人源化ACE2可荧光转换小鼠模型的构建

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:coldcoffee_10
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在新型冠状病毒(SARS-Co V-2)的抗病毒药物和疫苗研发过程中,动物模型的建立是一个非常重要的环节。猴子、猩猩等非人灵长类动物虽然在亲缘关系与生理结构上与人类更加接近,但不适宜广泛推广和应用,主要是因为其价格昂贵,繁殖周期长、操作较为困难等问题。而小鼠作为实验室中常规使用的实验动物,依旧是动物模型的首选。由于介导新冠病毒入侵人体细胞的受体蛋白ACE2(血管紧张素转换酶2)在小鼠中的结构与人的存在较大差异,导致小鼠对于新冠病毒不易感,无法模拟人类患病症状,因此不能直接应用于实验,必须通过人源化ACE2(h ACE2)基因改造,才能用于相关的实验研究。在新冠病毒早期的研究中,由于时间紧迫,人们只能用在研究SARS病毒时期建立起的h ACE2小鼠模型。SARS病毒感染人类细胞也是通过h ACE2蛋白介导,在先前研究SARS的过程中,国内外已经建立起几种表达h ACE2的小鼠模型。但受限于当时的技术,这些小鼠都是通过转基因随机整合而产生的,且小鼠遗传背景混杂,导致表型并不稳定,一致性较差。随着近几年对新冠研究的不断深入,以及基于CRISPR-Cas9基因编辑技术的快速发展,人们陆续开发出几种人源化改造的ACE2小鼠模型。但总体来看,模型的数量和种类还不够丰富,无法满足多样化需求。因此,本研究的目标就是建立一种新型的具有可荧光转换能力的h ACE2小鼠模型。在正常情况下,所有的细胞都会发出一种荧光,但是一旦感染了加Cre酶的新冠假病毒,这些细胞就会转换成另外一种荧光,这样就可以很容易地将感染的细胞和没有感染的细胞区别开来,从而更好地追踪、定位病毒和研究病毒感染过程以及致病机理。为了达成上述目标,我们选择了带有荧光转换元件(m T/m G)的小鼠,并通过CRISPR-Cas9基因编辑技术对其进行h ACE2人源化改造。首先,设计合成靶向小鼠m Ace2基因的sg RNA,构建用于h ACE2基因敲入的Donor DNA载体。接下来,对具有荧光转换元件(m T/m G)小鼠的受精卵进行原核显微注射,将胚胎培养至2-细胞并移植代孕母鼠使其妊娠出生仔鼠。通过对仔鼠的基因型鉴定,确认获得Founder小鼠。进一步通过与m T/m G野生型小鼠交配繁殖,最终筛选获得可荧光转换的h ACE2纯合基因型小鼠模型。人源化ACE2可荧光转换小鼠的成功建立,可为新冠病毒药物和疫苗的研发及病毒致病机理等基础问题的研究,提供了新的工具鼠模型。
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