鸡胚原始生殖细胞体外转染及其介导的转基因研究

鸡胚原始生殖细胞体外转染及其介导的转基因研究

论文摘要

鸡胚胎原始生殖细胞(Embryonic Primordial Germ Cells,EPGCs)是形成精子和卵子的祖先细胞,在饲养细胞层和多种生长因子的共同作用下,可成为长期增殖并维持不分化状态的多能性干细胞。本研究以第19期发育的鸡EPGCs为实验材料,以增强性绿色荧光蛋白(Enhanced Green Fluorescent Protein,EGFP)为报告基因,比较了不同转染方法对鸡EPGCs的转染效率,并对电穿孔转染条件进行了比较和优化;同时,通过细胞毒性敏感实验确立快速筛选转基因阳性细胞的G418(氨基糖甙类新霉素衍生物,Geneticin)适合量,进行体外快速筛选转染细胞的探索,并尝试将筛选后的阳性EPGCs通过显微注射法注入囊胚期胚盘中生产转基因鸡,为利用EPGCs介导生产转基因鸡提供参考依据。实验结果如下:1.采用磷酸钙转染法、脂质体转染法、电穿孔转染法和磷酸钙甘油休克法等4种方法,以EGFP为报告基因,对19期第2代的鸡EPGCs进行转染,结果表明,电穿孔转染率最高,为17.096%;磷酸钙甘油休克法转染率次之,为12.554%;磷酸钙转染法转染率为7.866%;脂质体转染法的转染率最低,为1.138%。2.以EGFP为报告基因,电穿孔转染19期第2代鸡EPGCs,比较电压、脉冲时程、质粒浓度和温度等因素对转染率的影响。结果显示:(1)当电压分别为180V、230V、280V、330V和380V时,转染率分别为12.520%、14.408%、18.635%、17.944%和13.765%,转染率在280V时最高,与除330V以外的其它电压下的转染率存在极显著的差异(P<0.01);(2)当脉冲时程分别为40μs、60μs、80μs和100μs时,转染率分别为12.520%,16.143%,14.715%和12.368%,转染率在60μs时最高,与其它脉冲时程下的转染率之间均存在极显著的差异(P<0.01);(3)当质粒浓度分别为5μg/mL、10μg/mL、15μg/mL和20μg/mL时,转染率分别为8.300%、12.520%、17.948%和17.577%,转染率在质粒浓度为15μg·mL-1时最高,与除20μg·mL-1之外的其它浓度下的转染率差异极显著(P<0.01);(4)当作用的温度分别为25℃和4℃时,转染率分别为12.520%和4.634%,两者之间存在极显著差异(P<0.01)。3.为了确定EPGCs对G418的耐受能力,获得快速筛选EPGCs的G418适宜量,本研究对EPGCs进行了细胞毒性敏感实验。结果表明:EPGCs分别在G418浓度为100μg/mL、200μg/mL、300μg/mL、400μg/mL、500μg/mL和600μg/mL的培养液中培养时,可存活时间分别为15d、14d、10d、8d、5d和3d。用含有G418浓度为400μg/mL的培养基,对转染48h后的EPGCs进行快速筛选,结果在筛选第6d时,出现EPGCs阳性克隆,筛选第8d时,非阳性细胞全部死亡。4.以EGFP为报告基因,电穿孔转染,筛选8d后阳性EPGCs注射到鸡胚中,进行转基因鸡制备的初步尝试。结果显示:注射112枚受精蛋,孵化发育至15d时全部死亡。对孵化后1-7胚龄的死亡全胚及8-15胚龄死亡鸡胚的肌肉、肝脏、心脏和肾脏组织进行PCR检测,结果表明,孵化后1d-3d和4d-7d时,全胚DNA的PCR阳性率分别为52.63%和31.58%,8d-11d的阳性率为20.00%,12d-13d的阳性率为10.00%,14d-15d的阳性率为5.56%,阳性率随孵化日龄的增加呈逐渐降低趋势。5.对转基因鸡胚的肌肉、肝、心脏和肾脏组织制作冰冻组织切片,结果发现荧光表达强弱在不同组织中存在差异,在肝脏、心脏和肾脏中表达较高,在肌肉组织中表达较弱。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 第一章 文献综述
  • 1 转基因鸡的研究现状和进展
  • 2 干细胞介导生产转基因动物研究进展
  • 2.1 胚胎干细胞法
  • 2.2 干细胞核移植法
  • 2.3 精原干细胞介导法
  • 2.4 原始生殖细胞介导法
  • 3 鸡 PGCs 的起源及迁移
  • 4 鸡 PGCs 的形态特征
  • 5 鸡 PGCs 的分离提纯
  • 6 鸡 PGCs 细胞的鉴定
  • 6.1 形态学鉴定
  • 6.2 PAS 特异性染色检测
  • 6.3 碱性磷酸酶活性(AKP)检测
  • 6.4 核型分析
  • 6.5 体内分化实验
  • 6.6 体外分化实验
  • 6.7 嵌合体实验
  • 6.8 胚胎阶段特异性胚胎表面抗原
  • 6.9 荧光免疫检验和外源凝集素双重染色法
  • 6.10 端粒酶活性
  • 6.11 Oct-4
  • 7 基因转染技术
  • 7.1 磷酸钙介导DNA 稳定转染
  • 7.2 脂质体介导的瞬时转染
  • 7.3 电穿孔法稳定转染
  • 8 禽类嵌合体的研究进展
  • 9 本研究的目的和意义
  • 第二章 实验部分
  • 实验一 鸡胚原始生殖细胞的体外转染及筛选
  • 1 材料和方法
  • 1.1 实验材料
  • 1.2 主要试剂
  • 1.3 仪器设备
  • 1.4 实验方法
  • 1.4.1 饲养层的制备
  • 1.4.2 鸡EPGCs 的分离
  • 1.4.3 鸡 EPGCs 的培养和传代
  • 1.4.4 鸡EPGCs 的鉴定
  • 1.4.5 鸡胚胎PGCs 细胞对G418 毒性敏感试验
  • 1.4.6 pEGFP-N1 质粒的制备
  • 1.4.7 三种转染的方法
  • 1.4.8 转染率的观察与计算
  • 1.4.9 转染细胞的筛选
  • 2 实验结果
  • 2.1 鸡EPGCs 的鉴定
  • 2.1.1 鸡EPGCs 的特异性PAS 染色
  • 2.1.2 EPGCs 的AKP 活性检测
  • 2.1.3 EPGCs 的SSEA-1 免疫荧光检测
  • 2.1.4 Hoechst33342 免疫荧光检测
  • 2.2 G418 毒性敏感实验结果
  • 2.3 不同转染方法结果比较
  • 2.4 电穿孔转染条件的优化
  • 2.4.1 不同电场强度对细胞存活率及转染率的影响
  • 2.4.2 不同时间常数对存活率及转染率的影响
  • 2.4.3 不同质粒浓度对存活率及转染率的影响
  • 2.4.4 转染后放置在不同温度中对存活率及转染率的影响
  • 2.5 鸡 EPGCs 的筛选
  • 3 讨论
  • 3.1 体外转染鸡EPGCs 的适宜方法
  • 3.2 电穿孔转染条件的优化
  • 3.3 鸡EPGCs 的筛选
  • 实验二 EPGCs介导的转基因鸡研究
  • 1 材料和方法
  • 1.1 受精蛋
  • 1.2 主要试剂
  • 1.3 主要仪器
  • 1.4 实验方法
  • 1.4.1 转基因细胞的获得
  • 1.4.2 蛋壳膜的制备
  • 1.4.3 预处理
  • 1.4.4 去壳
  • 1.4.5 封口
  • 1.4.6 孵化条件
  • 1.4.7 基因组DNA 的提取
  • 1.4.8 PCR 检测
  • 1.4.9 冰冻切片
  • 2 结果
  • 2.1 鸡胚孵化结果
  • 2.2 PCR 产物琼脂糖检测结果
  • 2.3 外源基因的整合与表达结果
  • 2.4 冰冻切片结果
  • 3 讨论
  • 3.1 EPGCs 介导生产转基因鸡
  • 3.2 影响鸡胚孵化率的因素
  • 3.3 影响鸡胚阳性率的因素
  • 3.4 冰冻组织切片荧光检测分析
  • 全文结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
  • 相关论文文献

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