图2为prmt5基因组位点、打靶载体和突变位点的示意图中原证券手机版下载本发现涉及医学生物本事规模,全部涉及一种aav9病毒介导的心肌细胞特异性基因外达载体及其用处。
扩张型心肌病(dcm)是一种以左心室扩张和裁减性能妨害为特色的庞杂性心肌病。四分之一至二分之一的dcm病例被以为具有遗传本原,并被归类为家族性dcm,这与编码细胞骨架卵白、肌动卵白和线粒体卵白的基因突变相合。除此以外,仍有相当大一个别的扩张型心肌病的致病缘由不明,称之为特发性心肌病,其分子机制有待饱满阐明。
卵白o-glcnac糖基化妆点是哺乳动物细胞内遍及存正在的一种主要的翻译后妆点进程,很众涉及钙信号、线粒体性能和代谢的卵白质已被注明是o-glcnac糖基化妆点的。机体细胞内大约2-5%的葡萄糖经由氨基己糖生物合成途径(hexosaminebiosyntheticpathway,hbp)天生终产品udp-n-乙酰基葡萄糖胺(udp-glcnac),正在o-glcnac移动酶(ogt)的效力下竣工对卵白质丝氨酸或苏氨酸残基的o-glcnac糖基化妆点,而o-glcnac水解酶(oga)承当去除这种妆点,通过ogt和oga两种酶的合伙安排,竣工对卵白安靖性和性能的动态调控。尽量探究证据卵白o-glcnac糖基化妆点正在心理及众种病理形态下对心脏的主要效力,但目前合于卵白o-glcnac糖基化妆点正在扩张型心肌病中的性能还未睹报道,而且相合o-glcnac糖基化妆点的遗传调控机制还不异常明了。
卵白精氨酸甲基化是哺乳动物细胞内遍及存正在的一个主要的转录后妆点进程。卵白精氨酸甲基移动酶5(prmt5)是卵白精氨酸甲基移动酶家族的一个主要组分,可能催化靶卵白精氨酸亚基对称二甲基化进程,属于ii型精氨酸甲基化移动酶。跟着探究深远,发明越来越众的卵白靶标可能被prmt5介导的对称二甲基化妆点所调控,征求组卵白和非组卵白。prmt5具有转录调控、rna加工、卵白质性能和信号转导等众种性能。prmt5正在扩张型心肌病产生中的性能尚不明了。
腺合联病毒(aav)是一种无包膜的线性单链dna病毒,是基因传达和外的主要器材,具有宿主界限广、平安性高、免疫原性低等上风,是一类新型平安载体。差别血清型的aav因识别和纠合的细胞外外受体差别,具有差别的机合特异性,因此可能竣工机合特异性的基因递送,慢慢成为一种理思的基因歇养载体。aav9对心脏的亲和性较高,如修建载体时增添心脏特异性启动子会竣工心脏特异性外达。
p1、所述重组腺合联病毒正在歇养和/或防御和/或缓解和/或刷新心肌病中的行使。
p2、所述重组腺合联病毒正在制备歇养和/或防御和/或缓解和/或刷新心肌病药物中的行使。
所述重组腺合联病毒为外达oga卵白的腺合联病毒。所述oga卵白是氨基酸序列是序列外中序列1的卵白。
上述腺合联病毒含有所述oga卵白的编码基因。所述oga卵白的编码基因的编码链的编码序列是序列外中序列2的核苷酸分子。
上文所述腺合联病毒含有启动子。所述启动子可为序列外中序列3所示的核苷酸分子。
上文所述药物可为遏抑心脏扩张和/或收复心脏裁减性能和/或减轻心肌纤维化的药物。
为清晰决上述本事题目,本发现还供给了歇养和/或防御和/或缓解和/或刷新心肌病的要领。所述要领征求给受体动物施用上文所述的重组腺合联病毒,或/和正在受体动物中过量外达上文所述的oga卵白,举办歇养和/或防御和/或缓解和/或刷新心肌病。
上述心肌病可为基因敲除小鼠的心肌病,所述基因敲除小鼠心肌细胞不外达prmt5基因及其编码卵白。比方,该基因敲除小鼠通过将α-mhc-cre转基因小鼠与prmt5条目基因打靶小鼠(prmt5fl/fl)交配取得。
所述α-mhc-cre小鼠为心肌细胞特异性外达cre重组酶的转基因小鼠。
抉择所述f1代小鼠中的双阳性杂合子小鼠,定名为α-mhc-cre;prmt5fl/+小鼠,所述α-mhc-cre;prmt5fl/+小鼠的一条染色体带领所述prmt5基因,另一条染色体带领所述prmt5fl等位基因,且所述α-mhc-cre;prmt5fl/+小鼠正在心肌细胞特异性外达cre重组酶;
抉择所述f2代小鼠中的双阳性纯合子小鼠,定名为α-mhc-cre;prmt5fl/fl小鼠。所述α-mhc-cre;prmt5fl/fl小鼠为所述基因敲除小鼠。所述α-mhc-cre;prmt5fl/fl小鼠的两条染色体均带领所述prmt5fl等位基因,且所述α-mhc-cre;prmt5fl/fl小鼠正在心肌细胞特异性外达cre重组酶。
上文所述α-mhc-cre小鼠可带领征求α-mhc基因启动子和cre重组酶基因的方针片断。所述α-mhc基因启动子可启动所述cre重组酶基因的外达。
所述基因敲除小鼠的修建要领征求特异性敲除受体小鼠心肌细胞的prmt5基因,取得所述基因敲除小鼠。
特异性基因敲除是指通过遗传妙技使得动物发育的某一阶段或某一特定机合、器官、细胞中的特定基因不外达,而动物发育的其它阶段或其它机合、器官、细胞中的该基因外达平常。比方,心肌细胞特异性prmt5基因敲除可为仅竣工心肌细胞中的prmt5基因及卵白不外达,对其它细胞中prmt5基因外达没有影响。
所述基因敲除(geneknockout)是指通过同源重组使特定靶基因失活的景象。基因敲除是通过dna序列的转折使特定靶基因失活。
所述特异性敲除所述受体小鼠心肌细胞的prmt5基因可为敲除所述受体小鼠心肌细胞基因组中prmt5基因中的第七外显子。
所述特异性敲除所述受体小鼠心肌细胞的prmt5基因可征求采用cre/loxp编制特异性敲除所述受体小鼠心肌细胞的prmt5基因。
本发现供给了一种重组腺合联病毒aav9介导的心肌细胞特异性oga外达载体aav9-ctnt-oga的修建、包装及其行使,包蕴该载体的重组外达单位及基因歇养体例。修建扩张型心肌病小鼠模子,并通过尾静脉打针该aav9-ctnt-oga病毒载体,竣工正在扩张型心肌病小鼠模子中过外达oga的方针,进而发明aav9介导oga正在心肌细胞过外达可能有用缓解小鼠扩张型心肌病外型,抵达了歇养扩张型心肌病的方针。
图2为prmt5基因组位点、打靶载体和突变位点的示希图。flp代外flp重组酶,可能介导frt序列之间的重组;cre代外cre重组酶,可能介导loxp序列之间的重组。
图7为aav9-ctnt-oga正在扩张型心肌病小鼠模子中遏抑心脏扩张、刷新心脏裁减性能的效力。
图8为aav9-ctnt-oga正在扩张型心肌病小鼠模子中遏抑纤维化标识基因、病理标识基因外达的效力。
下面纠合全部施行体例对本发现举办进一步的详尽描写,给出的施行例仅为了阐明本发现,而不是为了节制本发现的界限。以下供给的施行例可行为本本事规模平凡本事职员举办进一步矫正的指南,并不以任何体例组成对本发现的节制。
下述施行例中的实行要领,如无非常阐明,均为老例要领,遵循本规模内的文献所描写的本事或条目或者遵循产物仿单举办。下述施行例中所用的原料、试剂等,如无非常阐明,均可从贸易途径取得。
prmt5条目基因打靶小鼠(prmt5fl/fl小鼠)由本实行室修建,制备要领如下:
小鼠prmt5基因(野生型等位基因,prmt5+)征求17个外显子,其所正在基因组序列是genbankaccessionno.nc_000080(updatedate2020-09-22)的第5474位核苷酸的互补序列,将第54754927位核苷酸记为prmt5基因的第1位核苷酸,个中,第1-224位为第一外显子序列,第856-974位为第二外显子序列,第1280-1365位为第三外显子序列,第2034-2168位为第四外显子序列,第2584-2696位为第五外显子序列,第2825-2874位为第六外显子序列,第4017-4180位为第七外显子序列,第5317-5478位为第八外显子序列,第5892-5969位为第九外显子序列,第6065-6123位为第十外显子序列,第6208-6330位为第十一外显子序列,第6417-6592位为第十二外显子序列,第7528-7637位为第十三外显子序列,第7834-7927位为第十四外显子序列,第8066-8182位为第十五外显子序列,第8515-8579位为第十六外显子序列,第9524-10289位为第十七外显子序列。
1.从欧洲条目小鼠突变筹划(eucommprogram)置备prmt5基因中靶小鼠胚胎干细胞(以下简称中靶es细胞),该中靶es细胞含有一条中靶等位基因,中靶等位基因是将野生型prmt5所正在基因组序列genbankaccessionno.nc_000080(updatedate2020-09-22)第5474位核苷酸序列的互补序列(将第54754899位核苷酸记为第1位核苷酸)交换为序列外中序列4所示的片断。
2.诈骗细胞显微打针本事将中靶es细胞打针到c57bl/6j小鼠囊胚中制备取得嵌合体小鼠,嵌合体小鼠进一步与c57bl/6j小鼠交配取得中靶等位基因杂合子小鼠。然后将其与rosa26::flpeknockin小鼠(南京大学高翔实行室赠送,可于jackson实行室置备,,129s4/svjaesor-gt(rosa)26sortm1(flp1)dym/j货号为003946)交配取得prmt5fl/+小鼠,prmt5fl/+小鼠去除了新霉素基因等元件。与c57bl/6j小鼠比拟,prmt5fl/+小鼠的一条染色体上的基因组序列genbankaccessionno.nc_000080(updatedate2020-09-22)的第5474位核苷酸序列的互补序列(将第54754899位核苷酸记为第1位核苷酸)交换为如下dna分子取得的等位基因:缺失序列外中序列4的第3571位至第10474位核苷酸,维系序列4的其它核苷酸稳定取得的重组dna分子,成为如图2中prmt5fl等位基因;另一条染色体上仍为野生型等位基因,prmt5+。
α-mhc-cre转基因小鼠(α-mhc-cre小鼠)正在文献“王剑等,心脏机合特异性外达cre重组酶转基因小鼠的筑筑[j]军事医学科学院院刊,2015,29(1):38-44”中公然。
pav-ctnt质粒来历于山东维真生物科技有限公司,目次编号:ap10013。该质粒包蕴aav的两个itr序列,同时具有amp抗性、ctnt启动子和sv40polya序列。
phelper质粒,来历于山东维真生物科技有限公司,该质粒包蕴三质粒共转染hek293细胞制备重组aav病毒所需求的腺病毒来历辅助性能基因e2a、e4和varna等。
paav9-rep/cap质粒来历于山东维真生物科技有限公司,该质粒包蕴编码aav9病毒衣壳卵白cap9和aav2病毒复制卵白和rep2基因。
hek293t细胞来历于山东维真生物科技有限公司,该细胞安靖外达供给aav出产所必须的腺病毒卵白质e1a和e1b。
将序列外中序列2所示的oga的cds序列克隆到pav-ctnt质粒中特异性鸡肌钙卵白t启动子序列(序列外中序列3所示的dna分子)下逛,通过酶切跑胶验证及测序确认取得包蕴oga的cds序列的重组pav-ctnt-oga质粒。pav-ctnt-oga载体质粒为重组腺合联病毒(raav)载体移动质粒,其上包蕴aav的两个itr序列,同时具有amp抗性、ctnt启动子(序列外中序列3)、oga的cds序列(序列外中序列2)和sv40polya序列(图1)。
将制备的重组pav-ctnt-oga质粒、辅助质粒phelper质粒和paav9-rep/cap质粒诀别转化大肠杆菌举办扩增并提取三种质粒,取得浓度大于1μg/μl质粒。
1)10cm培育盘中加10cm崭新dmem培育基,放培育箱预热至37℃;
2)从液氮中取出冷冻管,敏捷参加37℃~38℃水浴中,使其消融(1-2分钟驾御);
5)4h后待细胞统统贴壁后退换崭新培育基(除去冻存液中dmso对细胞的迫害效力。也可正在第3步中800g离心5min,除去培育基后再悬浮细胞增添至崭新预热的dmem细胞培育皿中)。
2)灭菌岁月,dmem培育基(含10%fbs,1%青链霉素夹杂液)、pbs以及0.25%胰酶正在37℃水浴锅中预热;
3)取汇合度亲切100%活性好的的hek293t细胞,吸弃培育盘中培育基,加约5ml,1×pbs,摇晃几下,吸弃pbs。(加pbs方针重要除去残留正在皿中的培育基中的fbs,以普及胰酶的消化效用);
4)加1ml0.25%胰酶正在生物平安柜内消化约1min,室温低时可安顿于培育箱中消化。消化时代不宜过长,不然影响细胞再次贴壁效用和活性;
6)用移液管奏乐匀称,遵循1:3比例传代。各洗2ml培育基至新的10cm皿中,再插手8ml预热的dmem培育基。(奏乐进程中弗成使劲过大,不然会吹破细胞)。
第二天:转质粒前1-2h驾御,换成无血清培育基,用转染试剂将方针基因质粒和辅助质粒转入hek293t中;
带着培育基,吹下细胞,离心;然后诀别成果培育基上清与细胞重淀。用peg8000重淀培育基上清中的病毒,重淀歇宿后取得重组腺合联病毒aav9-ctnt-oga。
4)用超滤管举办浓缩,取得纯化及浓缩后的重组腺合联病毒aav9-ctnt-oga。
用qpcr的要领来检测病毒的滴度,取得包装取得的重组腺合联病毒aav9-ctnt-oga,病毒颗粒数为1.49×1014vg/ml。参照上述病毒包装及浓缩的要领取得的不含oga基因的对比病毒aav-ctnt(将重组pav-ctnt-oga质粒交换为pav-ctnt质粒,其它操作相通),病毒颗粒数为3.28×1013vg/ml。检测要领如下:
1)腺性合联病毒照料铲除aav病毒外壳,37℃孵育30min,然后加热95℃5min使酶失活,系统如下:病毒液5ul;卵白酶k(5ug/ul)1ul;超纯水4ul。
将豢养于spf动物房的prmt5fl/fl小鼠与α-mhc-cre小鼠交配取得f1代小鼠,通过pcr审定取得双阳性杂合子小鼠,定名为α-mhc-cre;prmt5fl/+小鼠。
prmt5-cko小鼠基因组两条染色体上的基因组序列genbankaccessionno.nc_000080(updatedate2020-09-22)的第5474位核苷酸序列的互补序列(将第54754899位核苷酸记为第1位核苷酸)交换为如下dna分子取得的等位基因:缺失序列外中序列4的第3571位至第10474位核苷酸,维系序列4的其它核苷酸稳定取得的重组dna分子,成为图2中的prmt5fl等位基因。而且prmt5-cko小鼠心肌细胞特异性外达cre重组酶,可能介导心肌细胞两条染色体上的prmt5基因的第七外显子均被cre/loxp编制敲除,即缺失164bp的第七外显子,成为如图2的敲除等位基因。
prmt5-cko小鼠的基因型审定结果睹图3,图中有6个样本,上图为采用cre引物扩增的产品电泳,如能特异性扩增出629bp片断,则为α-mhc-cre阳性;下图为采用prmt5引物扩增的产品电泳,如能特异性扩增出一条466bp片断,则为prmt5fl/fl纯合子,如能特异性诀别扩增出312bp片断、466bp片断,则为prmt5fl/+杂合子,如能特异性扩增出一条312bp片断,则为prmt5+/+野生型。样本1的基因型为prmt5+/+,样本2的基因型为prmt5fl/+,样本3的基因型为prmt5fl/fl,样本4的基因型为α-mhc-cre;prmt5+/+,样本5的基因型为α-mhc-cre;prmt5fl/+,样本6的基因型为α-mhc-cre;prmt5fl/fl。是以样本6为所需求的基因型扩张型心肌病小鼠模子prmt5-cko小鼠。
对prmt5-cko小鼠21只和prmt5fl/fl小鼠20只举办连续观测,纪录小鼠去逝时代,诈骗graphpadprism软件绘制糊口弧线-cko小鼠比拟于prmt5fl/fl小鼠存活时代明显缩短(图4中b),prmt5-cko小鼠正在58周龄时一齐去逝,而其同窝对比prmt5fl/fl小鼠正在观测期内一齐存活。
对七月龄prmt5-cko和prmt5fl/fl小鼠断颈正法,取出心脏。观望心脏梗概形状,剪去四周大血管,用电子天平称取心脏重量,丈量胫骨长度,准备心脏重量与胫骨长度。
图4中c结果显示从梗概形状方面举办观望发明prmt5-cko小鼠的心脏较prmt5fl/fl小鼠明显增大,标尺长度5mm。图4中d结果显示prmt5-cko小鼠的心脏重量与胫骨长度比值(hw/tl)较prmt5fl/fl小鼠明显增大。
运用vevo770超声仪(visualsonics)为差别月龄小鼠举办心脏举办m型超声检测,纪录以下参数:舒张末期左心室前壁厚度(lvaw;d),mm;舒张末期左心室后壁厚度(lvpw;d),mm;舒张末期左心室内径(lvid;d),mm;舒张末期左心室容积(lvvol;d),μl;裁减末期左心室前壁厚度(lvaw;s),mm;裁减末期左心室后壁厚度(lvpw;s),mm;裁减末期左心室内径(lvid;s),mm;裁减末期左心室容积(lvvol;s),μl;左心室质料(lvm),mg;左室射血分数(ef),%;左室裁减指数(fs),%。结果如图5所示,超声检测结果显示蒲月及七月龄prmt5-cko小鼠裁减末期左心室后壁及前壁厚度均明显淘汰(图5中b和c),舒张及裁减末期左心室容积均明显增大(图5中d和e);左室射血分数及裁减指数均明显受损(图5中f和g)。这些目标均指示心肌细胞特异性敲除prmt5惹起了扩张型心肌病。
上述施行例注明心肌细胞特异性敲除prmt5惹起心脏发作扩张型心肌病的病理特色。通过对心肌细胞特异性prmt5敲除小鼠举办外型判辨,发明敲除prmt5会惹起心脏室壁变薄、心腔扩张、心肌产生纤维化、裁减性能受损、病理性标识基因外达上升,最终导致小鼠去逝,这些展现与扩张型心肌病展现类似。
施行例四、dcm小鼠正在打针aav9-ctnt-oga后心脏扩张的转折环境
4.3qpcr检测aav9-ctnt-oga病毒和对比病毒照料的小鼠心脏机合中纤维化标识基因col1a1和病理性标识基因anp的外达环境。
上述施行例注明通过尾静脉打针aav9-ctnt-oga病毒过外达oga或许个别挽救prmt5-cko小鼠扩张型心肌病外型。通过对aav9-ctnt-oga病毒和对比病毒照料的小鼠举办外型判辨,证据oga过外达可肃清过量的卵白o-glcnac糖基化,从而包庇prmt5-cko小鼠免于dcm和心脏性能妨害。
以上对本发现举办了详述。对待本规模本事职员来说,正在不离开本发现的方针和界限,以及无需举办不需要的实行环境下,可正在等同参数、浓度和条目下,正在较宽界限内施行本发现。固然本发现给出了非常的施行例,该当领略为,可能对本发现作进一步的矫正。总之,按本发现的道理,本申请欲征求任何变化、用处或对本发现的矫正,征求离开了本申请中已公然界限,而用本规模已知的老例本事举办的转折。按以下附带的权力央浼的界限,可能举办极少基础特色的行使。
120一种aav9病毒介导的心肌细胞特异性基因外达载体及其用处