ENU与疾病动物模型.ppt

ENU诱变与疾病动物模型 人类遗传性疾病 人类群体中约20%～25%的人都患有不同种类、不同程度的遗传相关疾病。 人类遗传学研究表明： 4～5%新生儿患有遗传病，40%的低智能儿童是由遗传因素造成。 现代医学研究已证实：癌症、糖尿病、冠心病、动脉粥样硬化、高血压病和精神分裂症等常见病与遗传因素密切相关。 人类疾病动物模型的用途 由于个体遗传背景的差异及研究材料的限制，人类遗传疾病的深入研究必须通过动物模型实现。 利用动物模型进行遗传疾病机理的深入研究 借助动物模型进行实验性矫正或治疗 获得人类遗传病动物模型的方法 自发性动物模型 基因组改造和修饰 基因组诱变 基因驱动法与表型驱动法 基因敲除与插入——基因驱动 特点：基因结构明确； 时间长，代价高， 效率低。 诱导点突变——表型驱动 特点：高通量，大规模，表型明确；随机。 小鼠是第二个完成全基因组测序的哺乳动物。 人类疾病有关的遗传基因中的90%在小鼠身上有相似的效果。 小鼠容易获得，世代间隔短，饲养、管理、实验操作方便。 小鼠是研究人类疾病和基因功能的最为理想的模式动物，成为研究人类疾病和试验新的治疗手段的理想模型。 ENU诱变技术 随着越来越多的基因和微卫星标记被定位，突变基因的定位也会随之变得容易，因此对小鼠进行化学诱变将越来越变得低成本而高效益。 ENU（ethylnitrosourea）致突变技术是高通量大规模筛选新基因及发育突变技术的化学诱变方法。 ENU诱变是一种表型诱变技术，研究者无需知道哪个基因以及这些基因的突变类型，即可直接针对某一未知基因突变导致的特定表型或疾病进行研究 ENU的结构 （N-ethyl-N-nitrosourea） ENU诱变机制 烷基化反应 作用位点： A：N1、N3、N7 G：O6、N3、N7 C：O2、N3 T：O2、O4、N3 复制、错配、未修复导致单碱基突变 screening and testing for dominant mutants screening and testing for recessive mutants ENU诱变的历史和现状 ENU诱变开始于上个世纪70年代，初期主要应用在肿瘤研究领域； 在1985年左右，开始有报道用ENU诱变雄鼠而在后代当中获得突变系小鼠，这些突变小鼠某些酶的活性发生了改变 ； 1995年以后，开始在世界范围内得到开展并主要用于基因功能的研究； 1994年King等通过诱变获得生活规律异常的小鼠，1997年克隆了clock基因，这是表明ENU诱变技术独特优势的里程碑。 国外进展 德国GSF 1997-2003年期间共建立突变系小鼠267种，其中隐性突变50种，半显性突变5种，其余均为显性突变； 到2000年英国MRC筛查突变小鼠26000只，得到突变系小鼠500种； 到目前为止，世界上ENU诱变获得的突变系小鼠已有1000多种。 国内进展 南京大学和扬州大学共同承担的“国家小鼠遗传资源库”项目，其中一项重要工作就是开展小鼠ENU诱变研究。2002-2004年资源库共建立了具有自主知识产权的转基因/基因剔除/化学诱变小鼠共167种，其中ENU诱变获得的有117种，在此基础上克隆了7个突变基因。 清华大学生物科学与技术系发育生物学实验室用ENU 诱导斑马鱼突变一共得到 35 种突变体 。 ENU诱变建立疾病动物模型 心血管疾病、代谢性疾病、神经系统疾病、免疫性疾病、肿瘤和出生缺陷等遗传高度相关性疾病已成为国际上生物医学研究的最热门领域，相应的实验动物学支撑，特别是相关疾病的动物模型的获得和建立成为了实验动物学研究的热点。 小鼠疾病模型的开发与保种 美国的Jackson实验室保存了近2500多个品系的小鼠模型； 英国MRC的哺乳类遗传学中心保存了1000多个品系的小鼠资源； 意大利的欧洲小鼠突变系保存中心每年以开发150个突变系小鼠的速度建立了数百个基因工程小鼠模型； 日本的熊本大学实验动物资源开发研究中心(CARD)自2000年建立以来，已收集保存了700多个转基因和基因剔除小鼠模型。 国家遗传工程小鼠资源库建立以来，已收集、开发了264种小鼠模型品系。 模型种类包括：糖尿病模型、生殖缺陷模型、心衰模型、生长迟缓模型、骨密度异常模型、肢体发育缺陷模型、听力异常模型、眼发育异常模型、稀毛、毛色变异模型等等。 目前，世界上数以千计新的小鼠品系，模拟人类代谢性疾病、自身免疫疾病、老年性疾病和神经系统疾