發(fā)布時間：2017-12-12 07:10

  本文關鍵詞：Hr基因敲除小鼠的構建及其生物學特性的初步研究

  更多相關文章： Hr 基因敲除 毛囊 皮膚組織 調控

【摘要】：研究背景:無毛基因(Hairless,Hr)是一個含有鋅指結構并與毛發(fā)生長密切相關的一個基因,該基因編碼一個高表達于皮膚和腦部的轉錄因子,調控甲狀腺受體的轉錄,基因產物作用于毛囊細胞,控制著毛囊細胞的增殖、分化與細胞凋亡之間的平衡,在毛囊中的表達具有周期性,從而影響毛發(fā)的生長周期轉換,無毛基因的缺失導致毛囊再生受到阻礙,引發(fā)形成一種復雜的皮膚表型[1-4]。無毛基因的突變是于1924年首次在小鼠身上被發(fā)現[5],無毛基因突變引發(fā)的小鼠的皮膚和被毛的形態(tài)發(fā)生異常,造成小鼠毛發(fā)脫落,但是Hr突變小鼠在出生后第一次的毛囊形成和毛發(fā)的表型都是正常的。目前對毛發(fā)生物學的研究,我們難以知道毛發(fā)的形態(tài)發(fā)生到底是怎樣的機制,哪些因子對毛發(fā)具有真正的調控作用。本課題通過構建Hr基因敲除小鼠模型研究毛發(fā)生長脫落的作用機制,對基因的功能和蛋白質表達水平方面的實驗結果進行分析,揭示出毛發(fā)的生長調控受相關基因表達水平變化的影響。研究方法:1.利用TALEN基因修飾技術構建Hr基因敲除小鼠模型,提取子代小鼠DNA、PCR擴增、測序、陽性鑒定,Hr基因敲除小鼠品系穩(wěn)定繁育;2.構建成功的Hr基因敲除純合子小鼠作為主要實驗對象,觀察記錄不同日齡Hr基因敲除小鼠的形態(tài)學和皮膚組織學切片病理變化;3.取不同日齡的Hr基因敲除純合子小鼠和野生型小鼠的背部皮膚組織為實驗材料,IHC法探究Hr突變基因在毛囊結構中的表達部位,RT-PCR和Western blot法檢測mRNA和HR的表達水平。研究結果:1.本實驗室成功構建兩種Hr基因敲除小鼠模型,第一種是Hr編碼序列的86-87位缺失兩個堿基GT,第二種敲除小鼠品系是88-89位點AC堿基缺失,本實驗室現已穩(wěn)定繁育出這兩種Hr基因敲除品系小鼠,其遺傳特征遵循孟德爾遺傳定律。2.敲除純合子小鼠出生后約兩周,毛發(fā)從腹部開始脫落,頭部和背部毛發(fā)稀疏并逐漸脫凈,終生不再長毛,兩種敲除品系純合子小鼠的毛發(fā)表型相似,但是Hr基因敲除雜合子小鼠毛發(fā)表型正常;基因敲除純合子小鼠21日齡時的皮膚組織中毛囊結構解體,28日齡皮下組織開始形成小的包囊結構,6月齡的小鼠皮膚組織中無規(guī)則排列著大小不等的包囊。3.通過IHC檢測HR的表達部位,結果顯示21日齡、28日齡、6月齡基因敲除小鼠毛發(fā)的皮膚組織中均明顯可見HR表達,野生型小鼠僅處于休止期的毛囊結構中有表達,其它時期僅有少量表達。4.實時熒光定量PCR檢測mRNA的表達量與Western blot檢測的蛋白表達水平一致,基因敲除小鼠(KO)與野生型小鼠(WT)出生后7天(P7)和21天Hr的表達差異不顯著(P0.05),14天KO的Hr的表達量明顯高于WT,差異顯著(P0.05),28天時KO的Hr表達與21天相比無明顯變化,28天時WT的Hr表達量顯著低于KO(P0.05)。敲除純合子小鼠皮膚組織中Hr在脫毛期均高水平表達,而野生型小鼠的毛囊結構僅處在毛發(fā)休止期時表達較高,實驗結果分析可知Hr的表達水平調控毛發(fā)的生長發(fā)育機制。研究結論:1.Hr基因的敲除可以導致毛發(fā)生長異常,構建的Hr基因敲除小鼠遺傳背景比較清楚,可以被用來作為研究某些皮膚疾病、毛發(fā)疾病及其衰老機制的動物模型。2.Hr敲除小鼠毛發(fā)脫落的皮膚結構發(fā)生顯著的病理變化,在脫發(fā)階段小鼠的毛囊結構退化瓦解;Hr基因正常功能的缺失導致毛囊重新形成過程受阻,引起毛發(fā)生長異常。3.HR的表達參與調控毛發(fā)的生長發(fā)育機制,Hr突變體小鼠皮膚組織中HR高表達引起小鼠毛發(fā)脫落,通過本課題的研究為現代人類面臨的脫發(fā)癥、斑禿等毛發(fā)疾病的病因及其分子機制的研究提供實驗材料和理論基礎。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：Q78

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