Трансгенные кролики с генами гранулоцит-колониестимулирующего фактора человека и зеленого флуоресцирующего белка

Колоскова Е. М.; Езерский В. А.; Трубицина Т. П.; Жукова О. Б.; Остренко К. С.; Белова Н. В.; Кутьин И. И.; Рябых В. П.

Трансгенные кролики с генами гранулоцит-колониестимулирующего фактора человека и зеленого флуоресцирующего белка

Колоскова Е. М., Езерский В. А., Трубицина Т. П., Жукова О. Б., Остренко К. С., Белова Н. В., Кутьин И. И., Рябых В. П.

2025

https://doi.org/10.29235/1817-7204-2025-63-1-45-57

Гранулоцит-колониестимулирующий фактор человека (GCSF, ГКСФ) – один из белков фармакологического назначения, который может быть выделен из молока трансгенных (ТГ) животных. Была получена плазмида, содержащая ген GCSF человека под контролем регуляторных элементов гена β-лактоглобулина крупного рогатого скота, и ген репортерного зеленого флуоресцентного белка (ЕGFP) под цитомегаловирусным (cmv) промотором. Использование выбранных промоторов обеспечивает тканеспецифичную экспрессию целевого белка в молочной железе ТГ животного-продуцента и высокий уровень ранней экспрессии репортерного белка в клетках эукариот, что позволяет детектировать ТГ эмбрионы на стадии культивирования и производить их предымплантационный отбор. Тестирование конструкции для оценки ее эффективности проводили на ТГ кроликах, полученных методом микроинъекции в мужской пронуклеус зигот. Был сделан вывод о токсичности GFP для эмбрионов на ранних стадиях развития из-за чрезмерной экспрессии гена EGFP под сильным cmv промотором. Была получена ТГ крольчиха (F0), у которой методом ИФА был оценен уровень ГКСФ человека в молоке и сыворотке крови. Из 22 крольчат, полученных от нее за четыре окрола, два были трансгенны. От ТГ самца F0 было получено потомство (F1), 56 % которого составляли самцы, из них 88 % были ТГ и по состоянию здоровья не отличались от обычных кроликов. Среди самок ТГ было 10 %, и они погибали в течение двух недель после рождения.

Колоскова Е. М., Езерский В. А., Трубицина Т. П., Жукова О. Б., Остренко К. С., Белова Н. В., Кутьин И. И., Рябых В. П. Трансгенные кролики с генами гранулоцит-колониестимулирующего фактора человека и зеленого флуоресцирующего белка. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наук. 2025;63(1):45-57. https://doi.org/10.29235/1817-7204-2025-63-1-45-57

Цитирование

Список литературы

1. Kues, W. A. Advances in farm animal transgenesis / W. A. Kues, H. Niemann // Preventive Veterinary Medicine. – 2011. – Vol. 102, № 2. – P. 146–156. https://doi.org/10.1016/j.prevetmed.2011.04.009

2. The transgenic animal platform for biopharmaceutical production / L. R. Bertolini, H. Meade, C. R. Lazzarotto [et al.] // Transgenic Research. – 2016. – Vol. 25, № 3. – P. 329–343. https://doi.org/10.1007/s11248-016-9933-9

3. Transgenic rabbits for the production of biologically-active recombinant proteins in the milk / F. O. Castro, J. Limonta, A. Rodrıguez [et al.] // ́ Genetic Analysis: Biomolecular Engineering. – 1999. – Vol. 15, № 3–5. – P. 179–187. https://doi.org/10.1016/s1050-3862(99)00024-8

4. Трансгенные и нокаутные кролики в биомедицине и генотерапии. CRISPR/Cas9-технологии (обзор) / Е. М. Колоскова, В. Н. Каркищенко, В. А. Езерский [и др.] // Биомедицина. – 2019. – Т. 15, № 4. – P. 12–33. https://doi.org/10.33647/2074-5982-15-4-12-33

5. Mechanisms of hemostimulating effects of granulocytic CSF and pantohematogen under conditions of cytostatic myelosuppression / L. A. Miroshnichenko, V. V. Shdanov, G. N. Zyuz’kov [et al.] // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. – 2011. – Vol. 150, № 6. – P. 702–706. https://doi.org/10.1007/s10517-011-1228-9

6. Possibilities of using granulocyte colony-stimulating factor in reproductive medicine. A literature review / C. T. Nguyen, D. A. Niauri, N. I. Tapilskaya, A. М. Gzgzyan // Journal of Obstetrics and Women’s Diseases. – 2021. – Vol. 70, № 2. – P. 119–128. https://doi.org/10.17816/JOWD43587

7. Metcalf, D. Biochemistry of the colony-stimulating factors / D. Metcalf, N. A. Nicola // The hematopoietic colonystimulating factors. From biology to clinical applications / D. Metcalf, N. A. Nicola. – Cambridge [etc.], 1995. – P. 44–64. https://doi.org/10.1017/cbo9780511663376.005

8. Скрыпник, К. А. Человеческий гранулоцитарный колониестимулирующий фактор в клинической практике / К. А. Скрыпник, В. С. Косоруков // Российский биотерапевтический журнал. – 2011. – T. 10, № 2. – С. 19–24.

9. Биоаналоговые (биоподобные) лекарственные препараты рекомбинантного гранулоцитарного-колониести мули рующего фактора. Оценка качества / Ж. И. Авдеева, А. А. Солдатов, Н. А. Алпатова [и др.] // Биопрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. – 2015. – № 1 (53). – С. 4–14.

10. Production of biologically active human granulocyte colony stimulating factor in the milk of transgenic goat / J. H. Ko, Ch.-S. Lee, K. H. Kim [et al.] // Transgenic Research. – 2000. – Vol. 9, № 3. – P. 215–222. https://doi.org/10.1023/a:1008972010351

11. Секреция биологически активного гранулоцит колониестимулирующего фактора (Г-КСФ) человека в молоке трансгенных мышей / Г. А. Дворянчиков, И. А. Серова, Л. Е. Андреева [и др.] // Генетика. – 2005. – Т. 41, № 10. – С. 1330–1337.

12. A 3,387 bp 5′-flanking sequence of the goat alpha-S1-casein gene provides correct tissue-specific expression of human granulocyte colony-stimulating factor (hG-CSF) in the mammary gland of transgenic mice / I. A. Serova, G. A. Dvoryanchikov, L. E. Andreeva [et al.] // Transgenic Research. – 2012. – Vol. 21, № 3. – P. 485–498. https://doi.org/10.1007/s11248-011-9547-1

13. The establishment of two transgenic goat lines for mammary gland hG-CSF expression / V. J. F. Freitas, I. A. Serova, R. R. Moura [et al.] // Small Ruminant Research. – 2012. – Vol. 105, № 1–3. – P. 105–113. https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2012.03.009

14. Bovine alpha s1-casein gene sequences direct highlevel expression of human granulocyte-macrophage colony-stimulating factor in the milk of transgenic mice / M. Uusi-Oukari, J.-M. Hyttinen, V.-P. Korhonen [et al.] // Transgenic Research. – 1997. – Vol. 6, № 1. – P. 75–84. https://doi.org/10.1023/a:1018461201385

15. Expression of the human granulocyte-macrophage colony stimulating factor (hGM-CSF) gene under control of the 5′-regulatory sequence of the goat alpha-S1-casein gene with and without a MAR element in transgenic mice / I. A. Burkov, I. A. Serova, N. R. Battulin [et al.] // Transgenic Research. – 2013. – Vol. 22, № 5. – P. 949–964. https://doi.org/10.1007/s11248-013-9697-4

16. Самойлов, А. В. Получение трансгенных кур с геном гранулоцитарного колониестимулирующего фактора человека методом опосредованного генного переноса с помощью сперматозоидов / А. В. Самойлов, А. З. Кесян, Н. М. Сураева // Известия Российской академии наук. Серия биологическая. – 2013. – № 5. – С. 517–521. https://doi.org/10.7868/S0002332913040140

17. Noninvasive fluorescent screening of microinjected bovine embryos to predict transgene integration / S. J. Rosochacki, L. Kozikova, M. Korwin-Kossakowski [et al.] // Folia Biologica. – Krakow, 2003. – Vol. 51, № 1–2. – P. 97–104.

18. Efficient selection of transgenic mouse embryos using EGFP as a marker gene / M. Kato, K. Yamanouchi, M. Ikawa [et al.] // Molecular Reproduction and Development. – 1999. – Vol. 54, № 1. – P. 43–48. https://doi.org/10.1002/(sici)10982795(199909)54:1<43::aid-mrd6>3.0.co;2-n

19. Zimmer, M. GFP: from jellyfish to the Nobel prize and beyond / M. Zimmer // Chemical Society Reviews. – 2009. – Vol. 38, № 10. – P. 2823–2832. https://doi.org/10.1039/b904023d

20. New Wistar Kyoto and spontaneously hypertensive rat transgenic models with ubiquitous expression of green fluorescent protein / A. I. Garcia-Diaz, B. Moyon, P. M. Coan [et al.] // Disease Models & Mechanisms. – 2016. – Vol. 9, № 4. – P. 463–471. https://doi.org/10.1242/dmm.024208

21. Effect of hormone modulations on donorderived spermatogenesis or colonization after syngeneic and xenotransplantation in mice / G. Shetty, Z. Wu, T. N. A. Lam [et al.] // Andrology. – 2019. – Vol. 7, № 2. – P. 257–265. https://doi.org/10.1111/andr.12571

22. Early tissue formation on whole-area osteochondral defect of rabbit patella by covering with fibroin sponge / E. Hirakata, N. Tomita, Y. Tamada [et al.] // Journal of Biomedical Materials Research. Part B: Applied Biomaterials. – 2016. – Vol. 104, № 7. – P. 1474–1482. https://doi.org/10.1002/jbm.b.33656

23. Transposon-mediated transgenesis, transgenic rescue, and tissue-specific gene expression in rodents and rabbits / K. Katter, A. M. Geurts, O. Hoffmann [et al.] // The FASEB Journal. – 2013. – Vol. 27, № 3. – P. 930–941. https://doi.org/10.1096/fj.12-205526

24. Establishment and characterization of CAG/EGFP transgenic rabbit line / R. Takahashi, T. Kuramochi, K. Aoyagi [et al.] // Transgenic Research. – 2007. – Vol. 16, № 1. – P. 115–120. https://doi.org/10.1007/s11248-006-9043-1

25. Murakami, T. GFP-transgenic animals for in vivo imaging: rats, rabbits, and pigs / T. Murakami, S. Kobayashi // In vivo cellular imaging using fluorescent proteins: methods and protocols / ed. R. M. Hoffman. – New York, 2012. – P. 177–189. – (Methods in Molecular Biology; vol. 872). https://doi.org/10.1007/978-1-61779-797-2_12

26. Езерский, В. А. Создание генно-инженерной конструкции, содержащей структурный ген GCSF человека под контролем регуляторных элементов гена β-лактоглобулина крупного рогатого скота / В. А. Езерский, Л. Б. Иванова, В. Г. Шевченко // Проблемы биологии продуктивных животных. – 2007. – № 1. – C. 123–131.

27. Генетическая конструкция, включающая кодирующую последовательность Г-КСФ человека с регуляторными областями гена β-лактоглобулина КРС и репортерный ген EGFP / В. А. Езерский, Е. М. Колоскова, Т. П. Трубицина [и др.] // Проблемы биологии продуктивных животных. – 2018. – № 3. – С. 35–44. https://doi.org/10.25687/1996-6733.prodanimbiol.2018.3.35-44

28. Chrenek, P. Quality of transgenic rabbit embryos with different EGFP gene constructs / P. Chrenek, M. Bauer, A. V. Makarevich // Zygote. – 2011. – Vol. 19, № 1. – P. 85–90. https://doi.org/10.1017/S0967199410000109

29. A very strong enhancer is located upstream of an immediate early gene of human cytomegalovirus / M. Boshart, F. Weber, G. Jahn [et al.] // Cell. – 1985. – Vol. 41, № 2. – P. 521–530. https://doi.org/10.1016/s0092-8674(85)80025-8

30. Birch, J. R. Antibody production / J. R. Birch, A. J. Racher // Advanced Drug Delivery Reviews. – 2006. – Vol. 58, № 5–6. – P. 671–685. https://doi.org/10.1016/j.addr.2005.12.006

31. Khan, K. H. Gene expression in Mammalian cells and its applications / K. H. Khan // Advanced Pharmaceutical Bulletin. – 2013. – Vol. 3, № 2. – P. 257–263. https://doi.org/10.5681/apb.2013.042

32. Lipták, N. GFP transgenic animals in biomedical research: a review of potential disadvantages / N. Lipták, Z. Bősze, L. Hiripi // Physiological Research. – 2019. – Vol. 68, № 4. – P. 525–530. https://doi.org/10.33549/physiolres.934227

33. Серов, О. Л. Трансгенные животные: фундаментальные и прикладные аспекты / О. Л. Серов // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2013. – Т. 17, № 4/2. – С. 1055–1064.

34. Эффективность интеграции гена лактоферрина человека в геном мыши и кролика / С. И. Тевкин, М. С. Шишиморова, В. А. Езерский [и др.] // Сельскохозяйственная биология. – 2009. – Т. 44, № 2. – C. 55–61.

Источник

Информация

Автор

Колоскова Е. М. Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал ФИЦ животноводства – ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста
Езерский В. А. Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал ФИЦ животноводства – ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста
Трубицина Т. П. Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал ФИЦ животноводства – ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста
Жукова О. Б. Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал ФИЦ животноводства – ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста
Остренко К. С. Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал ФИЦ животноводства – ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста
Белова Н. В. Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал ФИЦ животноводства – ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста
Кутьин И. И. Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал ФИЦ животноводства – ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста
Рябых В. П. Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал ФИЦ животноводства – ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста

Страницы

45-57

Год издания

2025

Ключевые слова

Коллекции

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наук