调节SWIPROSIN1表达改善血脑屏障通透性.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201510402276.7

申请日:

2015.07.10

公开号:

CN105031654A

公开日:

2015.11.11

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):A61K 45/00申请日:20150710|||公开

IPC分类号:

A61K45/00; A61K38/17; A61K38/16; A61P9/00; C12N15/113(2010.01)I; C12N15/867

主分类号:

A61K45/00

申请人:

中国人民解放军第二军医大学

发明人:

苏定冯; 刘玮晔; 李玲; 王志斌; 王跃; 仝令畅; 张立超; 王荣美

地址:

200433上海市杨浦区翔殷路800号

优先权:

专利代理机构:

上海卓阳知识产权代理事务所(普通合伙)31262

代理人:

马伟

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内容摘要

本发明涉及调节Swiprosin-1表达改善血脑屏障通透性。具体地,提供了Swiprosin-1及其调节剂在制备药物中的用途,所述的药物用于:调节血脑屏障通透性;或制备血脑屏障通透性增加或降低的动物模型。还提供了具体的Swiprosin-1过表达载体、siRNA和shRNA。本发明证实Swiprosin-1过表达小鼠血脑屏障通透性增加,Swiprosin-1基因敲除小鼠MCAO术后血脑屏障通透性下降,因此Swiprosin-1及其调节剂可用于血脑屏障通透性相关疾病的治疗,以及构建血脑屏障通透性增加或降低的动物模型等。

权利要求书

1.Swiprosin-1及其调节剂在制备药物中的用途,其特征在于,所述的药物
用于:
a)调节血脑屏障通透性;或
b)制备血脑屏障通透性增加或降低的动物模型。
2.根据权利要求1所述的用途,其特征在于,所述的调节剂选自抑制剂或
增效剂。
3.根据权利要求2所述的用途,其特征在于,所述的增效剂是Swiprosin-1
过表达载体。
4.根据权利要求2所述的用途,其特征在于,所述的抑制剂选自以
Swiprosin-1蛋白或其转录本为靶序列、且能够抑制Swiprosin-1蛋白表达或基
因转录的siRNA、shRNA、dsRNA、微小RNA、长链非编码RNA、反义核酸;
或能表达或形成所述siRNA、shRNA、dsRNA、微小RNA、长链非编码RNA、
反义核酸的构建物。
5.根据权利要求4所述的用途,其特征在于,所述的抑制剂选自下列a)
或b)
a)siRNA,所述的siRNA包含以下序列:
正义链:5’-AAGGGUGCCAAGAACUUCU-3’,
反义链:5’-AGAAGUUCUUGGCACCCUU-3’;
b)DNA双链序列,所述的DNA双链序列包含以下序列:
上游链:5’-CGCGTCCCCAAGGGTGCCAAGAACTTCTTTCAAGAGAAGAAG
TTCTTGGCACCCTTTTTTTGGAAAT-3’,
下游链:5’-CGATTTCCAAAAAAAGGGTGCCAAGAACTTCTTCTCTTGAAA
GAAGTTCTTGGCACCCTTGGGGA-3’。
6.一种siRNA,其特征在于,所述的siRNA包含以下序列:
正义链:5’-AAGGGUGCCAAGAACUUCU-3’,
反义链:5’-AGAAGUUCUUGGCACCCUU-3’。
7.一种用于敲降Swiprosin-1的DNA双链序列,其特征在于,所述的DNA
双链序列包含以下序列:
上游链:5’-CGCGTCCCCAAGGGTGCCAAGAACTTCTTTCAAGAGAAGAAG
TTCTTGGCACCCTTTTTTTGGAAAT-3’,
下游链:5’-CGATTTCCAAAAAAAGGGTGCCAAGAACTTCTTCTCTTGAAA
GAAGTTCTTGGCACCCTTGGGGA-3’。
8.一种构建物,其特征在于,所述的构建物包含以下DNA双链序列:
上游链:5’-CGCGTCCCCAAGGGTGCCAAGAACTTCTTTCAAGAGAAGAAG
TTCTTGGCACCCTTTTTTTGGAAAT-3’,
下游链:5’-CGATTTCCAAAAAAAGGGTGCCAAGAACTTCTTCTCTTGAAA
GAAGTTCTTGGCACCCTTGGGGA-3’。
9.根据权利要求8所述的构建物,其特征在于,所述的构建物为慢病毒载
体。

说明书

调节Swiprosin-1表达改善血脑屏障通透性

技术领域

本发明涉及分子生物学技术领域,具体地说,涉及调节Swiprosin-1表达
改善血脑屏障通透性。

背景技术

血脑屏障(bloodbrainbarrier)是指脑毛细血管阻止某些物质(多半是有
害的)由血液进入脑组织的结构。血液中多种溶质从脑毛细血管进入脑组织,
有难有易,有些很快通过,有些较慢,有些则完全不能通过,这种有选择性的
通透现象使人们设想可能有限制溶质透过的某种结构存在,这种结构可使脑组
织少受甚至不受循环血液中有害物质的损害,从而保持脑组织内环境的基本稳
定,对维持中枢神经系统正常生理状态具有重要的生物学意义。

中枢神经系统疾病常引起血脑屏障结构和功能的剧烈变化。如新生儿核黄
疸和血管性脑水肿,使脑毛细血管内皮细胞间紧密连接开放,屏障的通透性显
著提高以致血浆白蛋白(分子量为69000)这样的大分子物质都可通过屏障。
严重脑损伤导致血脑屏障的严重破坏,使血清蛋白也可通过屏障进入脑组织。
随着脑损伤的修复,大分子物入脑首先停止,完全恢复后小分子物交换加快现
象也会消失,此时血脑屏障功能已经正常。其他中枢神经系统疾病如阿尔茨海
默症、脑卒中、脑肿瘤、神经退行性疾病都可使血脑屏障的通透性增加。此外,
电离辐射、激光和超声波也会导致血脑屏障的通透性增加。

Swiprosin-1又称为EF-handdomain-containingproteinD2(EFHD2),从秀
丽隐杆线虫(C.elegans)至人类(H.sapiens)中均保守表达。Swiprosin-1于
2004年首次报道发现,由于蛋白结构中含有两个可以与Ca2+结合的结构域
(EF-domain),其功能推测与调节钙离子相关,在果蝇中,Swiprosin-1可参与
成肌细胞融合;此后10年内,陆续有报道指出Swiprosin-1参与B细胞受体调
节、增强BCR引发的凋亡,在肥大细胞中参与细胞因子的调节等,在免疫调
节方面起作用。同时,Swiprosin-1在其他方面的作用尚不明确。

目前关于Swiprosin-1与血脑屏障通透性之间的关系还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足,提供Swiprosin-1及其调节剂的
新用途。

在本发明的第一方面,提供了Swiprosin-1及其调节剂在制备药物中的用
途,所述的药物用于:

a)调节血脑屏障通透性;或

b)制备血脑屏障通透性增加或降低的动物模型。

所述的调节剂选自抑制剂或增效剂。

作为本发明的一种具体实施方式,所述的增效剂是Swiprosin-1过表达载
体。

作为本发明的一种具体实施方式,所述的抑制剂选自以Swiprosin-1蛋白
或其转录本为靶序列、且能够抑制Swiprosin-1蛋白表达或基因转录的siRNA、
shRNA、dsRNA、微小RNA、长链非编码RNA、反义核酸;或能表达或形成
所述siRNA、shRNA、dsRNA、微小RNA、长链非编码RNA、反义核酸的构
建物。

优选地,所述的抑制剂选自下列a)或b)

a)siRNA,所述的siRNA包含以下序列:

正义链:5’-AAGGGUGCCAAGAACUUCU-3’,

反义链:5’-AGAAGUUCUUGGCACCCUU-3’;
b)DNA双链序列,所述的DNA双链序列包含以下序列:

上游链:5’-CGCGTCCCCAAGGGTGCCAAGAACTTCTTTCAAGAGAAGAAG
TTCTTGGCACCCTTTTTTTGGAAAT-3’,

下游链:5’-CGATTTCCAAAAAAAGGGTGCCAAGAACTTCTTCTCTTGAAA
GAAGTTCTTGGCACCCTTGGGGA-3’。

在本发明的第二方面,提供了一种siRNA,所述的siRNA包含以下序列:

正义链:5’-AAGGGUGCCAAGAACUUCU-3’,

反义链:5’-AGAAGUUCUUGGCACCCUU-3’。

在本发明的第三方面,提供了一种用于敲降Swiprosin-1的DNA双链序列,
所述的DNA双链序列包含以下序列:

上游链:5’-CGCGTCCCCAAGGGTGCCAAGAACTTCTTTCAAGAGAAGAAG
TTCTTGGCACCCTTTTTTTGGAAAT-3’,

下游链:5’-CGATTTCCAAAAAAAGGGTGCCAAGAACTTCTTCTCTTGAAA
GAAGTTCTTGGCACCCTTGGGGA-3’。

在本发明的第四方面,提供了一种构建物,所述的构建物包含以下DNA
双链序列:

上游链:5’-CGCGTCCCCAAGGGTGCCAAGAACTTCTTTCAAGAGAAGAAG
TTCTTGGCACCCTTTTTTTGGAAAT-3’,

下游链:5’-CGATTTCCAAAAAAAGGGTGCCAAGAACTTCTTCTCTTGAAA
GAAGTTCTTGGCACCCTTGGGGA-3’。

作为本发明的一种具体实施方式,所述的构建物为慢病毒载体。

本发明优点在于:

1、实验证实Swiprosin-1过表达小鼠血脑屏障通透性增加,Swiprosin-1基
因敲除小鼠MCAO术后血脑屏障通透性下降,提示可通过调节Swiprosin-1表
达改变血脑屏障通透性,Swiprosin-1及其调节剂可用于血脑屏障通透性相关疾
病的治疗,以及构建血脑屏障通透性增加或降低的动物模型等。

2、设计的过表达载体起到了显著的提高表达作用,设计的siRNA、shRNA
序列起到了显著的敲降作用,均显著优于一般的过表达载体、siRNA或shRNA
序列。

附图说明

图1.pcDNA-CAG-EFHD2质粒图谱。

图2.XhoI,SalI酶切验证转基因质粒及SalI酶切回收条带。(M:1kbDNA
Marker,FermentasSM1163)。

图3.左图为Swiprosin-1过表达小鼠(SwpOE)基因组鉴定,右图为
Swiprosin-1过表达小鼠大脑中蛋白水平鉴定。

图4.Swiprosin-1过表达鼠(SwpOE)与野生型鼠(SwpWT)相比伊文思蓝
渗出增加(荧光图片检测)。

图5.Swiprosin-1过表达鼠与野生型鼠相比伊文思蓝渗出增加(荧光图片
检测)。Swiprosin-1过表达小鼠(SwpOE)大脑皮质有红色点状渗出,野生型小
鼠(SwpWT)红色点状集中于血管内分布。

图6.Swiprosin-1过表达鼠与野生型鼠相比伊文思蓝渗出增加(组织匀浆
定量)。

图7.Swiprosin-1过表达小鼠大脑皮质中occludin分布完整性破坏,表达
减少。

图8.Swiprosin-1过表达小鼠大脑皮质中ZO-1分布完整性破坏,表达减少。

图9.Swiprosin-1过表达小鼠大脑皮质中claudin-5表达不变。

图10.质粒pLVTHM载体图谱。

图11.Swiprosin-1基因敲除小鼠(Swp-/-)蛋白水平验证。

图12.Swiprosin-1基因敲除小鼠MCAO术后伊文思蓝渗出比较图。上图
为光镜下定性比较图,下图为两组小鼠手术侧与非手术侧伊文思蓝渗出定量比
较。

图13.Swiprosin-1敲除小鼠与野生型小鼠MCAO术后脑组织切片伊文思
蓝荧光显色图片(白色箭头标记处为渗出伊文思蓝的区域)。

图14.Swiprosin-1敲除小鼠与野生型小鼠MCAO术后梗死侧紧密连接蛋
白occludin分布变化情况及表达情况差异(三角形标记为渗出的伊文思蓝区域,
星号标记为MCAO术后occludin破坏部位,箭头所示区域为存留在血管内的
伊文思蓝。)

图15.Swiprosin-1敲除小鼠与野生型小鼠MCAO术后梗死侧紧密连接蛋
白ZO-1分布变化情况及表达情况差异。(三角形标记为渗出的伊文思蓝区域,
星号标记为MCAO术后ZO-1破坏部位,箭头所示区域为存留在血管内的伊文
思蓝。)

图16.脑微血管内皮细胞干扰Swiprosin-1后给予缺糖缺氧(OGD)刺激
可减少紧密连接蛋白ZO-1表达下调。其中,LV-GFP为对照空载慢病毒,
LV-sh-Swp为Swiprosin-1干扰慢病毒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

如本文所用,所述的“Swiprosin-1增效剂”包括了激动剂、上调剂、稳定
剂等,只要它们能够上调Swiprosin-1基因或蛋白的表达水平,或维持
Swiprosin-1的稳定性,或增加Swiprosin-1的有效作用时间等。它们可以是化
合物、化学小分子、生物分子。所述的生物分子可以是核酸水平(包括DNA、
RNA)的,也可以是上调Swiprosin-1表达的病毒产品。

所述的Swiprosin-1增效剂是指任何可提高Swiprosin-1的活性、提高
Swiprosin-1的稳定性、上调Swiprosin-1的表达、增加Swiprosin-1有效作用时
间的物质,这些物质均可用于本发明。例如,所述的增效剂是:表达Swiprosin-1
的质粒/病毒、化学合成的小分子化合物。

如本文所用,所述的“Swiprosin-1抑制剂”包括了拮抗剂、下调剂、阻滞
剂、阻断剂等,只要它们能够下调Swiprosin-1的表达水平。它们可以是化合
物、化学小分子、生物分子。所述的生物分子可以是核酸水平(包括DNA、
RNA)的,也可以是抑制Swiprosin-1表达的病毒产品。

所述的Swiprosin-1抑制剂是指任何可降低Swiprosin-1的活性、降低
Swiprosin-1的稳定性、下调Swiprosin-1的表达、减少Swiprosin-1有效作用时
间的物质,这些物质均可用于本发明,作为对于下调Swiprosin-1有用的物质。
例如,所述的抑制剂是:核酸抑制物,蛋白抑制剂,核酸酶,核酸结合分子,
只要其能够下调Swiprosin-1的表达。

实施例1Swiprosin-1过表达小鼠血脑屏障通透性增加

一、Swiprosin-1过表达小鼠制备

1材料

质粒pcDNA-CAG(序列如SEQIDNO.7所示)由南方模式生物研究中心
提供,DH5α购自天根生物公司,EFDH2cDNA购于SourceBioscience;各种
限制性内切酶、T4DNA连接酶、T4DNApolymerase、Taq酶及PCR相关试剂
购自Takara及NEB公司;胶回收Kit购自天根生物公司,质粒抽提Kit购于
Qiagen公司;抗羊源Swiprosin-1多克隆抗体购自Imgenex公司。

转基因质粒构建用引物及转基因阳性鼠鉴定用引物的序列如下:

efdhu1
catGGATCcggggagtgtcaggaagaggaag
SEQ ID NO.5
efdhl1
catAAGCTTgcgtgaatgggctgaagttgggc
SEQ ID NO.6

2方法

2.1转基因质粒的构建

以EFDH2-cDNA为模板,PCR扩增EFHD2(1115bp)。PCR体系为:模板
DNA:1μl,5×PrimeSTARbuffer:4μl,dNTP:1μl,Primermix:2μl,Prime
STARHSDNAPolymerase:0.2μl,ddH2O:11.8μl。反应程序为:95℃3min,
98℃15sec,55℃-68℃15sec,72℃1min30sec,72℃5min,35个循环。用
BamHI和HindIII酶切EFHD2片段及pcDNA-CAG,并连接(连入pcDNA-CAG载
体的EFHD2片段的序列如SEQIDNO.8所示)。通过酶切及测序验证最终载体。

2.2转基因小鼠的制备

以SalI酶切转基因质粒,回收5.5kb的DNA片段用于显微注射。取5-6周龄
C57BL/6J雌鼠超排后与性成熟的C57BL/6J雄鼠交配,挑选见栓鼠取受精卵,培
养在M16培养液中。纯化后的质粒DNA溶解在TE缓冲液中,浓度为5ng/μl,以
M2为体外操作液,将DNA注射到受精卵的雄原核中,注射后的受精卵移植到0.5
天假孕鼠的输卵管,每只假孕鼠输卵管单侧移卵约25枚。

2.3小鼠基因组的制备

移植后的假孕鼠饲养于SPF级动物房,待仔鼠出生10天左右剪取鼠尾0.3
cm,加450μl裂解液及50μl蛋白酶K(10mg/ml),56℃消化过夜。离心取上清,
无水乙醇沉淀,70%乙醇洗涤,稍晾干后溶解于200μl纯水中。

2.4PCR鉴定转基因阳性鼠

Swiprosin-1上设计引物efdhu1和efdhl1,反应条件为:95℃3min变性
后,95℃30s,60℃30s,72℃1min进行35个循环后,72℃5min,
阳性小鼠应扩增出1.1kb片段(TakaRaLATaqwithGCBufferRR02AG)。

Westernblot检测阳性小鼠大脑中蛋白水平。

3结果

3.1pcDNA-CAG-EFHD2转基因质粒的结构和转基因片段的制备

EFHD2基因克隆到pcDNA-CAG载体中,经酶切和序列分析证实,各组
成元件正确,且阅读框正确。转基因质粒结构见图1;质粒线性化后及电泳分
离结果见图2。

3.2Swiprosin-1过表达小鼠的鉴定

PCR鉴定和Westernblot检测结果见图3。结果表明成功获得转基因阳性
鼠,转基因阳性鼠大脑中Swiprosin-1蛋白水平显著升高,为对照组的2.88倍。

二、Swiprosin-1过表达小鼠血脑屏障通透性检测

1材料

水合氯醛购于国药集团化学试剂有限公司,伊文思蓝、三氯乙酸购于生工
生物。

2方法

伊文思蓝的相对分子量为960.82g/mol,它可以与血浆白蛋白高效的以非共
价的方式结合。在可见光下呈现蓝色,633nm处呈现红色荧光。生理状态下,
伊文思蓝进入血液后与血浆白蛋白结合,无法透过血脑屏障;在血脑屏障通透
性增加时,伊文思蓝可以透过血脑屏障,进入脑实质中,对其进行定量检测可
以作为评价血脑屏障功能破坏程度的依据。

2.1取材

Swiprosin-1过表达小鼠与对照小鼠尾静脉注射2%(wt/vol)伊文思蓝溶
液0.1ml/10g。2h后,小鼠腹腔注射3.5%(wt/vol)水合氯醛全身麻醉(350
mg/kg)。小鼠腹侧向上固定于鼠板,自胸骨剑突处腹部皮肤剪开,沿胸腔两侧
向上,打开胸腔,可避免造成大量出血。暴露心脏,用注射器尖端扎入左心室
处,剪开右心房。打开蠕动泵,心脏灌流生理盐水,控制流速为10ml/min,
灌流时间统一为5min,至心脏流出无色澄明液体。

2.2检测

2.2.1荧光定量检测

Swiprosin-1过表达小鼠心脏灌流后,取脑,将小脑与脑干去除,保留大脑。
将大脑半球表面用生理盐水清洗,吸干表面液体。每个大脑半球分别称重,记
录。将大脑移入2ml离心管中,向其中吸入50%(wt/vol)三氯乙酸溶液1ml,
用匀浆器匀浆。匀浆液体离心,16,000g×20min。上清液吸出,沉淀弃去。收
集上清液,在多功能酶标仪(TECANInfiniteM200PRO)定量分析,激发波
长为620nm,吸收波长为680nm处检测荧光。

2.2.2荧光图片检测

Swiprosin-1过表达小鼠心脏灌流生理盐水后,心脏灌流4%多聚甲醛溶液,
流速为10ml/min,至小鼠四肢抽动,尾巴甩动后,将流速调整为5ml/min。
继续灌注5min。将小鼠脑小心取出,避免损伤大脑表面。将脑组织表面清洗
干净,放置于15%蔗糖溶液中4℃过夜脱水,至样本沉底后,换入30%蔗糖溶
液中,4℃脱水,至标本完全沉底,预计时间为24h~48h左右。将样本冰冻切
片,厚度为16μm。于荧光显微镜下观察,正常情况下脑组织中无伊文思蓝红
色荧光出现,或仅局限分布于血管内;当血脑屏障破坏时,在血管周围会出现
红色浸润区域。

3结果

结果见图4、图5、图6。表明Swiprosin-1过表达小鼠相比于野生型小鼠
大脑中伊文思蓝渗出增加。

三、免疫组织荧光检测紧密连接蛋白claudin-5、occludin、ZO-1表达改变与
形态分布

1材料

多聚甲醛购于生工生物工程(上海)股份有限公司,蔗糖购于国药集团化学
试剂有限公司,抗鼠源β-actin单克隆抗体、抗鼠源GAPDH单克隆抗体、DAPI
染液购于碧云天生物技术研究所,抗兔源claudin-5多克隆抗体购于Millipore
公司,抗兔源occludin多克隆抗体、抗兔源ZO-1多克隆抗体购于Invitrogen
公司。

2方法

2.1免疫组织荧光染色

2.1.1样品处理及冰冻切片制备

标本用4%多聚甲醛前固定后,置于4%多聚甲醛液中,于4℃冰箱后固定
4h。随后放置于15%蔗糖(PBS溶解)溶液中4℃过夜脱水,至样本沉底后,
换入30%蔗糖溶液中,4℃过夜脱水,至标本完全沉底。样品修形,将小脑及
脑干移除,包埋于OCT组织胶中,于-80℃冰箱中速冷。后平衡于冰冻切片机
中,冰冻切片机箱体温度为-20℃,刀头温度为-25℃。组织切片厚度为16~18
μm,贴于多聚赖氨酸处理过的防脱片载玻片上。-80℃冰箱中保存备用。

2.1.2免疫组织荧光染色

烘片:临用前从-80℃冰箱中取出,平衡至室温后,60℃烘箱中烤片2~3h。
在组织周围用组化笔画一封闭圆环,添加液体操作在圆环中完成。PBS浸润清
洗5min×3次(为防止脱片,所有操作均不剧烈晃动)。透膜:组织上加入0.4%
TritonX-100透膜10min,室温放置于摇床上,缓慢摇动。封闭:配置封闭液,
含有5%FBS+2%BSA的0.4%Triton-X100的PBS溶液。于室温摇床上封闭
样本1h,以阻断组织与抗体的非特异性吸附。一抗孵育:加入一抗,比例一
般为1:50~1:100,抗体稀释液为含有5%FBS+2%BSA的0.4%Triton-X100的
PBS溶液。4℃孵育过夜。二抗孵育:PBS浸洗5min×3次。室温避光孵育二
抗1h,比例为1:200,抗体稀释液为PBS。细胞核复染:PBS浸洗5min×3次。
孵育DAPI染液,PBS浸洗5min×3次。所有操作均避光操作。封片,荧光镜
检:抗荧光淬灭封片剂封片,保存于-20℃。备用镜检。

2.2各连接蛋白表达水平检测

Westernblot常规检测各连接蛋白表达水平改变。

3结果

结果见图7、图8、图9。表明Swiprosin-1过表达小鼠相比于野生型小鼠
大脑紧密连接蛋白occludin、ZO-1下调,claudin-5不变。

实施例2Swiprosin-1基因敲除小鼠MCAO术后血脑屏障通透性下降

一、Swiprosin-1基因敲除小鼠(Swp-/-)制备

1方法

1.1转基因质粒的构建

从Swiprosin-1基因中克隆获得长臂片段和短臂片段,连入T载体确认上述片
段的正确性后,将短臂片段连入Neo载体得到Neo-短臂载体,然后再将长臂片段
连入Neo-短臂载体得到长臂-Neo-短臂载体,最后将长臂-Neo-短臂载体连入TK
载体得到TK-长臂-Neo-短臂载体。通过酶切及测序验证最终载体。

1.2转基因小鼠的制备

以Not1酶切TK-长臂-Neo-短臂载体,回收含有长臂序列和短臂序列的DNA
片段用于显微注射。取5-6周龄C57BL/6J雌鼠超排后与性成熟的C57BL/6J雄鼠交
配,挑选见栓鼠取受精卵,培养在M16培养液中。纯化后的质粒DNA溶解在TE
缓冲液中,浓度为5ng/μl,以M2为体外操作液,将DNA注射到受精卵的雄原核
中,注射后的受精卵移植到0.5天假孕鼠的输卵管,每只假孕鼠输卵管单侧移卵
约25枚。

1.3小鼠基因组的制备

移植后的假孕鼠饲养于SPF级动物房,待仔鼠出生10天左右剪取鼠尾0.3
cm,加450μl裂解液及50μl蛋白酶K(10mg/ml),56℃消化过夜。离心取上清,
无水乙醇沉淀,70%乙醇洗涤,稍晾干后溶解于200μl纯水中。

1.4Swiprosin-1基因敲除小鼠鉴定

Westernblot检测Swiprosin-1基因敲除小鼠大脑中蛋白水平。

2结果

Westernblot检测结果见图11。结果表明成功获得Swiprosin-1基因敲除小
鼠,Swiprosin-1基因敲除小鼠的大脑中Swiprosin-1蛋白水平显著下降。

二、Swiprosin-1基因敲除小鼠大脑中动脉栓塞手术(MCAO)

1手术操作

(a)手术前小鼠过夜禁食。

(b)小鼠经腹腔注射水合氯醛全身麻醉(350mg/kg),室温控制在25±2℃,
小鼠在术中保持仰卧位于电热板上,维持体温在37℃左右。将温度传感器探头
插入肛环1.5cm左右检测小鼠体温。当体温降至36℃以下时,小鼠可使用照
明用白炽灯加热,灯泡高度位于小鼠上方30cm至35cm处。

(c)将手术缝合线、塑料垫片浸泡于生理盐水中,防止后续步骤对血管的
牵拉。

(d)将小鼠颈部腹侧毛发用水打湿,剃毛,显露出皮肤后用75%酒精消毒。
沿小鼠颈部正中用眼科直剪将皮肤剪开,开口长度约1.5cm。用眼科弯镊钝性
分离小鼠右侧(对手术者而言)肩胛舌骨肌、胸骨乳突肌以及胸骨舌骨肌,暴
露颈总动脉(需要区别颈总动脉与颈总静脉)。并将剥离开的肌肉及组织用提
前固定在鼠板上的自制挂钩勾住,暴露手术视野。

(e)用显微弯镊,将颈总动脉上的迷走神经与其他结缔组织筋膜分离开(分
离过程中避免牵拉刺激迷走神经)。

(f)沿颈总动脉向上找寻颈内动脉与颈外动脉的分叉处,用显微弯镊小心
将颈内动脉分离出,避免损坏颈动脉窦。

(g)在颈总动脉近心端,以及颈外动脉与颈内动脉分叉处分别用3-0手术
缝合线结扎。在颈总动脉远心端与颈外动脉和颈内动脉分叉处之间,用3-0手
术缝合线松弛结扎,并确定其没有分支被扎住(该步骤的目的主要在于固定下
一步进入颈总动脉的栓线,以及防止出血)。

(h)将塑料垫片放置在颈总动脉下,用显微剪在颈总动脉上剪开一个小缺
口,但不要将颈总动脉剪断,抬高垫片。将栓线用显微镊夹住插入颈总动脉,
至通过松弛结扎的缝合线后,将缝合线轻轻系牢(防止颈内动脉出血)。用显
微镊将栓线小心向前推进,通过颈内动脉,进入颅内。

(i)至轻微感觉到有阻力出现时(此时的表现为栓线变弯),即可停止。轻
微的阻力表示栓线头部已经进入大脑前动脉的近端,阻塞同侧大脑中动脉。此
时栓线头部距离颈外动脉和颈内动脉分叉处约为12-14mm。

(j)扎紧之前松弛的缝合线,将动物置于腹侧位,腹腔注射0.2ml生理盐
水,防止脱水。置于37℃电热毯上,至小鼠苏醒。

2术后指标评价

2.1神经学评分指标

小鼠脑卒中后神经学功能的改变,在术后小鼠苏醒时即可出现,初步标志
手术成功。术后24h,处死动物前,对其进行神经学评分。包括:

0分:无明显神经功能缺失表现,活动正常;

1分:不能完全伸展手术对侧前爪(轻度);

2分:爬行时出现手术对侧转圈(中度);

3分:行走时,身体向手术侧偏瘫倾倒(重度);

4分:不能自发行走,意识丧失(严重);

5分:死亡。

2.2脑梗死区域的测定

(a)小鼠脱颈处死后,断头。

(b)用眼科剪头端向上挑起,从枕骨大孔伸入,沿大脑中锋将颅骨小心剪
开,避免破坏到大脑。

(c)用预冷的生理盐水浸湿全脑,将全脑放入-20℃冰箱中冷冻5~10min。
弃去小脑及脑干部分,用组织切片刀按冠状方向将大脑切为6片(约1mm厚)。
将脑片浸入放有1%TTC染液的6孔板中,置于37℃恒温水浴槽内,闭光孵育
5min左右,将脑片用眼科镊小心翻面,继续孵育5min,至脑片被均匀染色即
可停止。

(d)将TTC染液回收,向脑片中灌入4%多聚甲醛溶液,过夜静置,使其
组织固定。拍照,可见大脑缺血区域组织显示为白色,正常区域组织显示红色。

三、Swiprosin-1基因敲除小鼠MCAO术后血脑屏障通透性检测

1方法

具体取材和检测的操作同实施例1,只是针对MCAO术后的Swiprosin-1
基因敲除小鼠。

2结果

结果见图12、图13。表明Swiprosin-1基因敲除小鼠相比于野生型小鼠大
脑中伊文思蓝渗出显著减少。

四、免疫组织荧光检测紧密连接蛋白occludin、ZO-1表达改变与形态分布

1材料

同实施例1。

2方法

具体操作同实施例1。

3结果

结果见图14、图15。表明Swiprosin-1基因敲除小鼠相比于野生型小鼠大
脑紧密连接蛋白occludin、ZO-1显著上调。

实施例3Swiprosin-1基因敲除的细胞实验

通过细胞氧糖剥夺实验(OGD)研究大鼠脑微血管内皮细胞rBMEC敲除
Swiprosin-1基因后对紧密连接蛋白ZO-1表达的影响。

1材料

慢病毒载体pLVTHM购于深圳市宝珠生物科技有限公司,载体图谱见图
10;水合氯醛、TTC购于国药集团化学试剂有限公司;PBS购于上海博光生物
有限公司;胎牛血清(FBS)、DMEM培养基购于Gibco公司。

2方法

2.1Swiprosin-1干扰慢病毒载体构建

设计得到以下Swiprosin-1的siRNA分子:

正义链:5’-AAGGGUGCCAAGAACUUCU-3’(SEQIDNO.1);

反义链:5’-AGAAGUUCUUGGCACCCUU-3’(SEQIDNO.2)。

根据上述siRNA分子设计并合成shRNA,其编码序列为:

上游链:5’CGCGTCCCCAAGGGTGCCAAGAACTTCTTTCAAGAGAAG
AAGTTCTTGGCACCCTTTTTTTGGAAAT3’(SEQIDNO.3);

下游链:5’CGATTTCCAAAAAAAGGGTGCCAAGAACTTCTTCTCTTG
AAAGAAGTTCTTGGCACCCTTGGGGA3’(SEQIDNO.4)。

将上述shRNA的编码序列插入到慢病毒载体pLVTHM的MluI和ClaI位
点之间,由H1启动子调控表达,该慢病毒载体中含有EF1-alpha启动子调控
的GFP表达。然后通过酶切及测序验证最终载体。

2.2慢病毒的包装

用构建的Swiprosin-1干扰慢病毒载体和包装质粒共转染293T细胞,包装
病毒,收集病毒原液,超滤浓缩,并测定病毒滴度。

2.3细胞氧糖剥夺实验

(a)原代培养rBMEC,待细胞长满至70%时,转染干扰慢病毒及其对照空
载病毒。转染96h后,弃除正常培养基,PBS漂洗细胞3次。

(b)加入无糖无血清DMEM培养基于待缺氧细胞中,细胞放置于三气培
养箱中,通入含93%N2、5%CO2、2%O2的混合气体,37℃培养,缺氧6h;
正常细胞中弃去含5%FBS的ECM培养基,改加入含5%FBS的DMEM培养
基,放置于37℃正常细胞培养箱中培养。

(c)缺氧终止后,应立即放置于冰板上并进行后续实验,以防止其复氧发
生。

2结果

shRNA的敲除效率为85%。ZO-1表达检测结果见图16。脑微血管内皮细
胞敲除Swiprosin-1基因后,紧密连接蛋白ZO-1表达显著上调。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通
技术人员,在不脱离本发明方法的前提下,还可以做出若干改进和补充,这些
改进和补充也应视为本发明的保护范围。






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本发明涉及调节Swiprosin-1表达改善血脑屏障通透性。具体地,提供了Swiprosin-1及其调节剂在制备药物中的用途,所述的药物用于:调节血脑屏障通透性;或制备血脑屏障通透性增加或降低的动物模型。还提供了具体的Swiprosin-1过表达载体、siRNA和shRNA。本发明证实Swiprosin-1过表达小鼠血脑屏障通透性增加,Swiprosin-1基因敲除小鼠MCAO术后血脑屏障通透性下。

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