建立Ccdc13基因敲除小鼠模型
通过敲除Ccdc13基因建立先天性脑积水小鼠模型,以研究其对视神经的影响。
采用knockout-first策略构建基因陷阱等位基因(Ccdc13a),经Cre重组产生缺失外显子3的null等位基因(Ccdc13b),并引入Gfp报告基因。通过Southern blot和PCR鉴定基因型,Western blot确认蛋白缺失。
Progressive Optic Neuropathy in Hydrocephalic Ccdc13 Mutant Mice Caused by Impaired Axoplasmic Transport at the Optic Nerve Head
包含基因敲除模型、组织学、电镜、功能检测及示踪实验,但未直接测量颅内压,部分机制推断需进一步验证。
Ccdc13基因敲除小鼠(Ccdc13b/b) 小鼠视网膜及视神经组织 视网膜神经节细胞
Ccdc13基因敲除的确认(Southern blot、Western blot) 脑积水表型的评估(侧脑室扩大、生存率) 视神经头形态变化(高度、宽度测量) 轴突超微结构(TEM)和神经丝表达(免疫荧光) 顺行轴突运输(CTB示踪)和RGC功能(pERG)
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。
通过敲除Ccdc13基因建立先天性脑积水小鼠模型,以研究其对视神经的影响。
采用knockout-first策略构建基因陷阱等位基因(Ccdc13a),经Cre重组产生缺失外显子3的null等位基因(Ccdc13b),并引入Gfp报告基因。通过Southern blot和PCR鉴定基因型,Western blot确认蛋白缺失。
确定Ccdc13突变小鼠是否出现脑积水,并检查视神经鞘蛛网膜下腔是否扩张。
通过H&E染色观察侧脑室大小,使用Evans blue染料示踪脑脊液流动,评估视神经蛛网膜下腔面积。
评估视神经头位移和轴突损伤情况。
利用抗MBP和upNFH抗体免疫荧光染色测量视神经头高度和宽度,通过TEM观察P35和P56轴突超微结构。
检测神经丝蛋白(upNFH、pNFH、Tubb3)在视神经和视网膜中的表达变化。
对P35、P42、P56视神经切片进行免疫荧光染色,对P26视网膜进行Western blot和RT-qPCR检测NFH表达。
检测RGC功能是否受损,并排除RGC丢失的影响。
进行pERG记录评估RGC功能,使用Rbpms染色计数RGC数量。
验证轴突运输是否受损,并确定损伤位点。
通过玻璃体腔注射CTB-555,在2周或48小时后观察其在视网膜、视神经、视束和上丘的分布。
检查星形胶质细胞和小胶质细胞是否激活。
通过GFAP和Iba1免疫荧光检测胶质细胞活化情况。
确认视神经病变是非细胞自主性的,排除视网膜自身病变的影响。
进行RNA-seq和Gfp报告基因分析检查Ccdc13在视网膜的表达;测量IOP;进行全视野ERG检测光感受器功能;视网膜特异性敲除小鼠进行pERG检测。
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 |
|---|---|---|---|
| 动物实验 | Sox2-Cre转基因小鼠 | JAX Laboratory | 014094 |
| 基因分型 | TIANGEN DNA提取试剂盒 | TIANGEN | DP304 |
| 快速Taq预混液 | Vazyme | P222-01 | |
| 振动切片 | 振动切片机 | Leica | VT1000 S |
| 组织包埋 | OCT包埋剂 | Tissue-Tek | 4583 |
| 塑料切片 | Technovit包埋试剂盒 | Technovit | 14653 |
| 切片 | 切片机 | Leica | RM 223 |
| 电镜 | EMBED812树脂 | Electron Microscopy Sciences | 14120 |
| 超薄切片机 | Leica | EM UC7 | |
| 铜网 | Electron Microscopy Sciences | FCF200-Cu-50 | |
| HT-7700透射电子显微镜 | Hitachi | -- | |
| 脑室注射 | 脑立体定位仪 | Thinker Tech Nanjing Bioscience Inc. | -- |
| 伊文思蓝 | Sigma-Aldrich | E2129 | |
| 显微注射 | 微量注射针 | Hamilton Company | 700 |
| 免疫染色 | Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X100 |
| 封片 | Fluoro-mount G封片剂 | Southern Biotech | 0100-01 |
| 蛋白质提取 | RIPA裂解液 | -- | -- |
| 蛋白酶抑制剂 | Sigma-Aldrich | P7626 | |
| Western blot | FuturePAGE预制胶 | ACE Biotechnology | ET12412 |
| PVDF膜 | Millipore | IPVH00010 | |
| 化学发光底物 | Thermo Scientific | 34580 | |
| RNA提取 | 总RNA提取试剂盒 | Vazyme | RC112-01 |
| 逆转录 | HiScript III逆转录预混液 | Vazyme | R323-01 |
| RT-qPCR | ChamQ SYBR Color qPCR预混液 | Vazyme | Q411-02 |
| 散瞳 | 复方托吡卡胺滴眼液 | SINQI | H20055546 |
| ERG | CELERIS系统 | Diagnosys LLC | D430 |
| 羟丙甲纤维素滴眼液 | ZOC | H20071448 | |
| 轴突示踪 | Alexa Fluor 555标记霍乱毒素B亚单位 | Invitrogen | C34776 |
| 测序 | FastPure细胞/组织总RNA提取试剂盒 | Vazyme | RC112-01 |
| 眼压测量 | Tonolab回弹式眼压计 | iCare Finland | -- |
| 图像采集 | LSM 880共聚焦显微镜 | Zeiss | -- |
| 统计 | GraphPad Prism 9 | -- | -- |
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 |
|---|---|
| 小鼠模型 | 基因敲除策略、小鼠品系、基因型确认方法 阅读提示:Materials and Methods: Experimental Animals, Generation of Ccdc13 Mutant Alleles |
| 脑积水评估 | 脑室大小、蛛网膜下腔面积、生存率统计 阅读提示:Materials and Methods: Tissue Preparation, Evans Blue Histology; Results: 图1、2 |
| 视神经头形态测定 | 视神经头高度和宽度测量方法、免疫染色标记 阅读提示:Materials and Methods: Immunostaining; Results: 图2F-I |
| 轴突超微结构 | TEM样品制备方法、观察区域(ONH vs 髓鞘化区) 阅读提示:Materials and Methods: Transmission Electron Microscopy; Results: 图3 |
| 神经丝蛋白表达 | 免疫荧光染色的抗体、固定和切片的处理方法、Western blot和RT-qPCR的条件 阅读提示:Materials and Methods: Immunostaining, Western blotting, RT-qPCR; Results: 图4、5 |
| RGC功能检测 | pERG和全视野ERG的刺激参数、记录条件 阅读提示:Materials and Methods: Electroretinography; Results: 图5K-N |
| 轴突运输 | CTB注射浓度、体积、观察时间 阅读提示:Materials and Methods: Anterograde Cholera Toxin Subunit B Conjugate Tracing; Results: 图6 |
| 胶质细胞反应 | GFAP和Iba1免疫染色的条件和定量方法 阅读提示:Materials and Methods: Immunostaining; Results: 补充图S5 |
| 排除视网膜原发病变 | RNA-seq的样本量和时间点、IOP测量方法、全视野ERG条件、视网膜特异性敲除小鼠的构建和pERG检测 阅读提示:Materials and Methods: RNA-Sequencing Analysis, Intraocular Pressure Measurement, Electroretinography; Results: 补充图S6、S7 |