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本文通过以下几个部分展开论述: 第一部分、长白猪Gli家族锌指结构3(Gli3)的分子克隆和表达分析 目的:Gli家族锌指结构3(Gli3)在胚胎发育,器官形成方面有重要作用,是Hedgehog(Hh)信号通路中重要的转录因子,也是非常保守的调控因子。Gli3基因突变,引起多种综合征,以及器官畸形。作为大动物长白猪中的Gli3基因在Genbank中只有几个外显子,没有完成的基因序列。本实验旨在通过已知几个外显子,克隆出全长的Gli3基因。 方法:(1)提取长白猪肺组织的RNA,逆转录合成cDNA;(2)通过已知外显子和基因同源性设计Gli3基因引物,克隆Gli3基因中后段序列,利用RACE技术克隆Gli3基因两端序列,即可得到Gli3的全长序列;(3)生物信息学预测Gli3基因的开放阅读框,Gli3蛋白的生化特征,N-糖基化,磷酸化位点,二级结构,模拟三级空间结构,生物进化树;(4)实时定量PCR检测Gli3基因在长白猪胎儿110天和成年猪中的心、肝、脾、肺、肾、脑、皮、肌肉、舌等器官和组织中的基因相对表达水平。 结果:获得长白猪Gli3基因全长序列6289个碱基,完整的阅读框,其中包括从292到5052共4761碱基编码序列,291个碱基为5'端非编码区,1237个碱基为3'端末端非编码区。长白猪Gli3基因共编码1587个氨基酸。生物信息学分析蛋白分子量约为169kDa,等电点约为7.2,没有预测到N端的信号肽,无跨膜结构,没有O连接糖基化位点,有6个N连接糖基化位点,预测到Gli3蛋白有大量磷酸化位点。Gli3蛋白有4个锌指结构的保守结构。无规则卷曲在Gli3蛋白二级结构中占主要地位。实时定量PCR检测Gli3基因结果显示在长白猪胎儿和成年长白猪的脾,肺,肾,脑均有高表达。 结论:通过RT-PCR和RACE技术成功克隆出长白猪Gli3基因全长序列。为长白猪中Gli3基因的研究提供了分子基础。 第二部分、GIPR血转基因猪表型分析 目的:通过克隆方法建立的GIPR过表达显性抑制的转基因猪模型,研究GIP在糖代谢稳态中的作用。 方法:对2月龄和5月龄的GIPRdn转基因和野生型长白猪进行口服葡萄糖耐量测试,分析血糖和胰岛素含量。糖耐量测试结束,分离猪的胰腺,称重,免疫组化方法分析GIPRdn转基因和野生型长白猪胰腺中Ki67和Insulin的表达水平。 结果:GIPRdn转基因猪2月龄口服糖耐量测试1h后,血糖明显高于对照组,1.5h后胰岛素含量也明显比对照组高,证明GIPRdn转基因猪糖耐量确实受到损害;5月龄口服葡萄糖1.5h后,血糖也明显低于对照组,而胰岛素仅仅0.5h后就明显高于对照组,确认GIPRdn转基因猪糖耐量依然受到损害。GIPRdn转基因猪从2月龄到5月龄表现出糖耐量受损基本没有变化,而胰岛素分泌明显减少。GIPR血转基因猪胰腺重量明显减轻。免疫组织化学显示insulin明显降低,胰腺细胞增殖明显减少。 结论:过表达显性抑制的GIPRdn转基因猪从2月龄到5月龄表现出糖耐量受损和胰岛素分泌障碍,证明GIPRdn转基因猪是研究糖尿病的很好模型。