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利用转基因动物乳腺生物反应器生产重组蛋白是当今生物技术研究的热点之一。然而,在转基因动物出生之前,重组蛋白能否在转基因动物乳腺细胞中有效表达还很难确认。鉴于此,本研究的目的在于建立了一种简单而有效的转基因方法,用于评估外源蛋白在转基因动物乳腺组织中的特异表达并利用可以有效表达外源基因的转基因载体对山羊体细胞进行体外转染,获得转基因体细胞后进行核移植以期获得转基因克隆胚胎。
本研究克隆了人乳铁蛋白基因(lactoferrin,LF)cDNA,利用山羊β-casein基因5’端调控序列来指导人乳铁蛋白基因的乳腺组织特异性表达,从而构建了转基因表达载体pGBC2LF。利用绿色荧光蛋白基因(EGFP)作为标记基因,借助家兔精子与EGFP基因的共转染和体外受精技术,研究了家兔精子结合与转运外源基因的能力,利用转基因阳性胚胎比例系统地比较了外源DNA浓度、DMSO浓度、线性化和环化。DNA的比例等对家兔精子介导基因转移效率的影响。利用DMSO-精子介导基因转移技术(DMSO-SMGT)获得89只LF转基因家兔,其中46只为阳性(51.7%),21只转基因雌性家兔中有17只(81%)在乳腺组织中能特异表达人乳铁蛋白。这一实验表明,利用DMSO-SMGT技术能够生产转基因家兔,并且人乳铁蛋白能够在家兔乳腺组织中特异表达。
将含有人lactoferrin基因和neo基因的乳腺表达载体pGBC2LF线性化后,利用脂质体介导外源基因体外转染了奶山羊胎儿成纤维细胞,经过G418药物抗性筛选后获得了稳定整合人lactoferrin基因的转基因体细胞克隆17个,其中PCR和Southern Blot检测阳性的转基因细胞克隆14个,阳性率82.4%。以LF3和LF20两株转基因体细胞克隆细胞为供体细胞,以超数排卵获得的卵母细胞或屠宰山羊来源的体外成熟的卵母细胞作受体细胞进行了核移植,获得了能够体外早期发育的山羊转基因克隆胚胎。不同转基因细胞系之间的核移植效率差异不显著;而体内成熟卵母细胞作受体的核移植囊胚率为64.8%,体外成熟卵母细胞作受体的核移植囊胚率为51.7%,差异显著(p<0.05)。该研究证明了山羊转基因体细胞能够支持克隆胚胎的早期发育。