轉(zhuǎn)基因動物在毒理學(xué)中的應(yīng)用 20120614

轉(zhuǎn)基因動物在毒理學(xué)中的應(yīng)用cly

轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因動物1

轉(zhuǎn)基因動物的發(fā)展史2

轉(zhuǎn)基因動物的原理

3

制備轉(zhuǎn)基因動物的方法

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轉(zhuǎn)基因動物在毒理學(xué)中的應(yīng)用5一、轉(zhuǎn)基因與轉(zhuǎn)基因動物

轉(zhuǎn)基因：整入動物基因組的外源基因轉(zhuǎn)

基

因

動

物：是指基因組中穩(wěn)定整合外源基因并且能遺傳和表達(dá)的一類動物嵌合體動物:只有部分組織細(xì)胞的基因組中整合有外源基因的動物二、轉(zhuǎn)基因動物的發(fā)展史二、轉(zhuǎn)基因動物的發(fā)展史三、轉(zhuǎn)基因動物的原理

將改建后的目的基因用顯微注射等方法注入實(shí)驗(yàn)動物的受精卵,然后將此受精卵植入受體動物,使其發(fā)育成攜帶有外源基因的轉(zhuǎn)基因動物四、制備轉(zhuǎn)基因動物的方法

1．顯微注射技術(shù)

2．逆轉(zhuǎn)錄病毒載體技術(shù)3．胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)技術(shù)4．精子載體技術(shù)5．其他.1.顯微注射技術(shù)：

用顯微注射儀將外源基因直接注入受精卵原核的方法目前使用最廣泛、效果最佳的轉(zhuǎn)基因動物制備技術(shù)

顯微注射法是在顯微注射儀上，一側(cè)用吸管固定受精卵，另一側(cè)將注射針插入受精卵原核。拔出顯微注射針解除固定管的負(fù)壓，操作完成。

優(yōu)點(diǎn)：速度快且操作簡單，對DNA大小無限制，產(chǎn)生嵌合體少。常能得到純系動物;

缺點(diǎn)：不能定點(diǎn)整合，影響基因表達(dá)和遺傳穩(wěn)定性；設(shè)備昂貴。

1.顯微注射技術(shù)：.嵌合小鼠雜交、篩選純合轉(zhuǎn)基因小鼠1.顯微注射技術(shù)：注入部位：雄前核雌前核細(xì)胞質(zhì)囊胚腔內(nèi)原理：據(jù)逆轉(zhuǎn)錄病毒cDNA能整合到宿主細(xì)胞染色體內(nèi)這一特性，克隆、構(gòu)建重組逆轉(zhuǎn)錄病毒載體，通過轉(zhuǎn)染，實(shí)現(xiàn)生殖細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)移2.逆轉(zhuǎn)錄病毒載體技術(shù)總體技術(shù)路線：將插入外源目的基因的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體DNA－通過輔助細(xì)胞包裝成感染滴度的病毒顆粒－用來感染已經(jīng)除去透明帶的著床前胚胎－隨后直接導(dǎo)入受體子宮.2.逆轉(zhuǎn)錄病毒載體技術(shù)

嵌合小鼠

雜交、篩選純合轉(zhuǎn)基因小鼠2.逆轉(zhuǎn)錄病毒載體技術(shù)缺點(diǎn)：逆轉(zhuǎn)錄病毒具有潛在致癌性載體構(gòu)建復(fù)雜,容納外源基因的大小有限(<10Kb)嵌合體比例大病毒載體序列可能干擾目的基因的表達(dá)優(yōu)點(diǎn)：整合率高，插入位點(diǎn)克隆分析較易.3.胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)技術(shù)ES細(xì)胞：哺乳動物囊胚期胚泡內(nèi)細(xì)胞團(tuán)中一種未分化細(xì)胞。

用體外培養(yǎng)細(xì)胞基因轉(zhuǎn)化技術(shù)將目的基因?qū)隕S細(xì)胞，注入囊胚產(chǎn)生嵌合體，轉(zhuǎn)化的ES細(xì)胞參與生殖細(xì)胞的建立，就將目的基因傳給下一代,從而改變動物的遺傳性狀。.3.胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)技術(shù)分離胚胎轉(zhuǎn)入培養(yǎng)皿中培養(yǎng)分離內(nèi)層細(xì)胞團(tuán)

胰蛋白酶處理解離

3.胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)技術(shù)

嵌合小鼠

雜交、篩選純合轉(zhuǎn)基因小鼠3.胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)技術(shù)

將ES細(xì)胞植入動物囊胚后,可參與宿主胚胎的形成,直至達(dá)到種系嵌合,因此,可將其作為一種載體,把外源DNA導(dǎo)入ES細(xì)胞就可以實(shí)現(xiàn)由此發(fā)育而成的轉(zhuǎn)基因動物

優(yōu)點(diǎn)：是外源基因的整合率很高,約50%,整合率在生殖細(xì)胞中的比例約為30%

缺點(diǎn)：是不易建立ES細(xì)胞系.4.精子載體技術(shù)：精子具有吸附外源DNA的能力，受精時，將外源DNA帶入受精卵中從而形成轉(zhuǎn)基因動物。常將外源基因用脂質(zhì)體包裹后通過睪丸直接注射法使雄性動物攜帶外源基因。5、體細(xì)胞核移植法6、原始生殖細(xì)胞法隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的不斷完善，轉(zhuǎn)基因動物在醫(yī)學(xué)及生物學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如：發(fā)現(xiàn)基因的新功能、基因特異表達(dá)的研究、建立基因表達(dá)調(diào)控的動物模型等五、轉(zhuǎn)基因動物在毒理學(xué)中的應(yīng)用

轉(zhuǎn)基因動物在毒理學(xué)研究中重要的問題是如何把從動物所獲得的信息用于人，把體外資料用于體內(nèi)，把復(fù)雜的整體系統(tǒng)化為簡單的并能人為控制的系統(tǒng)，以及如何提高檢測的敏感性等代謝途徑上，通過基因轉(zhuǎn)移能人為控制某一外源化學(xué)物的代謝整體水平上，可人為控制某一基因的表達(dá)水平，從而闡明該基因在外源化學(xué)物致毒過程中的作用五、轉(zhuǎn)基因動物在毒理學(xué)中的應(yīng)用

在外源化學(xué)物對機(jī)體損害作用的研究中，轉(zhuǎn)基因技術(shù)主要是建立重要的化學(xué)物靶整體模型和解決多基因調(diào)節(jié)問題其主要應(yīng)用于

作用靶的鑒定和確認(rèn)建立疾病的動物模型

早期發(fā)現(xiàn)藥物毒性反應(yīng)五、轉(zhuǎn)基因動物在毒理學(xué)中的應(yīng)用

（一）轉(zhuǎn)基因小鼠模型在毒理學(xué)方面的應(yīng)用

目前，國際上毒理學(xué)方面應(yīng)用最多的是轉(zhuǎn)基因小鼠主要用于化學(xué)藥物的安全性評估，包括致癌評價

致突變評價生殖評價

毒物代謝方面的評價

五、轉(zhuǎn)基因動物在毒理學(xué)中的應(yīng)用

1.致癌評價用于化學(xué)藥物安全性評估的BigBlue小鼠和Mutamouse轉(zhuǎn)基因小鼠用于各種腫瘤的致癌檢測實(shí)驗(yàn)的TG、AC小鼠HK-fos、ras-H2轉(zhuǎn)基因小鼠攜帶激活的H-ras原癌基因小鼠和P53基因敲除小鼠模型五、轉(zhuǎn)基因動物在毒理學(xué)中的應(yīng)用

2.致突變評價用于致突變的實(shí)驗(yàn)的MutaTM轉(zhuǎn)基因小鼠五、轉(zhuǎn)基因動物在毒理學(xué)中的應(yīng)用

此外，用各種質(zhì)粒作為載體攜帶靶基因的誘變制備的轉(zhuǎn)基因小鼠，不僅提高了檢測的敏感性，而且經(jīng)化學(xué)物處理后的動物，基因載體可從不同組織細(xì)胞分離出來，用于化學(xué)物的組織細(xì)胞特異毒理學(xué)作用的研究五、轉(zhuǎn)基因動物在毒理學(xué)中的應(yīng)用

3.生殖毒性評價通過條件性和誘導(dǎo)性基因敲除，能對基因突變的時空特異性進(jìn)行人為控制，從而避免出現(xiàn)死胎或動物的出生缺陷其中有Zp3(編碼)透明帶硫酸糖蛋白基因敲除小鼠，如雌激素受體基因、孕酮受體基因、前列腺素受體、促性腺激素釋放激素、黃體生成素受體、雄激素受體等主要的生殖激素或受體基因敲除后，對小鼠生殖系統(tǒng)的發(fā)育功能以及生殖行為的影響五、轉(zhuǎn)基因動物在毒理學(xué)中的應(yīng)用

甲基轉(zhuǎn)移酶基因敲除小鼠，甲基化是由甲基轉(zhuǎn)移酶催化的。甲基轉(zhuǎn)移酶主要負(fù)責(zé)發(fā)育過程中建立和維持甲基化譜式。甲基化異常與許多發(fā)育紊亂及癌癥相關(guān)甲基轉(zhuǎn)移酶的研究將加深我們對這一過程調(diào)控機(jī)制的理解等五、轉(zhuǎn)基因動物在毒理學(xué)中的應(yīng)用

4.毒物代謝評價過氧化酶體增殖體(PPAR)α基因敲除小鼠，缺乏PPAR，表達(dá)不完全形成青年雄性小鼠表現(xiàn)高膽固醇血癥，但甘油三酯水平正常小鼠可用于無攝食量增加的遲發(fā)性肥胖以及過氧化酶體對日總能量消耗影響的研究，亦可用于特異受體的研究五、轉(zhuǎn)基因動物在毒理學(xué)中的應(yīng)用

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