System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() Clcn6基因点突变小鼠动物模型的构建方法及应用技术_技高网

Clcn6基因点突变小鼠动物模型的构建方法及应用技术

技术编号:40017342 阅读:9 留言:0更新日期:2024-01-16 16:12
本发明专利技术提供了一种Clcn6基因变异相关早发性神经退行性疾病小鼠模型的构建方法与应用,属于生物医药技术领域。本发明专利技术基于CRISPR/Cas9基因编辑技术构建Clcn6基因点突变小鼠模型,构建方法为:设计并体外转录gRNA,同时构建Donor vector,将Cas9、gRNA、Donor vector同时注射到小鼠的受精卵中,获得携带病人等位点突变的Clcn6基因p.E200A敲入小鼠模型;并进行基因型鉴定。本发明专利技术首次成功建立了携带病人等位点突变(p.E200A)的Clcn6基因敲入(Clcn6<supgt;E200A/+</supgt;)小鼠模型,且未检测到脱靶效应。Clcn6<supgt;E200A/+</supgt;小鼠模型不仅再现了CLCN6p.E200A病人临床症状,而且复刻了神经元蜡样脂褐素沉积症的临床表现和组织病理特点,为CLCN6基因变异相关疾病机制研究及药物研发提供了可靠的动物模型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物医药领域,涉及一种clcn6基因点突变小鼠动物模型的构建方法及应用。


技术介绍

1、电压门控氯离子通道和氯转运体(voltage-gated chloride channel andtransporter,clc)家族有9个成员,分为氯离子通道和氯转运体两大类。其中clcn1、clcn2、clcnka、clcnkb编码的cic-1、cic-2、cic-ka、cic-kb为细胞膜上的氯离子通道,在电兴奋性、胞内外离子稳态、跨上皮转运等方面发挥作用;clcn3至clcn7编码的clc-3至clc-7为内体/溶酶体膜上的2cl-/h+反向转运体,主要影响囊泡离子组成、内吞作用及溶酶体功能。随着clc家族模型动物的研究进展和病人中不断鉴定出clc家族成员基因致病性变异,其与疾病的关系逐渐被发现。除了主要在肾脏表达的clc-5,其他定位于内体/溶酶体上的2cl-/h+反向转运体功能障碍均可导致严重神经系统疾病,比如clcn4基因突变可导致人类出现智力障碍和癫痫表型,clcn6基因突变可引起人类早发性神经退行性疾病,以及clcn7基因突变引起人类和小鼠溶酶体贮积病。

2、clc-6是晚期内体膜上的2cl-/h+交换体,特异性的表达于神经系统,其将cl-从细胞质逆浓度梯度转运到晚期内体,同时将h+由晚期内体转运至细胞质。内体、溶酶体的酸化主要由其膜上的囊泡型质子泵(vacuolar h+-adenosine triphosphatase,v-atpase)完成。clc-6向晚期内体腔内转运带负电荷的cl-可以中和v-atpase在转运h+过程中建立的腔内阳性膜电势,从而易化内体、溶酶体的酸化。因此,clc-6生理功能可能与晚期内体的酸化、cl-的累积和细胞内物质运输有关。2006年,德国thomas团队研究发现,纯合clcn6-/-小鼠可正常存活,无肉眼及病理可见的异常表型。因此,clcn6基因一直不被关注,在omim上也一直未与人类疾病关联。直到2021年,本团队以及thomas团队报道了共4例clcn6杂合变异的病例,clcn6基因才与早发性神经退行性疾病关联。我们团队和thomas团队报道的clcn6杂合变异病人均存在严重的神经系统表型,这与纯合clcn6-/-小鼠仅有轻度的行为学异常和杂合的clcn6+/-小鼠正常表型形成鲜明对比,提示clcn6基因变异可能不是通过功能丧失,而是通过功能获得的机制致病。但以上结果基于家系资料和模式细胞研究,未进行深入的功能研究及模式动物。为了明确clcn6基因变异导致早发性神经退行性疾病致病机制,我们团队采用crispr/cas9基因编辑技术成功构建全球首个clcn6(clcn6的同源基因)基因点突变小鼠(clcn6e200a/+)模型。

3、近年来crispr/cas9技术获得了快速发展。该技术是基于对细菌和古细菌中的免疫系统改造而建立,通过sgrna介导核酸内切酶cas9蛋白进行目标dna序列识别并造成dna双链断裂,促进以同源重组或非同源末端连接方式修复受损dna,从而对目标位点实现基因的定点敲除、敲入以及基因修正等多种修饰。使用crispr/cas9技术进行基因编辑需要两个关键因素,首先是有效的sgrna引导序列,再就是cas9蛋白的存在。与锌指核酸酶(zfn)技术和类转录样效应因子核酸酶(talen)技术相比,因其靶向编辑目标基因的特异性、高效性和设计的简便性等诸多优点得到越来越广泛的应用,在细菌、哺乳动物细胞以及斑马鱼、小鼠、大鼠等都表现出很强的基因组编辑活性。

4、因此,建立特异性高,分子构建简单,流程短的crispr/cas9基因编辑技术构建clcn6基因点突变小鼠动物模型及其应用,具有十分重要的社会意义和经济价值。


技术实现思路

1、本专利技术旨在基于crispr/cas9技术提供一种clcn6基因点突变小鼠动物模型的构建方法及应用;本专利技术利用crispr/cas9技术,通过同源重组的原理,对靶位点进行基因修饰。具体过程如下:设计并体外转录grna,同时构建同源重组载体(donor vector);将cas9,grna,donor vector同时注射到小鼠的受精卵中;cas9蛋白在grna引导下结合到靶位点进而造成dna双链断裂,donor vector通过同源重组修复断裂的双链,从而实现对靶位点的基因修饰。获得了全球首个携带病人变异的clcn6(clcn6的同源基因)基因点突变小鼠(clcn6e200a/+)模型,为进一步研究clcn6的功能奠定了良好的基础。

2、为了达到上述目的,本专利技术提供的技术方案为:

3、第一方面,本专利技术涉及一种clcn6基因点突变小鼠动物模型的构建方法,所述构建方法包括如下步骤:

4、步骤一,设计并体外转录grna,同时构建同源重组载体donor vector,通过胚胎显微注射移植法将cas9、grna、donor vector同时注射到c57bl/6j野生型小鼠的受精卵中,获得clcn6基因点突变clcn6e200a/+小鼠;

5、步骤二,对clcn6基因点突变小鼠动物模型进行基因型鉴定。

6、优选的,步骤一包括以下步骤:

7、s11,设计并体外转录grna,同时构建同源重组载体donor vector;

8、s12,通过胚胎显微注射移植法将cas9、grna、donor vector同时注射到c57bl/6j野生型小鼠的受精卵中;

9、s13,经胚胎移植,获得f0小鼠,通过pcr,测序确认,共获得如下同源重组的阳性f0代小鼠;

10、s14,将得到的阳性f0代雄性小鼠分别与野生型雌性小鼠进行交配,获得阳性f1代小鼠,或者将f0代雄性小鼠的精子与c57bl/6j野生型小鼠卵母细胞进行体外受精并移植入假孕母鼠体内,获得阳性f1代小鼠,通过pcr和dna测序筛选出clcn6基因点突变小鼠动物模型。

11、优选的,步骤二包括以下步骤:

12、s21,提取f0代小鼠尾部dna,经pcr和dna测序确认;

13、s22,提取f1代小鼠尾部dna,根据鉴定策略示意图,经pcr和dna测序确认。

14、所述鉴定策略示意图如图2所示。

15、其中,野生型:测序结果仅存在wildtype序列;杂合子:测序结果同时存在wildtype&mutation序列;纯合子:测序结果仅存在mutation序列。

16、优选的,所述pcr扩增采用clcn6-seq-f1与clcn6-seq-r1引物对;引物clcn6-seq-f1的序列如seq id no.1所示;引物clcn6-seq-r1的序列如seq id no.2所示。

17、所述seq id no.1的引物序列为tcggcagtcctacctctagttc。

18、所述seq id no.2的引物序列为agactcagcagtgatgctatgc。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种Clcn6基因敲入点突变小鼠动物模型的构建方法,其特征在于,所述构建方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的Clcn6基因点突变小鼠动物模型的构建方法,其特征在于,步骤一包括以下步骤:

3.根据权利要求1或2所述的Clcn6基因点突变小鼠动物模型的构建方法,其特征在于,步骤二包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的Clcn6基因点突变小鼠动物模型的构建方法,其特征在于,所述PCR扩增采用Clcn6-seq-F1与Clcn6-seq-R1引物对;引物Clcn6-seq-F1的序列如SEQ IDNO.1所示;引物Clcn6-seq-R1的序列如SEQ ID NO.2所示。

5.根据权利要求3所述的Clcn6基因点突变小鼠动物模型的构建方法,其特征在于,所述F1代小鼠基因组部分序列如图4所示。

6.一种Clcn6基因靶向载体,其特征在于,所述载体是基于CRISPR/Cas9系统的sgRNA表达载体,sgRNA的作用位点的序列如SEQ ID NO:3所示。

7.一种如权利要求6所述的sgRNA在构建早发性神经退行性疾病或其他神经系统综合征相关的基因点突变小鼠动物模型中的用途。

...

【技术特征摘要】

1.一种clcn6基因敲入点突变小鼠动物模型的构建方法,其特征在于,所述构建方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的clcn6基因点突变小鼠动物模型的构建方法,其特征在于,步骤一包括以下步骤:

3.根据权利要求1或2所述的clcn6基因点突变小鼠动物模型的构建方法,其特征在于,步骤二包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的clcn6基因点突变小鼠动物模型的构建方法,其特征在于,所述pcr扩增采用clcn6-seq-f1与clcn6-seq-r1引物对;引物clcn6-seq-f1的序列如s...

【专利技术属性】
技术研发人员:彭镜贺海兰王晓乐何芳尹飞林雪芹羊蠡熊娟
申请(专利权)人:中南大学湘雅医院
类型:发明
国别省市:

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