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        TRIM55基因敲除小鼠建立及鑒定

        2021-11-06 02:52:10趙曉杰布雨鑫閆承慧
        臨床軍醫(yī)雜志 2021年10期
        關(guān)鍵詞:合子泛素雄性

        趙曉杰, 布雨鑫, 閆承慧, 劉 丹

        北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院 心血管內(nèi)科,遼寧 沈陽 110016

        TRIM55是近年發(fā)現(xiàn)的橫紋肌特異性泛素連接酶[1-2]。人TRIM55基因定位在8號染色體上,共含10個外顯子,可編碼548個氨基酸[3]。TRIM55主要表達于骨骼肌和心臟[4-5],在心肌和骨骼肌的肌節(jié)組裝、肌肉結(jié)構(gòu)和功能的維持中發(fā)揮重要作用,還可以調(diào)控骨骼肌細胞分化、影響心肌細胞線粒體自噬[6-7]。此外,TRIM55點突變與肥厚型心肌病的發(fā)病、臨床癥狀密切相關(guān),其多態(tài)性位點還與心力衰竭發(fā)病有關(guān)[8-9]。本研究旨在建立及鑒定TRIM55基因敲除小鼠,為深入闡明TRIM55在心臟和骨骼肌中的作用及機制提供新的工具?,F(xiàn)報道如下。

        1 材料與方法

        1.1 主要試劑 TRIM55抗體(英國Abcam);β-actin抗體(北京博奧森生物技術(shù)有限公司);HRP標(biāo)記的二抗(美國Jackson Immuno Research);逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(日本TAKARA);蛋白裂解液RIPA(美國Thermofisher Scientific);引物合成(生工生物工程股份有限公司)。

        1.2 實驗動物及配繁方案 3只雄性TRIM55雜合子小鼠和10只雌性C57BL/6J小鼠均購于江蘇集萃藥康生物科技有限公司。首先,將雄性TRIM55雜合子小鼠與雌性C57BL/6J小鼠進行交配,獲得雌性TRIM55雜合子小鼠;再將雄性TRIM55雜合子小鼠與雌性TRIM55雜合子小鼠進行交配,以獲得TRIM55基因敲除小鼠。

        1.3 基因型鑒定 子代小鼠滿4周時分籠并打耳釘進行編號。提取鼠耳基因組DNA,具體方法如下:將小鼠耳放于裂解液中(含蛋白酶K),55℃水浴鍋2 h,95℃水浴鍋5 min終止消化,13 000 r/min離心5 min,上清即為提取的DNA。然后進行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase chain reaction,PCR)擴增,引物見表1。反應(yīng)體系:gDNA Template2 μl,10×Taq master mix10 μl,Primer mix(10 M)1 μl,H2O補至20 μl。反應(yīng)條件:(1)95℃ 5 min;(2)95℃ 30 s;(3)58℃ 30 s;(4)72℃30 s;(2)~(4)共40個循環(huán);(5)72℃3 min;(6)25℃保持。將擴增后的PCR產(chǎn)物進行1.5%瓊脂糖凝膠電泳及基因型鑒定。

        表1 TRIM55基因敲除小鼠基因型鑒定引物

        1.4 熒光定量PCR檢測TRIM55基因表達 選取8周齡雄性TRIM55基因敲除小鼠及野生型小鼠各3只,處死后分離各組小鼠心臟組織和骨骼肌組織,采用Trizol法提取心臟組織和骨骼肌組織的總RNA。按照試劑盒說明書進行逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)。TRIM55正向引物AAAGCAACTGATCTGTCCCATC,反向引物TGTGGGTAAGTACGGGTTAGAG;GAPDH正向引物AGGTCGGTGTGAACGGATTTG,反向引物GGGGTCGTTGATGGCAACA。相對表達量用2-△△CT表示。

        1.5 Western Blot檢測TRIM55蛋白表達 選取8周齡雄性TRIM55基因敲除小鼠及野生型小鼠各3只,處死后取20 mg心肌組織和20 mg骨骼肌,加入200 μl蛋白裂解液對組織進行裂解,4℃放置30 min,13 000 r/min離心5 min,上清即為提取蛋白。BCA法測定蛋白濃度。采用SDS-PAGE膠對細胞總蛋白進行電泳。一抗采用抗TRIM55抗體,二抗為HRP標(biāo)記的抗體,β-actin為內(nèi)參基因。一抗4℃孵育過夜,二抗室溫孵育1 h后洗膜,再用化學(xué)發(fā)光試劑ECL對條帶進行顯影。采用Image-Pro Plus 6.0軟件對條帶進行灰度分析。

        2 結(jié)果

        2.1 獲得TRIM55基因敲除小鼠情況 共有孕鼠16只,產(chǎn)仔95只,飼養(yǎng)子代小鼠至4周齡。對子代小鼠進行基因型鑒定,發(fā)現(xiàn)3種基因型:野生型22只(23.16%)、TRIM55雜合子24只(25.26%)、TRIM55基因敲除49只(51.58%)。基因型鑒定結(jié)果見圖1。

        圖1 小鼠基因型鑒定結(jié)果(a.PCR擴增鑒定敲除,基因敲除=260 bp,野生型=1 196 bp;b.PCR擴增鑒定野生型,野生型=351 bp;基因敲除為3、4、5、7,雜合子為1、8、9、11、13,野生型為2、6、10、12)

        2.2 小鼠心肌組織和骨骼肌組織TRIM55基因轉(zhuǎn)錄水平 TRIM55基因敲除小鼠心肌組織和骨骼肌組織的TRIM55基因轉(zhuǎn)錄水平低于野生型,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見圖2。

        圖2 熒光定量PCR檢測TRIM55基因敲除小鼠心肌組織和骨骼肌組織TRIM55基因轉(zhuǎn)錄水平(a.心肌組織;b.骨骼肌組織)

        2.3 小鼠心肌組織和骨骼肌組織TRIM55蛋白表達 TRIM55基因敲除小鼠心肌組織和骨骼肌組織的TRIM55蛋白表達低于野生型,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見圖3。

        圖3 Western Blot檢測TRIM55基因敲除小鼠心肌組織和骨骼肌組織TRIM55蛋白表達(a,c.心肌組織;b,d.骨骼肌組織)

        3 討論

        TRIM55主要在心肌和骨骼肌中表達[4-5],但近年來也有研究報道,TRIM55在其他組織,如肺、肝等中也有表達[10]。TRIM55作為一個E3泛素連接酶,可通過調(diào)控下游靶蛋白的泛素化來發(fā)揮生物學(xué)功能。在小鼠心肌缺血再灌注損傷模型中,TRIM55表達升高,其通過調(diào)控靶蛋白DUSP1泛素化水平而影響缺血再灌注損傷后心肌細胞的凋亡[11]。TRIM55在維持骨骼肌細胞的增殖和分化中發(fā)揮關(guān)鍵作用,可維持骨骼肌肌動蛋白骨架穩(wěn)定[12]。此外,TRIM55在腫瘤細胞的增殖和遷移中也扮演重要角色[13]。因此,建立TRIM55基因敲除小鼠模型對于深入明確TRIM55在疾病中的作用并闡明相關(guān)機制具有重要意義。

        本研究通過雄性TRIM55雜合子小鼠與雌性TRIM55雜合子小鼠交配成功獲得TRIM55基因敲除小鼠。熒光定量PCR和Western Blot檢測結(jié)果顯示:TRIM55基因敲除小鼠心肌組織和骨骼肌組織的TRIM55基因轉(zhuǎn)錄水平低于野生型,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);TRIM55基因敲除小鼠心肌組織和骨骼肌組織的TRIM55蛋白表達低于野生型,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。這驗證了本研究的基因敲除效率很高,小鼠可用于后續(xù)疾病模型及功能學(xué)實驗。

        綜上所述,本研究成功建立了TRIM55基因敲除小鼠模型,為深入闡明TRIM55的作用及其機制提供了新的實驗工具。

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