該模型采用了CRISPR/Cas9技術(shù),創(chuàng)新性地結(jié)合了人類遺傳學(xué)與動(dòng)物基因編輯技術(shù),首次在小鼠上重構(gòu)了與人類疾病類似的遺傳模式,在Tbx6基因上同時(shí)引入無效突變和promotor區(qū)域的亞效等位基因,并將二者結(jié)合,形成復(fù)合雜合突變并獲得相應(yīng)的脊柱畸形表型。該模型是國際上首創(chuàng)的復(fù)合雜合突變脊柱畸形表型,對(duì)于解釋先天性脊柱側(cè)凸的分子機(jī)制和發(fā)病過程具有極高的研究討論價(jià)值。
該基因編輯小鼠將在屏障隔離環(huán)境(北京協(xié)和醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心)內(nèi)進(jìn)行繁育、飼養(yǎng)及相關(guān)實(shí)驗(yàn),其監(jiān)督管理措施由動(dòng)物中心負(fù)責(zé)。屏障隔離期間將保持清潔,保證其具有SPF級(jí)別清潔度,減少感染及發(fā)病幾率。嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)室管理,防止小鼠外泄,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)將禁止其與野生型小鼠交配,保證編輯基因組序列不向自然界流通。上述措施將保證該動(dòng)物模型的生物安全性,避免其影響生態(tài)環(huán)境。
小鼠表現(xiàn)為血清中高水平的肌酸激酶,骨骼肌纖維Evans-blue 摻入陽性。骨骼肌跑步運(yùn)動(dòng)能力減弱、抓力減弱、骨骼肌纖維張力減弱。
(1) 血清CK檢測(cè)
肌酸激酶在骨骼肌膜完整時(shí)不會(huì)釋放到血液中,Mdx肌營養(yǎng)不良的小鼠由于肌營養(yǎng)不良蛋白的功能缺失,肌纖維膜受損,肌酸激酶會(huì)從骨骼肌組織中釋放出來,表現(xiàn)為血清中肌酸激酶的水平升高。
(2) 伊文氏蘭(Evens Blue)染色
Evens-Blue是一種經(jīng)激發(fā)可產(chǎn)生紅色熒光的染料。完整的肌纖維表現(xiàn)為染料摻入陰性,受損傷的肌纖維表現(xiàn)為染料摻入陽性。由于Mdx小鼠骨骼肌纖維膜不完整,因此,腹腔注射Evens-blue染料,取Mdx小鼠骨骼肌切片,可以檢測(cè)到較多Evens-blue陽性區(qū)域。
(3) 骨骼肌力量測(cè)試
Mdx小鼠肌纖維結(jié)構(gòu)的不完整,也導(dǎo)致了小鼠骨骼肌功能的減弱。取出完整的趾長伸肌的肌群,進(jìn)行肌肉力量的電生理實(shí)驗(yàn),Mdx小鼠表現(xiàn)為骨骼肌張力的減弱。用抓力測(cè)量?jī)x對(duì)小鼠的抓力進(jìn)行測(cè)量,Mdx小鼠表現(xiàn)為前后肢抓力的減弱。
(4) 跑步實(shí)驗(yàn)
Mdx小鼠的骨骼肌耐力減弱,在進(jìn)行跑步實(shí)驗(yàn)時(shí),小鼠的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)距離會(huì)顯著減少。
(5) 病理診斷
由于Mdx小鼠經(jīng)歷反復(fù)的骨骼肌損傷修復(fù),骨骼肌組織內(nèi)會(huì)出現(xiàn)較多的炎胞浸潤以及纖維化。
SPF級(jí)C57BL/6j
Mdx小鼠(C57BL/10ScSn-Dmdmdx/J)
Mdx小鼠是模擬人類的骨骼肌營養(yǎng)不良的小鼠模型,該小鼠由于DMD基因的自發(fā)性點(diǎn)突變。
(1) Mdx小鼠是位于X染色體的DMD基因第23個(gè)外顯子上的自發(fā)性無義突變的小鼠模型;雌性個(gè)體純和突變表現(xiàn)為肌營養(yǎng)不良表型(XdmdXdmd)、雄性個(gè)體只有一條X染色體,攜帶突變即可表現(xiàn)為肌營養(yǎng)不良表型(XdmdY)。一般用雄性Mdx小鼠做研究。
(2) 將雌性雜合子(XdmdX+)與C57BL/6j雄性小鼠雜交,產(chǎn)生的子代雄性個(gè)體中:1/2為Mdx小鼠,1/2野生型。
杜氏肌營養(yǎng)不良是一種進(jìn)行性的骨骼肌衰弱疾病,發(fā)病率在男性兒童中占3500-3600分之一。本病的發(fā)生是由于X染色體上編碼肌營養(yǎng)不良蛋白的DMD基因的突變所引起。肌營養(yǎng)不良蛋白是組成對(duì)于維持肌纖維的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性非常重要的膜復(fù)合物的成員之一。DMD基因的變異包括缺失、重復(fù)或點(diǎn)突變。目前沒有有效的針對(duì)發(fā)病原因的藥物。
患者在兒童早期主要表現(xiàn)為小腿腓腸肌假性肥大、鴨步和Gowers征,因骨骼肌不斷退化出現(xiàn)肌肉無力或萎縮并且迅速惡化。在患者生長發(fā)育過程中,可能表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)能力的發(fā)育較正常人遲緩,相對(duì)于同齡兒童,包括坐、站、走等這些運(yùn)動(dòng)表型都要晚。疾病的快速發(fā)展會(huì)導(dǎo)致患者在青春期基本就要靠輪椅活動(dòng)。DMD同時(shí)危及心肌和呼吸肌的功能,患者晚期可出現(xiàn)全身骨骼肌萎縮,大概在7歲到12歲時(shí)會(huì)徹底喪失獨(dú)立行走能力,通常在20歲左右會(huì)因?yàn)樾募?、肺肌無力(心力衰竭或呼吸衰竭)而死亡。
中文名稱:杜氏肌營養(yǎng)不良小鼠模型
英文名稱:NA
類型:杜氏肌營養(yǎng)不良動(dòng)物模型
分級(jí):NA
用途:用于杜氏肌營養(yǎng)不良研究。
研制單位:中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所
保存單位:中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所
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