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小鼠胚胎干(Embryonic stem,ES)细胞与四倍体胚胎有不同的发育潜能,四倍体胚胎仅参与卵黄囊内胚层和胎盘滋养细胞谱系(如绒毛膜外胚层、滋养巨细胞等)的生成,而ES细胞广泛参与胚体、羊膜、尿囊、卵黄囊中胚层和绒毛膜中胚层的生成,不参与卵黄囊内胚层和胎盘滋养细胞谱系的生成。利用四倍体胚胎补偿技术就可以得到完全由ES细胞发育而来的小鼠。
包括ES小鼠在内的许多克隆动物都死于呼吸衰竭,呼吸衰竭征是指新生有活力的ES小鼠(有短暂的呼吸现象)在出生后立刻表现进行性呼吸困难、皮肤青紫,其寿命不会超过1小时,肺部病理表现为肺泡扩张不全和肺泡壁增厚,而且,这种呼吸衰竭征是导致新生ES小鼠死亡的主要疾病。这种新生ES小鼠呼吸衰竭征的临床和病理表现与人类儿科医学中的新生儿呼吸窘迫综合征(Neonatal respiratory distress syndrome,NRDS)非常相似,NRDS是由于肺表面活性蛋白(Surfactant protein,SP)缺乏导致肺泡塌陷而引起的,现已在小鼠发现4种SP:SP-A、SP-B、SP-C、SP-D。在研究四种SP功能过程中发现SP-B基因打靶小鼠和因突变而导致SP-B基因缺失的新生儿在出生后都很快死于呼吸衰竭,所以SP-B对于维持肺泡的正常功能起着关键作用。据此我们推断:新生克隆动物的呼吸衰竭征很可能是由于SP-B的异常表达引起的。
酚提法提取12只成年ES小鼠的12种组织(肺、肝、脑、胰、肠、膀、胃、心、睾丸或卵巢、脾、肾、肌肉)和7只新生死亡ES小鼠的4种组织(心、肝、脑、肌肉)的DNA,选取5个微卫星位点D2Mit493、D10Mit134、D5Mit138、D16Mit189和D5Mit346,进行PCR扩增,检测19只ES小鼠的组织嵌合度,结果表明19只ES小鼠完全由ES细胞发育而来。
取1只死于呼吸衰竭的新生ES小鼠的肺脏,做常规组织切片,苏木精-伊红染色,显微镜观察其病理变化。和对照组相比,发现死于呼吸衰竭的新生ES小鼠的肺泡明显扩张不全,且肺泡壁增厚。
分别取12只成年ES小鼠、6只死于呼吸衰竭的新生ES小鼠及成年对照小鼠和新生对照小鼠的肺组织,裂解液充分消化,离心后取上清即为提好的蛋白。用免疫印迹法,即Western blot检测SP-B蛋白的表达,结果表明成年ES小鼠肺脏组织中的SP-B表达减少,即使那些外表正常的成年ES小鼠,其SP-B的表达也明显低于对照组成年小鼠,而在死于呼吸衰竭的ES小鼠中,没有检测到SP-B的表达,这些结果说明,呼吸衰竭征很可能是由于SP-B的严重表达不足引起的,而适度减少表达可能并不会影响ES小鼠的正常存活。