概述

转基因小鼠是指染色体基因组中整合有外源基因并能表达的稳定遗传的小鼠。转基因技术则是指制备转基因动物所需的一套技术,它涉及外源基因的构建、载体和受体的筛选、基因导人技术、供转基因胚胎发育的体外培养系统和宿主动物等许多方面。

1974年, Jaenish和 Mintz应用显微注射法,在世界上首次成功地获得了SV40DNA转基因小鼠。1980年, Gordon等人首先育成带有人胸腺激酶基因的转基因小鼠,尤其是1982年 Palmiter等人将大鼠的生长激素基因导入小鼠受精卵的雄原核中,获得比普通小鼠生长速度快2-4倍,体型大一倍的转基因硕鼠后,转基因动物技术轰动了整个生命科学界。

随后十几年的时间里,转基因小鼠技术飞速发展,目前已经广泛应用于生物学、医学、药学以及畜牧学等领域。目前常用的技术有常规转基因、可诱导表达的转基因、基因打靶或基因删除、条件性基因打靶、基因捕获技术。

原理

遗传的基本物质是DNA,基因是位于染色体上有遗传效应的DNA片段,对于储存在生物全套染色体中的全部遗传信息,可称其为基因组。不同种类、不同个体的生物基因组成是不同的,对小鼠来说,非自身的基因成分属于外源基因,如果把外源基因整合或导入小鼠染色体基因中,这个外源基因就被称为转基因,即转移来的基因,这种小鼠就是转基因小鼠。

步骤

转基因小鼠的制备技术主要有两类,DNA原核显微注射法和胚胎干细胞囊胚显微注射法。

这里介绍显微注射法的步骤:

(1)选取7-8周龄雌性小鼠,阴道口封闭,作为供体,下午3:00左右,每只小鼠腹腔注射PMSG(10IU)。

(2)47-48小时后,每只小鼠腹腔注射HCG(0.8IU)并与正常公鼠合笼;另取数只适龄母鼠(2月龄以上)作为受体,阴道口潮红,与结扎公鼠合笼。

(3)第二天上午9:00前观察供体、受体,有精栓者拿出备用。受体笼拿出作好隔离措施。

(4)10:30左右,断颈处死供体,手术取出整个输卵管,放入透明质酸酶约0.3mgM2液中。显微镜下,用镊子撕开输卵管壶腹部,受精卵随冋颗粒细胞即一同流岀。

5)当受精卵周围的颗粒细胞脱离时,将受精卵吸出,放入M2液中洗涤,最后放在M16液中放入5%CO2,37℃培养箱培养。

(6)在显微镜下挑选细胞饱满,透明带清晰,雄原核清晰可见的受精卵待用。(7)安装持卵针和注射针,使其未端平行于载物台,在凹玻片的中央滴入一滴M2液,覆盖石蜡油,移入待注射的受精卵。DNA在注射针中的气泡应在先前全部弹走。

8)在高倍镜下,将注射针轻触持卵管,使DNA缓慢流岀并控制其流量;反复吹吸受精卵,使其处于最佳位置,将注射针刺入受精卵的雄原核,直至看到原核膨大即退出。

将注射过的和未注射过的受精卵上下分开放置,不致于混搅,注射完毕后,放入5%C02,37℃培养箱培养。

(9)将受体麻醉,注射计量为1%戊巴比妥钠0.01mlg,腹腔注射。手术取岀卵巢连接输卵管,用脂肪镊固定,在显微镜下找到输卵管开口。吸取注射后经培养成活的受精卵,吸取方法是先吸一段较长的M2,吸一个气泡,然后吸取受精卵,尽量紧密排列,再吸一段液体,吸一个气泡,再吸一段液体,共四段液体三个气泡。除较长的那段液体,其余的液体大致1cm左右,气泡0.2cm左右。将移植管口插入输卵管口,轻轻将移植管内的液体吹入,看到输卵管壶腹部膨大并清晰地看到三个气泡,即移植成功。将卵巢连同输卵管放回腹腔,缝合肌肉和皮肤。

(10)受体每隔一个星期称体重一次,当第二次比第一次称重增加时,即可初步判断怀孕。手术后19~21天仔鼠分娩,待仔鼠3周后,剪耳、编号,剪尾,交分子组检测。

应用

转基因小鼠可作为一种研究人类疾病生物基础及各种治疗方案的生物模型,也可以用于检测潜在的治疗药物的模型系统。完整的小鼠模型可以模拟人类疾病的发生和发展过程,比如各种肿瘤小鼠模型的应用为肿瘤硏究带来了革命性的变化,大量肿瘤小鼠模型的建立使我们可以深入硏究肿瘤的生物学行为。