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() 一种基于CRISPR/Cas9构建miR-181a-2敲除小鼠动物模型的方法及其应用技术_技高网

一种基于CRISPR/Cas9构建miR-181a-2敲除小鼠动物模型的方法及其应用技术

技术编号:45059503 阅读:3 留言:0更新日期:2025-04-22 17:42
本发明专利技术公开了一种基于CRISPR/Cas9构建miR‑181a‑2敲除小鼠动物模型的方法及其应用,属于转基因技术领域。本发明专利技术设计了特异性靶向非编码基因miR‑181a‑2的两条sgRNA,包括核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示的sgRNA 1和如SEQ ID NO.5所示的sgRNA 4,结合Cas9蛋白进行双向敲除,获得了稳定繁殖的miR‑181a‑2敲除小鼠品系。实验结果表明,本发明专利技术提供的敲除方法在制备小鼠模型中未发生脱靶,具备精确、高效、简便的优势。利用该敲除品系构建了口腔癌模型,缩短了造模时间,降低研究成本,在科研效率和成果转化方面具有显著优势,为口腔癌相关治疗提供极大的便利。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及转基因,特别是涉及一种基于crispr/cas9构建mir-181a-2敲除小鼠动物模型的方法及其应用。


技术介绍

1、基因编辑技术是通过核酸内切酶对基因组dna进行定向改造的技术,可以实现对特定dna碱基的缺失、替换等。目前,常用的三种基因编辑工具分别是:锌指核酸酶(zincfinger nucleases,zfns)、类转录样效应因子核酸酶(transcriptionactivator-like effectornucleases,talens)以及crispr/cas9系统,其中crispr/cas9作为一种新型的基因组编辑技术,具有简单、特异性好、切割效率高的优点。crispr/cas9技术在多种生物体内得到了应用,成功获得了多种基因修饰后的生物。目前,crispr/cas9技术形成了仅需sgrna和cas9蛋白共同作用即可实现对目的序列编辑的工程化系统。目前,crispr/cas9技术被广泛应用于肿瘤学研究领域,针对肿瘤发展过程中的关键基因,通过直接受精卵注射cas9蛋白和sgrna制备基因编辑动物模型,用于相关疾病发病机制研究,为生物医学研究领域提供更多新的模型资源。该技术已被用于构建多种小鼠基因敲除模型,为研究特定基因的功能和疾病机理提供了重要工具。

2、mirna是一类长度在18-25个核苷酸的内源性单链小分子非编码rna,广泛存在于真核生物细胞内,具有重要的基因调节作用。近年来,mirna的功能已成为肿瘤学研究重点,其在不同类型肿瘤中差异性表达,并直接参与调控肿瘤细胞的周期、分化、凋亡、侵袭和远距离转移等关键生物学过程。与蛋白表达相比,mirna作为生物标志物更为敏感,这使得它们在肿瘤的诊断和治疗中具有较大的应用潜力。研究报道,mir-181a家族被证实在恶性转化过程中发挥关键作用,该家族成员主要通过表达变化影响靶基因表达并作用于相关信号通路,最终影响肿瘤细胞的生长、程序性死亡、分化、转移等生物学行为。mir-181a-5p是mir-181家族中高度保守的一个成员,位于9号染色体长臂上。mir-181a-5p主要由前体mir-181a-2转录而来,其广泛参与调控机体内许多组织细胞的增殖分化过程。mir-181a-5p在不同肿瘤、同一肿瘤的不同组织类型的表达水平不一致,在癌症发展过程中具有双重调控作用,可作为肿瘤抑制因子或肿瘤启动因子,在转录后水平影响靶基因的表达,这显示了mir-181a-5p调控机制的复杂性与多样性。有文献报道,mir-181a-5p在乳腺癌、甲状腺癌、多发性骨髓瘤、肝癌等肿瘤中表达上调,表现为促癌mirna,促进肿瘤的发生发展和侵袭转移。而与此同时,mir-181a-5p在非小细胞肺癌、胶质母细胞瘤、口腔癌、急性髓细胞白血病等恶性肿瘤中表达量降低,表现为抑癌mirna,抑制肿瘤细胞的增殖和侵袭。在胃癌中mir-181a-5p可以调控细胞的自噬和凋亡,在肝细胞癌中mir-181a-5p可靶向egr1抑制egr1/tgf-β/smad信号通路,抑制细胞恶性增殖。mir-181a-5p还与pten/akt、nf-κb、wnt信号通路相关,参与肿瘤的发生发展。

3、鉴于mir-181a-5p在多种肿瘤发展进程中发挥关键作用,进一步研究mir-181a-5p的功能与作用对于阐明肿瘤的发病机制具有重要意义。如何快速准确的构建mir-181a-5p敲除小鼠动物模型,以促进相关疾病的研究,是目前急需解决的问题。

4、crispr/cas9技术存在以下风险:①脱靶效应,即cas9酶可能切割非目标dna序列,导致非预期的基因突变;②protospaceradjacent motif(pam)序列限制;③马赛克现象;④基因组不稳定性;⑤纯合致死,理论上,大约有1/3的基因纯合敲除后会导致小鼠胚胎期死亡或出生期死亡。前期研究结果表明,mir-181a全身性敲除小鼠存活率显著降低。这意味着mir-181a-1/2全身性敲除可能会出现纯合致死现象。因此,亟需在制备mir-181a敲除小鼠动物模型时,考虑这种潜在的风险,采取相应的措施来避免或减少这种致死现象的发生。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种基于crispr/cas9构建mir-181a-2敲除小鼠动物模型的方法及其应用,以解决上述现有技术存在的问题,本专利技术提供了特异性靶向非编码基因mir-181a-2的两条sgrna,利用cas9蛋白对mir-181a-2进行双向敲除,获得了稳定繁殖的mir-181a-2敲除小鼠动物模型。

2、为实现上述目的,本专利技术提供了如下方案:

3、本专利技术提供了一种用于敲除小鼠mir-181a-2的sgrna,所述sgrna由核苷酸序列如seq id no.2所示的sgrna1和核苷酸序列如seq id no.5所示的sgrna4组成。

4、本专利技术还提供了一种所述的sgrna在制备敲除小鼠mir-181a-2的产品中的应用。

5、优选的是,所述产品为试剂盒。

6、本专利技术还提供了一种敲除小鼠mir-181a-2的试剂盒,包括所述的sgrna。

7、本专利技术还提供了一种构建mir-181a-2敲除小鼠动物模型的方法,包括使用所述的sgrna或所述的试剂盒进行基因敲除的步骤。

8、优选的是,包括以下步骤:

9、将所述的sgrna与cas9 mrna制备显微注射液,采集受精卵后进行显微注射,获得注射后存活受精卵,移植所述注射后存活受精卵至代孕母鼠,获得仔鼠,鉴定基因型,获得f0代阳性小鼠;

10、将所述f0代阳性小鼠与野生型背景鼠交配,获得f1代小鼠,鉴定基因型,获得f1代杂合小鼠;

11、将所述f1代杂合小鼠中的雄鼠和雌鼠交配,获得f2代小鼠,鉴定基因型,获得f2代纯合小鼠,即得所述mir-181a-2敲除小鼠动物模型。

12、优选的是,所述显微注射液中,所述sgrna与所述cas9 mrna的质量比为1:2。

13、优选的是,所述鉴定基因型包括使用核苷酸序列如seq id no.11-12所示的引物进行pcr反应和对所述pcr反应的产物进行琼脂糖凝胶电泳的步骤。

14、本专利技术还提供了一种根据所述的方法获得的mir-181a-2敲除小鼠动物模型在研制抗肿瘤药物中的应用。

15、优选的是,所述肿瘤为口腔癌。

16、本专利技术公开了以下技术效果:

17、本专利技术利用crispr/cas9技术设计特异性靶向非编码基因mir-181a-2的两条sgrna,结合cas9蛋白进行双向敲除,可获得稳定繁殖的mir-181a-2敲除小鼠品系,提供了一种精确、高效且简单易行的方法,成功避免mir-181a-1/2同时敲除导致的纯合致死风险,便于研究人员快速实施和重复实验。本专利技术为探究mir-181a的功能提供了重要工具,有助于推动mir-181a在相关疾病机制研究和治疗策略方面的应用,同时减少实验动物的使用,降本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于敲除小鼠miR-181a-2的sgRNA,其特征在于,所述sgRNA由核苷酸序列如SEQID NO.2所示的sgRNA1和核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示的sgRNA4组成。

2.一种如权利要求1所述的sgRNA在制备敲除小鼠miR-181a-2的产品中的应用。

3.如权利要求2所述的应用,其特征在于,所述产品为试剂盒。

4.一种敲除小鼠miR-181a-2的试剂盒,其特征在于,包括权利要求1所述的sgRNA。

5.一种构建miR-181a-2敲除小鼠动物模型的方法,其特征在于,包括使用权利要求1所述的sgRNA或权利要求4所述的试剂盒进行基因敲除的步骤。

6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,包括以下步骤:

7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述显微注射液中,所述sgRNA与所述Cas9mRNA的质量比为1:2。

8.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述鉴定基因型包括使用核苷酸序列如SEQID NO.11-12所示的引物进行PCR反应和对所述PCR反应的产物进行琼脂糖凝胶电泳的步骤。

9.一种根据权利要求5-8任一项所述的方法获得的miR-181a-2敲除小鼠动物模型在研制抗肿瘤药物中的应用。

10.如权利要求9所述的应用,其特征在于,所述肿瘤为口腔癌。

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【技术特征摘要】

1.一种用于敲除小鼠mir-181a-2的sgrna,其特征在于,所述sgrna由核苷酸序列如seqid no.2所示的sgrna1和核苷酸序列如seq id no.5所示的sgrna4组成。

2.一种如权利要求1所述的sgrna在制备敲除小鼠mir-181a-2的产品中的应用。

3.如权利要求2所述的应用,其特征在于,所述产品为试剂盒。

4.一种敲除小鼠mir-181a-2的试剂盒,其特征在于,包括权利要求1所述的sgrna。

5.一种构建mir-181a-2敲除小鼠动物模型的方法,其特征在于,包括使用权利要求1所述的sgrna或权利要求4所述的试剂...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋国华吴学海王恬杨钧婷王晓堂闫晓如马云辉高继萍宋晓娜
申请(专利权)人:山西医科大学
类型:发明
国别省市:

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