关注公众号

关注公众号

手机扫码查看

手机查看

喜欢作者

打赏方式

微信支付微信支付
支付宝支付支付宝支付
×

李劲松/胡苹开发了1型强直性肌营养不良症的小鼠模型

2019.12.20

  1型强直性肌营养不良症(DM1)的多系统表现可能是由于DMPK中CTG重复序列异常扩增引起的多个基因(包括DMPK,其邻近基因(SIX5或DMWD)和下游MBNL1)的剂量减少所致。 但是,缺乏直接的证据。

  2029年12月18日,中国科学院上海生化细胞所李劲松及胡苹共同通讯在Cell Research 在线发表题为“Dosage effect of multiple genes accounts for multisystem disorder of myotonic dystrophy type 1”的研究论文,该研究开发了一种新策略,可通过将带有突变Dmpk,Six5和Mbnl1的单倍体胚胎干细胞注射到卵母细胞中来生成携带多基因杂合突变的小鼠,从而一步一步模拟剂量降低。三重杂合突变小鼠表现出成年DM1表型。随着Dmwd中的附加突变,四重杂合突变小鼠概括了先天性DM1中的许多主要表现。此外,两种模型中的肌肉干细胞均显示出降低的干性,为筛选用于治疗DM1的小分子提供了独特的模型。总而言之,该结果表明,DM1的复杂症状是由于减少了多个基因的剂量所致。

  另外,2019年10月18日,复旦大学华克勤,张锋及中科院上海生化细胞所李劲松共同通讯再Cell Research 在线发表题为"Joint utilization of genetic analysis and semi-cloning technology reveals a digenic etiology of Müllerian anomalies"的研究论文,该研究联合使用遗传分析及半克隆技术,发现GEN1 + WNT9B是MA表现中重要的遗传组合,并首次提示GEN1是MA的主要危险因素。总而言之,该研究为人和小鼠中MA的双基因病因提供了证据,并突出了半克隆技术作为一种快速有效的实验测定方法,用于鉴定复杂疾病的小鼠模型中遗传变异的致病性组合。因此,遗传分析和半克隆技术的联合利用在筛选越来越多的MA致病性变异组合以及其他类似复杂疾病方面具有巨大潜力。

图片.png

  1型强直性肌营养不良症(DM1)是一种复杂的疾病,疾病严重程度和发病年龄具有可变的病理表型。主要症状包括肌强直,肌肉萎缩,肌肉无力,心脏传导缺陷,白内障和胰岛素抵抗。DM1是一种遗传性疾病,由肌营养不良症肌强直蛋白激酶(DMPK)基因3'-非翻译区CTG重复序列的扩增引起。通常,重复序列的数目增加,可以观察到呼吸衰竭和精神疾病(先天性DM1,CDM)。

图片.png

在Dmpk,Six5和Mbnl1中携带杂合突变的SC小鼠表现出典型的与DM1相关的肌肉缺陷

  大量研究表明,三重重复序列扩增不仅会降低DMPK的蛋白质或mRNA水平,同时也改变了邻近染色质的结构并降低了邻近基因的表达,包括DM1细胞或患者中的下游SIX5和上游DMWD。此外,许多研究还表明,含有扩增的CUG的核积累RNA重复异常募集了剪接调节子,例如MBNL1,并在核内形成核糖核聚集体(病灶)(RNA毒性)。在Dmpk,Six5或Mbnl1中携带一个突变的小鼠模型,仅能部分概括DM1患者的表型。此外,缺陷只能在纯合突变小鼠中观察到,而在人类患者中受影响的蛋白质确实以降低的水平存在。综上所述,需要小鼠DM1模型来更好地概括各种人类症状,才能充分理解DM1的潜在机制。

图片.png

通过携带突变Dmwd的单倍体细胞的ICAHCI生成Dmwd +/ -SC小鼠

  DM1的多系统症状可能是由于不同机制的结合以及包括DMWD-DMPK-SIX5和MBNL1在内的多个基因的下调引起的。但是,由于以下方面的挑战,缺乏支持该概念的直接证据:同时产生携带多个基因突变的小鼠,使用常规方法产生携带三重或四重突变的小鼠是费时费力的;最近,已成功开发出小鼠雄激素单倍体胚胎干细胞(AG-haESCs)作为精子替代物,通过注射入卵母细胞(胞浆内AG-haESC注射,ICAHCI)有效生产半克隆(SC)动物。

图片.png

DM1小鼠的大规模筛选及其潜在应用

  AG -haESCs可以通过ICAHCI对携带这些突变的单倍体细胞进行高效,稳定的一步生成具有多个杂合突变基因的小鼠,从而可以产生足够数量的SC后代用于分析。因此,单倍体ESC介导的半克隆技术可以提供一种理想的工具,以一步生成具有多个杂合突变基因的小鼠模型,以模拟人类复杂疾病中多个基因表达的减少。

  在这项研究中,研究人员通过一步法产生了携带三倍体或四倍体突变基因(Dmpk,Six5和Mbnl1或Dmpk,Six5,Mbnl1和Dmwd)的小鼠。具有三重突变的小鼠表现出在成年DM1患者中观察到的大多数主要致病表型。具有四重突变的小鼠可以模仿最严重的DM1 CDM患者的症状。有趣的是,由于干度减少,这两种模型中的肌肉干细胞(MuSCs)的分化都是有缺陷的,这概括了人类DM1患者的缺陷。 这些MuSC提供了一种新颖的系统,用于将来筛选治疗DM1中肌肉问题的药物。


推荐
关闭