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CRISPR-Cas9系统构建心脏衰竭小鼠模型

编辑说:突变体小鼠模型为我们研究个别基因对发育、生理以及疾病发生等科学问题提供了极大的便利。然而,传统的小鼠突变体模型构建是一项十分耗时耗力的工程。最近的CRISPR-Cas9系统对于动物体的遗传修饰是一项革命性的突破。

来源:生物谷      2016-01-20 09:05心脏衰竭模型

突变体小鼠模型为我们研究个别基因对发育、生理以及疾病发生等科学问题提供了极大的便利。然而,传统的小鼠突变体模型构建是一项十分耗时耗力的工程。最近的CRISPR-Cas9系统对于动物体的遗传修饰是一项革命性的突破。

CRISPR系统首先被发现于细菌抗病毒侵染的免疫系统,通过一类sgRNA的介导,核酸内切酶Cas9能够被引导到特定的基因序列区域,Cas9的切割会造成基因的双链断裂,而在基因损伤修复过程中,由于常常会发生错误,有可能会造成碱基的增减突变。额外的碱基增加或减少会使得该基因密码子提前终止,造成蛋白的突变。这一特点使得CRISPR系统能够用于个体水平的基因编辑。更进一步,如果编辑对象是动物的受精卵或早期胚胎干细胞,就能够得到全身性基因敲除的动物。然而,该技术的缺点在于很多基因全身性的敲除都会导致致死的表型。目前利用CRISPR技术对动物进行组织特异性遗传修饰技术还不够成熟。

最近,来自西南医学中心再生医学研究中心的Eric N. Olson研究组构建了在心肌细胞中特异性表达Cas9的小鼠,之后利用腺病毒介导的针对Myh6基因的sgRNA的感染,成功得到了心肌细胞特异性Myh6基因敲除的小鼠。相关结果发表在最近一期的《PNAs》杂志上。

首先,作者介绍了他们构建Myh6基因条件性敲除小鼠的过程,方法已经在上述内容中介绍过了。之后他们通过生化与成像的方法证明该小鼠在心肌细胞内Myh6基因得到了敲除。

进一步,作者发现这一突变体小鼠患有心脏衰竭与异常肥大症。相比野生小鼠,突变体小鼠心肌缩短率有明显的降低。之后,作者从小鼠体内分离出Cas9阳性的心肌细胞,进行体外sgRNA刺激。结果显示,Myh6特异性的sgRNA诱导能够造成心肌细胞的增大与延长。

综上,作者利用心肌细胞特异性CRISPR-cas9基因编辑技术构建了小鼠心脏疾病模型,该技术对于后续的组织特异性基因修饰具有重要的指导意义。


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