遗传性溶血性贫血

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技术地中海贫血动物模型的建立方法 [复制链接]

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β-地中海贫血动物模型的建立方法

β-地中海贫血是一种临床常见的由于β-珠蛋白基因重要功能区域的突变引起遗传性溶血性贫血疾病。β-地中海贫血患者都呈现β链血红蛋白的生成缺陷,但其表型却各有不同,表现可以从症状缺乏到严重贫血的各种临床症状。一个良好的β-地中海贫血动物模型对于其治疗研究可以提供很好的中介,减少直接在患者身上做实验的痛苦与难度,寻求更为有效和经济的治疗手段,以提高疗效水平,特别对于在探讨一些基因治疗时产生的疗效及不良反应进行监测。本文就目前β-地中海贫血疾病动物模型的建模方法进行综述。

常见动物模型:

1β-地中海贫血表型相关动物模型

1.1自然存在的突变模型

对DBA/2J雄性小鼠行腹腔注射mg/kg的乙烷亚硝基脲(ENU)进行化学诱变,然后与C57BL/6J雌性小鼠以产生F1杂交后代(B6D2),通过使用电泳检测诱导的突变。在繁殖记录检查发现,所有的变异小鼠均来自DBA/2J雄性小鼠,随后对DBA/2J雄性血红蛋白的电泳分析也显示βmin血红蛋白组分升高,表明这些突变先前就已经存在,而不是由ENU诱导生成。

1.2人为破坏或插入突变基因的模型

使用来自近交系中小鼠分离的胚胎干细胞,通过使用同源重组以插入选择的序列破坏成人βmaj-珠蛋白基因,将靶向质粒通过电穿孔导入到ES细胞并进行筛选出阳性细胞,通过注射进入囊胚并移植产生嵌合小鼠,然后3只雄性嵌合小鼠与C57BL/6J雌性交配后将相关基因组传给后代。这概括了β-地中海贫血表型的许多方面,并且对于基因研究起到了很大的补充作用。然而,这没有概括β-地中海贫血的基因型水平,从而限制了基因治疗策略的潜在发展(例如:基因修正,由反义寡核苷酸剪接的特异性恢复和HbF表达的药理上调)。

2β-地中海贫血各种型别的相关模型2.型地中海贫血

作为其中常见类型B-IVS-II-(C→T)地中海贫血,在内含子Ⅱ核苷酸的位置C→T的突变,引起保留第二内含子的~位点的核苷酸导致不能编码有功能β-珠蛋白多肽,其约占中国和泰国β-地中海贫血患者的20%。为地中海贫血或其他遗传疾病的剪接缺陷,可以通过反义寡核苷酸在体内使用以修复剪接特异性的潜在方法治疗得到很大的发展。

2.-42型地中海贫血

由于密码子41-42的4bp的缺失(-TTCT)导致移码突变,在密码子59的位置上产生一个新的终止密码子,从而导致β0地中海贫血。这种特殊的基因突变在中国南方和泰国的一些地区占β-地中海贫血的40%左右,是最为常见的一种类别。其对于造血干细胞的基因校正和在人源化地中海贫血研究体内胎儿血红蛋白(HbF)诱导的效果提供了一个模型。

2.3重型地中海贫血(CA)

由于没有一个模型描述围产期人胎儿向成人血红蛋白转换阻碍了重型地中海贫血在体内的研究,因为小鼠早期没有相应的胎儿珠蛋白基因,所以患有重型地中海贫血(CA)时都在胚胎时期死亡。通过基因打靶用人γβ0-珠蛋白开关盒子基因替换小鼠成年β珠蛋白基因产生了人源化CA小鼠模型。与人类相似,这些小鼠从胚胎发育到胎儿过程中接受2β样的血红蛋白的转换,最后发展成为一个无功能性的2个成人β珠蛋白基因。虽然人类的HbF含量足够高让小鼠存活到出生,但小鼠很快因人γ向β0血红蛋白完成转换后发生严重贫血而死亡。输血可以使这些CA小鼠从致命性贫血中抢救回来,但其组织铁储备也因此而伴随上升。CA的临床前这种人源化的动物模型可为地中海贫血输血和铁螯合剂疗法的发展、疾病铁稳态的研究和基因治疗的恢复提供了一个很好的实验模型。

3其他

此外,除了使用转基因的方法,使用β-地中海贫血患者干细胞移植的方法来构造模型。其产生的小鼠基本符合人源化β-地中海贫血小鼠模型的要求,但仍存在较多的不足,如人源化水平比较低,小细胞低色素性贫血血象和髓外造血不明显等也限制了其应用。

参考文献:

[1]HardisonRC,ChuiDH,GiardineB,eta1.HbVar:Arelationaldatabaseofhumanhemoglobinvariantsandthalassemiamutationsattheglobingeneserver[J].HumMutat,2,19(3):-.

[2]冼业星,王维华,孙筱放.β-地中海贫血动物模型研究进展[J].广东医学,,38(03):-.

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