关键词:
CRISPR-Cas9技术
基因敲除小鼠
ADP-核糖基化因子4
ADP-核糖基化因子5
摘要:
本研究旨在构建宿主ADP-核糖基化因子4(ADP-ribosylation factor 4,ARF4)和ADP-核糖基化因子5(ADP-ribosylation factor 5,ARF5)基因敲除小鼠,明确ARF4和ARF5基因对寨卡病毒感染的作用。首先利用CRISPR-Cas9技术,获得ARF4和ARF5单基因敲除小鼠(ARF4KO和ARF5KO),并通过杂交繁育获得双基因敲除小鼠(ARF4KO/ARF5KO),通过PCR法鉴定小鼠基因型,定量RT-PCR法检测目标基因的敲除效果。之后,用寨卡病毒感染基因敲除小鼠,采集第2、4、6天小鼠血液和各组织样本,提取核酸后用RT-q PCR法检测病毒载量,用HE染色观察组织病理变化。结果显示,用ARF4和ARF5特异引物,分别在ARF4KO^(–/+)、ARF5KO^(–/–)以及ARF4KO^(–/+)/ARF5KO^(–/–)小鼠扩增到与目标基因大小一致的条带。RT-qPCR检测结果显示,ARF4KO^(–/+)小鼠各组织中ARF4mRNA水平显著降低,其敲除效率在37.8%-50.0%之间,ARF5表达水平无变化。ARF5KO^(–/–)小鼠组织中ARF5 mRNA完全敲除,ARF4无变化。ARF4KO^(–/+)/ARF5KO^(–/–)小鼠在肺、肾和睾丸中ARF4mRNA水平显著降低,ARF5完全敲除。最后,用寨卡病毒分别感染基因敲除小鼠和野生型小鼠。结果显示,与野生型小鼠相比,ARF4KO^(–/+)小鼠在各时间点血清中病毒载量均显著下降,但ARF5KO^(–/–)小鼠与ARF4KO^(–/+)/ARF5KO^(–/–)小鼠无明显变化。同时,与野生型小鼠相比,ARF4KO^(–/+)小鼠各组织病毒载量没有显著降低,但其大脑和睾丸的病理性改变减轻。本研究利用CRISPR-Cas9技术成功构建了ARF4和ARF5基因敲除小鼠,并证实ARF4是寨卡病毒感染必需的宿主蛋白,为后续深入研究ARF4和ARF5在寨卡病毒感染致病中的作用机制以及抗病毒药物研发奠定了基础。