Apr.2017.37(2) 实验动物与比较医学LaboratoryAnimal and Comparative Medicine 89 doi:10.39690.issn.1674・5817.2017.02.002 Afp-cre.1acZ转基因小鼠的构建 顾晓雯・,孙瑞林z,费俭1 (1.同济大学生命科学与技术学院,上海200092; 2.上海南方模式生物科技股份有限公司,上海201203) [摘要】目的研究甲胎蛋白(Afp)l ̄El性细胞的增殖分化在组织生长修复,肿瘤发生过程中的作用, 建立Aep.CreERT转基因小鼠细胞示踪系统。方法 采用DNA雄原核显微注射方法获得Afp— CreERT转基因小鼠,筛选出合适的品系后,使之与Rosa26一lacZ工具小鼠杂交,获得Cre ̄acZ双 阳性的Afp—cre—lacZ转基因小鼠。结果 显微注射后,共出生小鼠56只,经PCR鉴定Cre阳性 小鼠共4只,阳性小鼠传代后各为一系。筛选内源性Alp表达与Cre表达相对符合的品系作为Afp. CreERT转基因小鼠品系建系。Afo.CreERT转基因小鼠与Rosa26一lacZ工具小鼠杂交,经PCR鉴定 后获得CreflacZ双阳性的Afp—cre—lacZ转基因小鼠。经实时PCR,X—gal染色,免疫荧光染色鉴定 后得到Afp—cre—lacZ转基因小鼠细胞示踪系统,同时证实该系统能够正确示踪Afp表达阳性的细 胞,同时也能够应用于肝损伤小鼠模型中。结论成功构建了Afp.cre.1acZ转基因小鼠细胞示踪 系统,为研究这类细胞的谱系发生提供了工具。 [关键词】甲胎蛋白(Afp);转基因小鼠模型;细胞示踪 [中图分类号】Q95.33[文献标识码]A[文章编号】1674—5817(2017)02—0089—05 甲胎蛋( ̄(alpha—fetoprotein,Afp)是由afp基因 对Afp表达阳性的细胞类群的研究并不多见。在正 常的成体组织器官中,是否还有AfD阳性细胞?如 果有,那么这些细胞与胚胎期的Afp阳性细胞有何 关联?在组织发育、损伤修复甚至是肿瘤形成的过 编码的一种糖蛋白,属于血清白蛋白一类的蛋白家 族。该蛋白于1956年自人类胚胎中首次被发现…。 在胚胎发育过程中,Afp基因开放表达,并且合成 具有重要功能的Afp[21。但随着发育完成,Afp的 表达量逐渐降低,出生2年后,血清中基本已经 检测不到Afp[3,41。成年以后的Afp的高表达往往与 程究竟扮演怎样的角色?这些问题目前还不明了。 为了研究表达AfD表达阳性的这类细胞的功能,本 文利用CreERT—loxP系统建立了以Afp基因表达为 肿瘤密切相关【 。在对肝脏肿瘤的临床诊断中,血 清中Afp的含量甚至成为了一项重要指标【6’7]。在生 物学方面,有研究[8]指出Afp基因的表达与肝癌细 胞的增殖相关,是一种促癌基因。还有研究[ ]显 标志的小鼠细胞谱系活体模型,并在肝脏中,验 证了这一模型的应用。 1材料与方法 1.1材料 示,在一些肝癌细胞中,Afp基因的表达甚至与表 观调控有关。由此可见,Afp与细胞的发育、增 1.1.1实验动物SPF级雄性C57BL/6Jd ̄鼠,8—12周 殖密切相关,针对其作用与机制的研究多有报道。 然而从细胞角度来说,以Afp为细胞表面标记,针 [收稿日期】2017—02.05 龄,上海南方模式生物科技股份有限公司提供 [SCXK(沪)2014.0002】,所有动物实验均在上海南 方模式生物研究中心完成[SYXK(沪)2013—0035]。 动物实验方案获得公司动物伦理委员会的批准。 1.2试剂和实验仪器 PCR试剂盒Taq PCR MasterMix、反转录试 剂盒FastQuant RT Super Mix、Realtime PCR试剂 [基金项目】国家重点基础研究发展计划(2010CB945501) 【作者简介】顾晓雯(1988一),女,博士,从事生物化学与分子生 物学研究。E—mail:17guxiaowen@ton鲥i.edu.ca 【通讯作者]费俭,教授。E—mail:jfei@t0n舀i.edu.ca 实验动物与比较医学Laboratory Animal and Comparative Medicine 盒SuperReal PreMix Plus SYBR Green、TRiZol购 自北京Tiangen公司,GenenRulerl kb DNA Ladder 购自美国MBI Fermentas公司,他莫昔芬、玉米 油、Nuclear Fast Red染料、硫酸铝钾十二水合 物、六氰基亚铁酸钾三水合物、铁氰化钾、氯化 镁六水合物、N,N一二甲基甲酰胺、IGEPAL、戊 二醛、多聚甲醛购白美国Sigma公司,anti—lacZ、 anti—AFP一抗、山羊抗鸡(goat Anti—Chicken)IgY H&L(Cy3)购白美国Abcam公司,山羊抗兔(goat anti.rabbit)(FITC)二抗购自上海碧云天公司、其他 常规化学试剂购白中国国药集团化学试剂有限公 司。PCR仪和Real—time PCR仪购白德国Eppendorf 公司,光学显微镜90i购自日本Nikon公司,共聚 焦显微镜Fvl0i购自日本Olympus公司,冰冻切片 机购自美国Thermo公司。 1.3实验方法 1.3.1基因组鉴定小鼠基因组提取:小鼠出生后2周 内,剪取长约0.3 cm左右的鼠尾。加入400 L裂 解液(包含质量分数10%SDS、1 mol/L Tris、 0.5 mol/L EDTA、5 mol/L NaC1以及40 uL蛋白酶K (10 mg/mL))。置于56℃杂交炉内,消化过夜。离 心取上清,加入800 L无水乙醇沉淀,沉淀用体 积分数75%乙醇洗涤1次,稍晾干后溶解于100 gL ddH 0中,4℃溶解过夜。获得小鼠基因组DNA。 PCR鉴定:利用PCR试剂盒Taq PCR MasterMix 扩增鉴定片段,反应体系参见说明书。反应条件为: 94℃预变性3 min;94℃变性20 S,58℃退火30 S, 72℃延长30 S,变性至延长步骤共35个循环,72℃ 延长10 min。PCR产物质量分数l%琼脂糖凝胶电 泳鉴定。 引物序列: Afp—cre正向引物:5'-TCTGCTACCTTTTCTTTA—TGGC一3’ Afp—cre.反向引物:5'-TTGcAcGTTcAcCGGCATC一3’ 1.3.2 实时定量PCR检测 小鼠颈椎脱臼处死之后 取心、肝、脾、肺、肾和骨髓组织提取RN A。 使用反转录试剂盒FastQuant RT Super Mix翻转成 cDNA模板。使用Realtime PCR试剂盒SuperReal PreMix Plus SYBR Green检测RNA表达情况。 引物序列: Cre一正向引物:5'-AGCTTGCATGATCTCCGGTATTGAA.3’ Cre一反向引物:5'-AGCGATGGATTTCCGTCTCTGG.3’ endogenous—Afp一正向引物:5'-CTTCCCTCATCCTCCTGC— TAC一3’ endogenous—Afp一反向引物:5’一ACAAACTGGGTAAAGGTGA— TGG一3’ [3-actin一正向引物:5'-GGCTGTATTCCC CTCCATCG一3’ B—actin一反向引物:5'-ccAGTTGGTAAcAATGccATGT一3’ 1.3.3他莫昔芬诱导表达配制20 mg/mL他莫昔 芬/玉米油溶液;按小鼠体质量120 mg/kg剂量, 隔日、腹腔注射给药,共给药5次,给药2周后 进行后续实验。 1.3.4 组织标本处理以及冰冻切片取小鼠肝脏组 织,质量分数4%多聚甲醛4℃固定4 h,换质量 分数15%蔗糖脱水过夜,换质量分数30%蔗糖脱 水8 h,冰冻切片包埋 ̄mJ(OCT)包埋组织后切片。 切片厚度1 0 gm。 1.3.5 X—gal染色取冰冻切片,置于冰上,2 mmol/L MgC12/PBS洗2次,每次5 min,去除OCT。配 置洗涤溶液(含质量分数0.02%NP一40以及2 mmol/L MgCl2)洗涤切片,后将切片置于X—gal染液,37℃ 染色过夜。次日,复染核快红,常规梯度脱水, 透明后树脂封片,光学显微镜下观察。 1.3.6免疫荧光染色冰冻切片37℃复温30 min 后,60℃烘箱烘干:体积分数0.5%Triton/PBS洗 2~3次,免疫组织化学封闭液封闭1 h,一抗4℃ 孵育过夜,PBS洗3次,加入二抗以及DAPI常温 孵育1 h,PBS洗3次后封片,置于激光共聚焦显 微镜下观察。 1.3.7 肝损伤模型 参考2一乙酰氨基芴(2.Acety. 1aminofluorene,2-AAF)给药辅以肝部分切除(Partial Hepatectomy,PH)手术联用的方法【l0,“],作者制作 了小鼠肝损伤模型。具体实验方案为,10 mg/kg 2一AAF灌胃给药,连续给药4 d;第5日进行肝切除 手术;第6日,第8曰以120 mg/kg的剂量,灌胃给他 莫昔芬,共2次;同时,手术后继续以10 mg/kg 2.AAF的剂量灌胃给药,每日一次,7 d后取小鼠 肝脏组织,进行检测。 2结果 2.1 Afp CreERT转基因小鼠获得 转基因小鼠制备方式为小鼠受精卵细胞原核 DNA显微注射。AFP质粒DNA(上海南方模式生物 科技股份有限公司提供)用SacII酶切,凝胶回收酶 切大片段(约24 kb)后进行小鼠受精卵细胞原核DNA 显微注射(图1A、B)。显微注射出生56只小鼠于 Apr.2017.37(2) 实验动物 j比较 学Laboratory Animal and Comparative Medicine 9l 2剧龄剪尾,抽提基冈组DNA,经PCR,筛选发 现4 转基 阳性小鼠(图lC)。 性小鼠和数 野 生 小鼠}I 次剪尾抽提基冈组DNA,双卣再次进 行PCR检测,确认4 为转基冈阳性小鼠,并作 中2系小鼠的Cre的RNA表达为阴性,故 以淘 汰。 外2系小鼠中选择表达情况与内源Afp基冈 (e—Afp)表达谱史为接近的l系小鼠继续繁碴,作为 Afp CreERT转基冈小鼠进行保留,另l系小鼠则 淘汰(图lD)。 为首建者小鼠,其后代单独建系, 获得4个品 系的待筛选Afp—CreERT转基冈小鼠。 2.3 Afp.cre.1acZ转基因小鼠X.gal染色鉴定 2.2 Afp.CreERT转基因小鼠Cre表达情况检测 将4 l首建者小鼠与野生 小鼠进行传代建 系,取后代小鼠,检测其Cre表达情况,表明其 将AfD—creERT转基冈小鼠与Rosa26一lacZ I 只 小鼠杂交,获得Cre/lacZ双阳性的Afp—Cre.1acZ品 系的细胞示踪小鼠。取1月龄Afp—cre—lacZ品系小 (C) 2000bp 1500bp lO0ob (B) SacIl+ Saell- #《葫 { 漆 黔 M (D) 20000bp 10000bp 7000bp A:小鼠受精卵 胞 核DNA 微沣叼lJ用质粒,J÷意 ;B:DNA 微沣射用质粒,Sacll酶切后的质粒l也泳 ,SacII+衷,J÷嗨 后产物,SaclI表/j÷阴忡对照,M表,J÷DNA marker;C: 微沣 后…生的小鼠Afp—CreERT 编 ,(一)表,'÷阴一 对照,0表 ÷ [j泳道,(+)表,J 型 定,l一4衷 ÷小鼠 【大】以 斗对照,M表/J÷DNA marker;D:Alp—CreERT转 I 小鼠内源 及Cre綦 l: 组织中的表达情 ,e—AFP农 内源性AJp l大】 图1 Afp.CreERT转基因小鼠品系鉴定 A:plasmid diagram;B:enzyme digestion,SaclI+:enzymatic digestion,SacII一:negative control,M:marker;C:genotype identiicatfion of Afp—CreERT transgenic mice,():neg ̄ive control,0:blank,(+):positive control,M:marker;D:Relative mRNA expression of e—Afp or Cre in organizations,e-afp:endogenous 加 Figure l Identification of Afp-CreERT transgenic mice 左 图2 Alp.cre.1acZ转基因小鼠肝脏组织X—gal染色结果 left:tamoxifen negative(Tamo一):right:tamoxifen induced group(Tamo十);Arrows point to X—gal positive cells;magnification(200×) Figure 2 X-gal staining results of Afp-cre-laeZ mice liver 92 史验动物 。比较 学Laboratory Animal and Comparative Medicine 鼠,给 他荧昔芬诱导之后取其肝脏组织,进行 X—gal染 鉴定。经过他荚昔芬 导后,X—gal染 定化的检测。榆测 示,Afp j 1acZ能够 小鼠,J 定化(图3)。冈此,Afp—ere—lacZ转 色l5日性细胞 现在肝脏内(图2)。 2.4 Afp.cFe.1acZ转基因小鼠免疫荧光染色鉴定 为了检验肝脏x—gal染色 性n勺细胞是 为 Afp阳性细胞,利用Afp以及lacZ抗体进行免疫荧光 踪系统中,lacZ l5H性细胞的确也是Afp 一 为了 定Afp—cre—lacZ转 『大l小鼠 胞。 损伤或 2.5 Afp-cre-lacZ转基因小鼠在肝损伤模型中应用 者疾病模 中是 也能够进行 HJ, 、 J 2/3川 1 ÷lacZ 绿 表 Afp 精 表 DAP1染料( H色』核);放人 数为200 图3 Alp—ere-lacZ转基因小鼠肝脏组织中Afp与lacZ免疫荧光共定位 red:lacZ,green:Afp,blue:Dapi;magnification,200× Figure 3 Immunofluorescence CO-localization of Afp and lacZ in Afp-ere.1acZ mice liver 除 l术联合2一AAF给药n勺肝损伤模 。x—ga1染 结果显示,在肝切除丁 术的伤【]处,出现了x—gal 染色 5H性的细胞( 4)。表11J{Afp—cre—lacZ转坫【人1小 鼠示踪系统可以 用于肝损伤模 。 (A) 2-AAF 2-AAF 2/3PH 2-AAF Tamo 2-AAF 2-AAF Tamo 取组纵 3讨论 本义利用传统f内DNA雄原核显微注射方法构 建丁Afp—cre—lacZ转基闪小鼠。小鼠肝组织切片的 . ≯ … . t‘ .. 一’ . x—gal染色与免疫荧光共定化的结果表明,在肝脏 中,Afp—cre—lacZ转基冈小鼠示踪系统能够 确示 踪Afp表达『5H性的细胞,同时也能够应用于肝损伤 小鼠模 中。另外,实验结果也表明,在成体肝 组织中,存在少量Afp表达阳性细胞。 近乍F来,刈肝脏细胞的尔踪研究报道 】t要 黧 ? A: 验 L桂『,.÷患 l:B:Afp—cre—lacZ{:々j 小鼠H『 l x—gal染 .400× 图4 Afp-cre-lacZ转基因小鼠肝损伤模型X.gal染色结果 A:scheme oflivm’injury expedlnent;B:X—gal staining result. magnification.400× 集中 T细胞、实质细胞以及肌管细胞的研究, 并日|埘其增殖分化已经有r比较深入了解。_lJ于 Afp与胚胎发育以及肿瘤发生仔在密切关联 】,冈 此, 关, _F常组织中Afp阳性细胞可能与干细胞相 肝班 lI'则可能与肿瘤细胞相关。但是在 胚胎、成年和疾病返3个时期,Afp阳性细胞之 Figure 4 x-gal staining result in 2-AAF/PH liver injury 0f Afp—cre-lacZ mice 的关联仍未知,缺乏合适的动物模, 足一个重要的 Apr.2017.37(2) 实验动物与比较医学LabororyAnimal and Comparative Medicine rⅢ ;rL atr}刀 踟 rL 93 因。因此,作者认为利用本文所构建的Afp—cre—lacZ 转基因小鼠模型将有助于对Afp阳性细胞在生理和 病理情况下的作用开展深入研究。 参考文献: Sun W,Liu Y,Shou D,et a1.AFP(alpha fetoprotein):who are you in gastrology?[J].Cancer Lett,2015,357(1):43—46. Terentiev AA.Moldogazieva NT.Alpha—fetoprotein:a 【9】Parpart S,Roessler S,Dong F,et 1a.Modulation of miR一29 expression by alpha・-fetoprotein is linked to the hepatocellu.- lr acarcinoma epigenome[J].Hepatology,2014,60(3):872— 883. 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Methods Afp.CreEI mice were established by microinjection and identiifed by rea1 time PCR.Afp— CreERT mice were crossed with Rosa26一lacZ mice.Cre ̄acZ both positive mice were kept as Afp-cre— lacZ mice.Results Fifty—six transgenic mice were bom after microinjection.Four of them genotyped Cre positive were kept as founder.Each founder was established a strain.Cre expression of each strain was identiied fvia real time PCR.Thus AfD—CreERT transgenic mouse was established.The Cre/lacZ both positive offspring of Afp—CreERT mice were crossed with Rosa26一lacZ mice were kept as Afp—cre— lacZ mice.Identified by real time PCR.X.gal staining and immunofluorescence,Afp—cre—lacZ mice were observed that hey tcould be used in 1ineage racitng and further studies.Conclusions The Afp.cre—lacZ mice established may be used as a tool for lineage tracing studies. 【Key words】Alpha—fetoprotein(Afp);Transgenic mouse model;Lineage tracing