量繁殖。提取幼鼠尾部组织DNA,利用PCR方法鉴定基因型;选取BAMBI 小鼠取肩 胛部位棕色脂肪组织(BAT),腹股沟部位皮下白色脂肪组织(sWAT),性腺周围白色脂肪组织 

(gWAT)和肝脏,利用实时PCR方法检测BAMBImRNA的表达量。结果BAMBI+/-小鼠互交扩 

繁,短期能获得大量小鼠;C57BL/6J野生型(wT)、BAMBI+/-和BAMBI-/-各表型结果基本符合孟德 尔遗传规律;BAMBI 小鼠敲除效率理想。结论BAMBI+/。小鼠互交是繁育BAMBI 小鼠的较好 

方法;PCR方法能够准确鉴定BAMBI/。小鼠。 [关键词]BAMBI;基因敲除;基因型鉴定;PCR 

[中图分类号]Q95—33 [文献标识码]A [文章编号]1674.5817(2014)05—0381—05 

BAMBI(BMP and activin membrane-bound inhibitor)基因编码产物为一个由260个氨基酸组成的 跨膜糖蛋白,由于其胞外结构域与转化生长因子 

(TGF.p)和骨形成蛋白(BMP)等配体的I型受体胞外 结构域相似但缺失胞内信号转导结构域,因而也称 为伪受体fl_ 。BAMBI在各组织之间广泛表达,并 

且在物种之间遗传进化中高度保守『21 】。近年研究 

发现,BAMBI基因参与调控胚胎发育及多种组织 器官的肿瘤形成,并参与调控多种与脂肪细胞形成 

有关的自分泌/旁分泌细胞因子[sJ们。然而目前对 于BAMBI的研究大多在各种BAMBI基因缺失的细 

胞中进行,虽然具有很好的效果,但是在模拟体 

内环境方面仍有不足[11】。因此本课题组从美国纽约 Mount Sinai医学中心Detlef Schlondorff教授处引进 

[收稿日期】2014—03—19 [基金项目】国家自然科学基金项目资助(编号:31200886);中 央高校基本科研业务费专项资金资助 【作者简介]罗 ̄(1982.),女,博士,生理学讲师, E—mail:xluo@mail.xjtu.edu.ca [通讯作者】闰剑群,E-mail:jqyan8 10@gmail.com 2对具有C57BL/6J遗传背景的BAMBI敲除小鼠, 

经基因型鉴定成功培育较大量的BAMBI基因敲除 小鼠,为深入研究BAMBI在生理功能中的重要作 

用及机理提供实验动物。 

1材料与方法 

1.1实验动物 美国纽约MOunt Sinai医学中心Detlef 

Schlondorff教授惠赠2对BAMBI基因敲除小鼠 

(BAMBI—I一)。该小鼠背景品系C57BL/6J小鼠(wT), 饲养于西安交通大学实验动物中心[SC文K(陕) ; ” 2012-003】。 .. 1.2小鼠的饲养和繁殖 ’ 

按照SPF级动物饲养标准进行饲养。室内温 

度控制在20 ̄25℃,相对湿度50%~60 ,光 照为每日12 h,小鼠饲料、饮水、垫料均经高温 

高压灭菌处理。小鼠自由饮水,并饲喂标准日粮 [北京科澳协力饲料有限公司,SCXK(京)2009— 00121。饲养过程中,密切观察小 鼠生长情况,每 

周换2次垫料,每日补充饲料及饮水。因引进的 382 实验动物与比较医学Laboratory Animal and Comparative Medicine Oct.2014.34(5) 

小鼠数量有限,采用了2雄2雌同窝的方式进行繁 殖,二个月后子代纯合子9只,与引进的背景品 

系C57BL/6J(8周龄)按照雌雄2:1配对合笼繁殖(回 

交);其子代按雌雄2:1配对合笼繁殖(互交)。在 幼仔2 1日龄左右离乳,并打耳号,剪鼠尾。 

1.3小鼠的基因型鉴定 1.3.1 小鼠尾部基因组DNA的提取 剪小鼠尾 

0.5—1 cm置入1.5 ml Eppendolf管中,参照北京天 根生物技术有限公司生产的组织基因组DNA提取试 剂盒说明书抽提DNA。 

1.3.2 PCR反应及琼脂糖凝胶电泳基因型鉴定PCR 所用引物序列如表1。 

PCR反应体系:下列反应物构成20 l的反应 体系。Forward Primer(10 gmol/L)0.5 gl,Reverse 

Primer(10 pmolFL)0.5 gl,TAKARA master mix(2X) 10 l,模板DNA 1 gl,加ddH2O 8 l,共2O l。 采用PCR扩增仪进行循环扩增:预变性94℃ 

4 min;变性94℃30 S;退火62℃30 S;延伸 

72℃40 S;共40个循环,最后再延伸72℃10min, 之后4℃保存。 

电泳鉴定:取PCR反应终产物5 ul在1.5%的 琼脂糖凝胶电泳。鼠尾琼脂糖凝胶电泳基因型片段 

为:野生型(+,+)215 bp;纯合子(一/.)316 bp;杂合子 (+/.)215 bp和316 bp,根据条带大小可以鉴别出 

各个基因型小鼠。 

1.4保种 为了确保BAMBI+,一小鼠具有良好的繁殖能力, 

保种群每隔3—5代用雄性BAMBI+/一小鼠与野生型 

C57BL/6J雌性小鼠回交1次。 1.5组织样本采集 随机选取8周龄BAMBI野生型(WT) ̄II敲除 

(KO)d,鼠各5只(雌雄不限),断颈处死,取肩胛部 位棕色脂肪组织(BAT),腹股沟部位皮下白色脂肪 

组织(sWAT),性腺周围白色脂肪组织(gWAT) ̄H肝 

脏(1iver),立即在液氮中冷冻,一80℃储存备用。 1.6 总RNA的提取及cDNA第一链的合成 

按照Trizol总RNA提取试剂盒(TAKARA)说明 书提取不同类型脂肪组织及肝脏总RNA,提取完 

成后,Nanodrop检测RNA的纯度及浓度,并利用 

Thermo反转录试剂盒合成cDNA。 1.7实时定量PCR(real time PCR) 

20山PCR反应体系(Bio—Rad iQ5):ddH20 4 gl、 

cDNA模板2山、2 gmol/L上游引物2 、2 gmol/L 下游引物2 gl、SYBR green(TAKARA)10 pl。反 

应条件:95℃预变性5 S,每个循环60℃20 S。 实验数据利用Rotor Gene real time Analysis Software 

6.0分析,标准Ct值设置为0.035,以cyclophilin 

为内参基因,目的基因的值=2 (ct RefGene"Ctoo )。为 了排除BAMBI基因序列从潜在的启动位点转录, 

本实验设计了两对不同的实时定量PCR引物(一对 引物序列跨越外显子1和2;一对引物序列跨越外 

显子2和3)(表1)。 1.8数据统计分析 

采用GraphPad Prism 5.0软件,One.way 

ANOVA结合Tukey’S post—hoc检验分析三组以上数 据之间的差异显著性。数据表示为 ± ,P≤0.05 

为差异有统计学意义。

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BAMBI-,-小鼠,并按照SPF级动物饲养标准进行繁 育。在种群扩繁以后,选用PCR法鉴定基因型, 

较Southern blot方法更为简单直观【l3,14]。本实验中 设计的两对特异性引物,一对位于原有的功能基因 

上,一对位于替代基因上,两对引物共用上游序列。 

通过至少2次独立扩增,得到明确的鉴定结果。 为了验证PCR的可靠性,本实验采集了不同 

基因型小鼠不同类型的脂肪组织及肝脏(与肥胖和能 

量代谢密切相关的组织和器官),利用实时定量PCR 的方法检测了BAMBI mRNA的表达量。由于 

BAMBI基因序列存在3个外显子区域,为了避免从 潜在的第二个启动位点转录BAMBI基因,本实验 

分别设计了跨越外显子1和2区域和外显子2和3区 域的两对特异性引物。结果显示,PCR方法鉴定 

基因型结果可靠,这为后期实验研究奠定了基础。 

在饲养过程中发现,BAMBI’I’小鼠在生长发 育及表型特征上与WT小鼠相比无明显差异,但在 

繁殖效率上较wT略微偏低。有时出现雌鼠产仔率 

低的情况,有时出现母鼠食仔现象,这可能与受到 惊吓或内分泌紊乱有关,具体原因有待进一步研究。 

本研究通过引进BAMBI-,.小鼠,采用与遗传背 景为C57BL/6J种系的野生型小鼠回交及其子代互交 

方式成功地大量繁育,经过PCR基因型鉴定和实时 

定量PCR检测,在短期内获得了足够数量鲋 I 。 小鼠,为探索BAMBI基因的生物学功能提供了充 

足的动物模型。 

参考文献 

[1】Gawantka V,Pollet N,Delius H,et a1.Gene expression screening in Xenopus identifies molecular pathways,pre— dicts gene function and provides a global view of embryonic patterning[J].Mech Dev,1998,77(2):95—141. 【2】Onichtchouk D,Chen YG,Dosch R,et a1.Silencing of 1’GF. beta signalling by the pseudoreceptor BAMBI[J].Nature, 1999,401(6752):480—485. [3]Knight C,Simmons D,Gu TT,et a1.Cloning,characterization, and tissue expression pattern of mouse Nma/BAMBI during odontogenesis[J].J Dent Res,2001,80(10):1895—1902. [4】Grotewold L,Plum M,Dildrop R,et a1.Bambi is coexpressed with Bmp一4 during mouse embryogenesis[J].Mech Dev, 2001,100(2):327—330. [5】Loveland KL,Bakker M,Meehan T,et a1.Expression ofBambi is widespread in juvenile and adult rat tissues and is regu- lated in male germ cells[J].Endocrinology,2003,144(9): 4180—4186. [6】TsangM,KimR,deCaesteckerMP,eta1.Zebrafishnnlais involved in TGF beta family signaling[J].Genesis,2000,28 (2):47—57. [7]Degen WG,Weterman MA,Van Groningen JJ,et a1.Expression of nma,a novel gene,inversely correlates with the metastatic potential ofhuman melanoma cell lines and xenografts[J].Int J Cancer,1996,65(4):460—465. [8】SasakiT,SasahiraT,ShimuraH,eta1.EffectofNmaongrowth inhibition by TGF—betaa in human gastric carcinoma cell fines 【J】_Oncol Rep,2004,11(6):1219-1223. [9]Sekiya T,Adachi S,Kohu K,et a1.Identification ofBMP and activin membrane—bound inhibitor(BAMBI),an inhibitor of transforming growth factor-beta signaling,as a target of the beta—catenin pathway in colorectal tumor cells[J].J Biol Chem,2004,279(8):6840-6846. 【10]Fritzmann J,Morkel M,Besser D,et a1.A colorectal cancer expression profile that includes transforming growth factor beta inhibitor BAMBI predicts metastatic potential[J]. Gastroenterology,2009,137(1):165—175. [1 1]Luo X,Hutley LJ,Webster JA,et a1.Identification of BMP and Activin Membrane—Bound Inhibitor rBAMBI)as a Potent Negative Regulator of Adipogenesis and Modulator of Autocrine/Paracrine Adipogenic Factors[J].Diabetes,2012, 61(1):124—136. [12】Gonzales CB,Simmons D,Macdougall MRN.Competing Roles of TGF{beta}and Nma/BAMBI in 0dontoblasts[J】. J Dent Res,2010,89(6):597—602. [13]朱加银,陈锡文,赵惠玲,等.腺苷A2a受体基因敲除小鼠 不同繁育方法比较[J].实验动物与比较医学,2008,28(3): 188.189. [14】钱云,叶步青,耿建国,等.DNA检测技术在基因剔除小鼠 保种中的初步应用【J】.实验动物与比较医学,2009,29(2):