基因表达与定位分析
确定Fam170a和Fam170b的组织和时空表达模式以及FAM170A的亚细胞定位。
通过RT-PCR分析12种小鼠组织的表达,对PND3-60的睾丸进行表达分析;在COS-7细胞中表达FAM170A-cFLAG并免疫染色;通过CRISPR/Cas9生成Fam170a-cFlag敲入小鼠并染色睾丸切片。
Knockout of family with sequence similarity 170 member A (Fam170a) causes male subfertility, while Fam170b is dispensable in mice†
包含体外细胞定位实验、CRISPR/Cas9基因敲除小鼠模型、生育力评估、组织学分析、精子形态与运动功能检测及机制初探等多层级验证。
小鼠(B6D2F1杂交背景) Fam170a基因敲除小鼠 Fam170b基因敲除小鼠 Fam170a/Fam170b双基因敲除小鼠 COS-7细胞
Fam170a−/−雄性小鼠与野生型雌鼠交配6个月的窝产仔数和妊娠率 Fam170a−/−精子头形态异常和弯曲颈部等异常比例 Fam170a−/−精子的前向运动力和超活化比例 Fam170a基因敲除的2-bp缺失和Fam170b基因敲除的35-bp缺失的测序确认 Fam170a-cFlag敲入小鼠中FAM170A在长形精子细胞核的定位
提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
确定Fam170a和Fam170b的组织和时空表达模式以及FAM170A的亚细胞定位。
通过RT-PCR分析12种小鼠组织的表达,对PND3-60的睾丸进行表达分析;在COS-7细胞中表达FAM170A-cFLAG并免疫染色;通过CRISPR/Cas9生成Fam170a-cFlag敲入小鼠并染色睾丸切片。
生成并验证Fam170a和Fam170b基因敲除小鼠品系。
使用CRISPR/Cas9电穿孔技术生成Fam170a 2-bp缺失突变体(Fam170aem1Osb)和Fam170b 35-bp缺失突变体(Fam170bem2Osb),通过Sanger测序和PCR基因分型验证突变,利用qRT-PCR和FAM170B抗体确认敲除效果。
评估Fam170a和Fam170b敲除对雄性生育力的影响。
将−/−雄性小鼠与野生型雌鼠以三只一笼方式交配6个月,记录窝产仔数和每只雄鼠产仔窝数;进行定时交配实验,记录阴道栓数量和妊娠率。
分析Fam170a缺失对精子发生和组织结构的影响。
通过PAS-hematoxylin染色检查睾丸和附睾的组织学,观察精子释放和精子头形态;通过透射电镜和免疫荧光分析精子细胞核和细胞器结构;用相差显微镜分类计数附睾精子形态异常。
评估Fam170a缺失对精子运动能力的影响。
使用CASA系统测量附睾尾部精子的总运动力和前向运动力,通过CASAnova算法在15分钟和120分钟孵育后分类精子运动模式。
检测Fam170a缺失对候选靶基因表达的影响。
通过qRT-PCR比较Fam170a+/−和Fam170a−/−小鼠睾丸中热休克基因、核压缩基因、顶体特化组分基因和LINC复合物组分基因的表达水平。
按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| RNA提取 | TRIzol试剂 | Invitrogen | -- |
| RNeasy迷你试剂盒 | Qiagen | -- | |
| RT-PCR | Superscript III逆转录酶 | Invitrogen | -- |
| qRT-PCR | qScript cDNA超级混合液 | Quanta Biosciences | -- |
| 2× SYBR Green PCR预混液 | Invitrogen | -- | |
| Lightcycler 480 | Roche | -- | |
| 免疫染色 | 抗FLAG抗体 | Sigma | F1804 |
| 抗GOLGIN-97抗体 | Abcam | ab84340 | |
| 抗TNP1抗体 | ProteinTech | 17178–1-AP | |
| 抗α-微管蛋白-Alexa Fluor 488抗体 | Invitrogen | 322588 | |
| 抗FAM170B抗体 | Abcam | ab128280 | |
| 驴抗小鼠IgG-Alexa Fluor 488 | Life Technologies | A21202 | |
| 驴抗兔IgG-Alexa Fluor 594 | Life Technologies | A21207 | |
| 花生凝集素-FITC | Sigma | L-7381 | |
| 大豆凝集素-FITC | Vector Labs | FL-1011 | |
| DAPI | Sigma | D9542 | |
| 细胞培养 | DMEM培养基 | Gibco | 11965092 |
| 青霉素-链霉素试剂 | Gibco | 15140122 | |
| OptiMEM培养基 | Gibco | 11058021 | |
| PEI试剂 | Polysciences Inc. | 23966-2 | |
| COS-7细胞 | ATCC | CRL-1651 | |
| 免疫染色 | Immumount封片剂 | Thermo Fisher Scientific | 1900331 |
| 成像 | Zeiss LSM 880共聚焦显微镜 | Zeiss | -- |
| Zeiss AxioObserver显微镜 | Zeiss | -- | |
| Olympus BX41显微镜 | Olympus | -- | |
| Olympus CKX41显微镜 | Olympus | -- | |
| Nova NanoSEM 230扫描电镜 | FEI | -- | |
| 组织处理 | Bouin固定液 | Sigma | -- |
| Histo-Clear透明剂 | VWR | -- | |
| 精子分析 | 计数载玻片 | CellVision | -- |
| CEROS II动物CASA仪 | Hamilton Thorne | -- | |
| 动物实验 | NEPA21超级电穿孔仪 | Nepagene | -- |
| Cas9蛋白 | Thermo Fisher Scientific | -- |
汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。
| 环节 | 核对要点 |
|---|---|
| 动物模型 | 小鼠背景(B6D2F1、B6129S6) 阅读提示:Materials and methods - Animals |
| 基因敲除 | sgRNA靶序列、突变类型(2-bp缺失、35-bp缺失)、基因分型方法 阅读提示:Materials and methods - CRISPR/Cas9-mediated mutant mouse generation |
| 生育力评估 | 交配方案(三只一笼)、交配时长(6个月)、定时交配阴道栓计数(至少20个) 阅读提示:Materials and methods - Male fertility assessment |
| 组织学分析 | 组织固定方法(Bouin固定液)、切片厚度(5 μm)、染色方法(PAS-hematoxylin) 阅读提示:Materials and methods - Histology and sperm phase contrast |
| 精子形态分析 | 精子计数(至少400个附睾尾部精子)、形态分类标准 阅读提示:Materials and methods - Histology and sperm phase contrast |
| 精子运动分析 | CASA参数(VAP、VCL、VSL、ALH、BCF)、孵育时间(15分钟和120分钟) 阅读提示:Materials and methods - Sperm count and motility assessment |