[发明专利]一种Il21基因敲除小鼠模型及其构建方法、应用

说明书

本发明公开了一种Il21基因敲除小鼠模型及其构建方法、应用，构建方法包括以下步骤：S1、基于CRISPR/Cas9技术，确定Il21基因的敲除区域，根据确定的敲除区域设计特异性靶位点sgRNA1和sgRNA2，gRNA1和gRNA2的基因序列分别如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示；S2、将有活性的gRNA1、gRNA2、cas9蛋白显微注射入小鼠受精卵中，取注射后存活的受精卵移植到假孕雌鼠体内，待其怀孕产仔获得F0代小鼠；S3、将步骤S2获得的F0代小鼠与野生型小鼠交配，获得的F1代杂合子；S4、将步骤S3获得的F1代杂合子近交获得F2代小鼠即为IL21基因敲除小鼠模型。本发明基于CRISPR/Cas9技术，通过设计合理的异性靶位点gRNA1和gRNA2基因序列，首次通过敲除Il21基因的ENSMUST00000029273.7转录本中exon3‑exon5区域建立了小鼠动物模型，能够在肿瘤愈后相关研究中的应用。

技术领域

本发明涉及基因敲除小鼠模型构建技术领域，具体涉及一种Il21基因敲除小鼠模型及其构建方法、应用。

背景技术

IL-21即白细胞介素-21(interleukin-21，IL-21)是一种分泌蛋白，由活化的CD4+T细胞分泌，分子结构与IL-15相似，属于IL-15/IL-21家族，它与一个复合受体结合，该复合受体由一个私有受体(IL21R)和常见的细胞因子受体链(gamma(C))组成。IL-21影响多种细胞类型包括CD8+记忆T细胞、NK细胞和CD4记忆T细胞亚群。其受体广泛分布在淋巴造血细胞上。IL-21通过增强免疫细胞的抗原特异性反应，促进CD8+t细胞和NK细胞的抗肿瘤活性，通过与特定的I型细胞因子受体IL-21R结合而发挥作用。已有研究表明，IL-21缺失会导致CD8+T细胞功能障碍。

现有关于IL-21在肿瘤愈后中的作用研究主要使用肿瘤组织中注射外源IL-21的方法，该方法受限于注射剂的载体类型、外源IL-21的来源、及相关副作用等因素，而使用基因敲除小鼠进行研究可以有效的避免相关不利因素，减少成本。

基因敲除动物模型可以通过基因打靶技术构建和CRISPR/Cas9技术构建。基因打靶技术即建立在ES细胞与DNA同源重组等技术基础上的分子生物学技术。利用同源重组技术对ES细胞特定位点的基因进行改造，通过显微注射或者胚胎融合的方法将经过遗传修饰的ES细胞引入受体胚胎内。遗传修饰的ES细胞仍然保持分化的全能性，可以发育为嵌合体动物的生殖细胞，使得修饰的遗传信息经生殖系遗传，获得ES细胞来源的小鼠。因此可以在ES细胞上进行基因编辑，获得基因修饰小鼠。

ES细胞打靶技术从同源重组载体的构建、到ES细胞的打靶及阳性克隆筛选、再到ES细胞的囊胚注射获得嵌合小鼠，这个过程大约需要4-6个月时间。而CRISPR/Cas9技术抛开了这部分工作，直接移植注射后的小鼠受精卵获得F0代，大约只需要1个月左右，极大地节省了研发周期和费用。另一方面，通过ES细胞打靶技术获得的基因修饰小鼠，其遗传背景来自于我们选择的ES细胞，而成熟的、可用于基因打靶的ES细胞系通常只有有限的几种品系来源：C57BL/6N、C57BL/6J、129S3以及C57与129的杂交F1系。如果需要其它背景，则需要通过与目的品系野生型小鼠回交的方式获得，回交代数在10代以上。而CRISPR/Cas9技术打破了小鼠品系的限制，可以实现在不同品系、甚至免疫缺陷品系上的遗传修饰，比如：BALB/c、FVB、Nod、Nod-scid等。

目前，还没有采用CRISPR/Cas9技术构建IL-21基因敲除小鼠模型成功的案例。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Il21基因敲除小鼠模型的构建方法，采用本发明所述构建发明不仅能够成功构建Il21基因敲除小鼠模型，且具有周期短、不受小鼠品系限制的优点。。

此外，本发明还提供采用上述构建方法构建的Il21基因敲除小鼠模型以及该Il21基因敲除小鼠模型的应用。

本发明通过下述技术方案实现：