
大鼠是作为动物模型的首选,因为大鼠与小鼠相比在进化上有5百万年的差异,在基因组和生理上更接近人类。虽然大鼠在生物医药研究中很重要,但转基因动物的生产主要是使用小鼠胚胎。
胚胎操作的局限性
通过胚胎操作产生转基因大鼠有不少局限性。不像小鼠那样,大部分的大鼠胚胎在受精卵雄原核显微注射后不能生存,降低了用这种方法产生转基因大鼠的效率。更重要的是,胚胎操作要求数百卵子来插入转基因产生转基因鼠,需要杀不少雌鼠来获得。通过转座子来介导单拷贝基因的插入能提高标准雄原核DNA显微注射的效率,但是这一方法有其自身的局限性,包括过剩抑制的现象(由于高浓度的转座酶减少转座现象)。而且胚胎的操作相对来说也是比较难的。相对于胚胎操作,胚胎干细胞介导的转基因是另一种选择,但是直到现在试图分离大鼠的胚胎干细胞已被证明是徒劳的。通过病毒介导转基因的方法比较复杂而且要求相对较高的技能。这些困难让科研人员期待着一个产生转基因大鼠的有效方法。
电击睾丸的方法转基因
为此印度国家免疫研究所的研究人员开发了一种无创技术来生产转基因大鼠。该技术通过将DNA注射到睾丸后电击,利用未分化的大鼠精原细胞通过电穿孔的方法,将被转基因整合到精原细胞的基因组中。这个新技术通过对大鼠睾丸的操作即可获得转基因大鼠。
通过用EGFP(增强型绿色荧光蛋白)作为被转基因对该技术标准化操作,通过过度表达Hb的β链,大鼠的转基因疾病模型成功显示了类似人类的α-地中海贫血。使用这种技术转基因被稳定的整合,并传递到下一代让它们具有明显的病理表型。
之前有研究报道过用CRISPR-CAS9技术转染雄性细胞系制备基因敲除大鼠,而这个电击大鼠睾丸转化外源基因的方法具有很高的效率,这个方法就能直接将gRNA和Cas9 RNA直接导入到大鼠精原细胞产生基因敲除大鼠。这个方法很方便,更符合成本效益,而且不涉及生殖细胞移植。
本研究证实了通过电击睾丸在大鼠中制造转基因是可行的。这种有效的方法将不用杀死动物而轻松地产生转基因大鼠,并且能够减少产生转基因动物的大鼠的数量。这个简单、耗时少且不复杂的大鼠转基因方法将在生物医学研究中有助于产生大量的相关动物模型。
