RNA干扰MSTN和SS转基因小鼠的生长与繁殖性能及健康状况评价

发布时间：2019-09-07 15:46

【摘要】：肌肉生长抑素(Myostatin,MSTN)是对骨骼肌生长发挥负调控的因子。生长抑素(Somatostatin,SS)通过抑制生长激素分泌,进而抑制机体生长。本研究应用原核显微注射MSTN和SS RNA干扰片段所制备的转基因小鼠(分别简称MSTN转基因鼠、SS转基因鼠),应用PCR法筛选阳性转基因鼠,观察两种转基因小鼠的生长与繁殖性能,旨在了解转基因小鼠的遗传稳定性和促生长效果,探讨生长和繁殖的调控机制,并从生理生化指标等方面分析转基因小鼠的健康状况。结果如下:(1)转基因小鼠的遗传稳定性应用PCR技术检测转基因小鼠的阳性率,发现MSTN转基因小鼠F1、F2、F3代的阳性率分别为66.7%(56/84)、47.2%(17/36)、43.8%(7/16);SS转基因小鼠F1、F2、F3代的阳性率分别为61.7%(29/47)、63.6%(14/22)、47.1%(8/17),表明所用转基因小鼠可稳定遗传。(2)转基因小鼠的健康状况分别取两种转基因小鼠F1代出生后第10周的心、肝、脾、肺等脏器组织,进行HE染色,观察组织病理变化,结果显示转基因小鼠的组织没有发生病理变化,生理生化指标及脏器指数均在正常范围内波动,表明转基因操作对后代的健康状况没有造成不良影响。(3)转基因小鼠的生长性能MSTN转基因小鼠各代在第1、3周时的体重比野生型小鼠分别提高25.3%、15.6%(P0.05);其中雄性小鼠F1、F2代在5、6、7、10周时体重比野生型雄性小鼠分别提高11.8%、10.6%、7.5%、9.7%(P0.05);雌性小鼠F1代在第5周时体重比野生型雌性小鼠提高10.8%(P0.01)。这些结果表明,干扰MSTN的表达可以促进生长,且促生长能力与生长期有关,生长越快的时期促生长作用越明显。SS转基因小鼠F1、F2、F3代与野生型小鼠的体重相比,增重差异不显著(P0.05),表明SS对生长的调控可能还有其他机制。(4)转基因小鼠的繁殖性能与野生型相比,MSTN和SS的转基因小鼠F1代的窝产仔数均降低(8.8vs.11.0;9.4vs.11.0)(P0.05),但离乳率没有影响(97.4%vs.97.8%;95.5%vs.97.8%),推测干扰MSTN和SS的表达,可能抑制卵泡的发育,但对小鼠泌乳性能没有影响。(5)转基因小鼠促生长作用的机制通过测定MSTN转基因小鼠F1代肌肉组织中MSTN m RNA表达和蛋白水平,发现MSTN m RNA表达明显下降,在第3、10周时,在胫骨前肌中分别下调45%、65%(P0.01);在第10周时,在腓肠肌中下调20%(P0.05);此外MSTN蛋白表达量在第3、10周时均下调;血清中MSTN激素水平也下降,且在第10周时明显降低(P0.01)。同样地,Leptin m RNA表达量在第3周时降低44.2%(P0.05),血清中Leptin水平也下降,特别在第10周时下降最明显(P0.01)。肌纤维形态研究结果发现,肌纤维密度在第3周时增加31.9%(P0.05);肌纤维横截面积与直径在第10周时分别增大21.0%(P0.05)和8.5%(P0.05)。此结果表明,干扰MSTN的表达,能有效降低MSTN和Leptin的表达与分泌,促进小鼠骨骼肌的生长并抑制脂肪代谢,进而促进小鼠体重增加,最终促进小鼠的生长。通过测定SS转基因小鼠F1代胃、肠、脑组织中SS m RNA表达和蛋白水平,发现SS转基因小鼠各种组织中,SS m RNA表达和蛋白水平下降不明显;但SS激素水平下降,且在第10周时差异极显著(P0.01);GH激素水平上升,且在第3、6周时差异显著(P0.05)。此结果表明,干扰SS的表达,能显著降低SS激素水平,进而促进GH激素水平,但为何对小鼠的促生长作用不明显,尚待进一步研究。综上所述,MSTN转基因小鼠具有遗传稳定性且健康状况良好,体内干扰MSTN后,能抑制MSTN的表达与分泌,进而促进生长。SS转基因小鼠虽然具有遗传稳定性和安全性,但促生长效果不明显。本研究可为今后生产优良性状的转基因大动物提供理论参考并奠定基础。
【图文】：

编码序列,作用机制,转基因小鼠,动物

RNA 干扰 MSTN 和 SS 转基因小鼠的生长与繁殖性能及健康状况评价将 siRNA 导入生物机体内，能在全身各细胞中抑制靶基因的表达，这是 RNAi 技术的重要进展。用显微注射可以使表达 siRNA 载体进入动物卵细胞中，来制备转基因的动物（Kunath et al2003），或将带有 shRNA 编码序列的重组慢病毒感染动物早期胚胎来制备转基因动物（Tiscornia et al2003）。Golding 等人用干扰技术抑制 PRN的表达水平，并获得转基因羊胎儿，羊胎儿 PRNP 表达水平受到了抑制（Golding eal 2006）。在研究过程中经常将转基因小鼠作为实验模型动物，，这与转基因小鼠具有相对成本低，妊娠期短，基因易于改造的特点密切相关。

转基因小鼠,转基因动物,水平转移,转基因产品

图 1-2 RNA 干扰转基因小鼠的制备（http://www.cyagen.com.cn）Fig. 1-2 The preparation of RNAi transgenic mice（http://www.cyagen.com.cn）.1.3 转基因动物健康状况评价转基因动物的安全性主要考虑：环境、动物本身和后代及其转基因动物产品全性。在环境安全方面主要是为防止动物的逃逸和基因的水平转移而造成基因到自然界中，但转基因动物可以通过隔离和加强管理来防止动物的逃逸。有研发现转基因猪不会通过接触等途径进行外源基因的水平转移（Wheeler et al2010基因牛也不会发生上述水平转移（Xu et al2011）。在动物自身健康方面。由于基因的导入，可能对机体产生潜在的影响，因此需要通过检测其遗传稳定性、繁殖性能及血常规等生理生化指标来判断动物的健康状况。在转基因产品方面需要进行毒理、致敏性检测等，从而保证转基因产品的安全性。目前转基因动安全性仍备受关注，如：转基因动物的安全的问题，转基因食品能否被端上餐
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S814.1

【参考文献】