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[【实验交流】] 基因敲除小鼠结肠癌动物模型的造模机制

[【实验交流】] 基因敲除小鼠结肠癌动物模型的造模机制

动物模型是现代生命科学研究的重要工具,在基因工程小鼠和大鼠、基因功能研究、人类生理病理机制研究及新药研发中起着不可替代的作用。基因敲除小鼠结肠癌模型是利用转基因技术,将抑制肿瘤发生、发展及转移的相关基因人为地敲除,使之缺失。
基因敲除是自80年代末以来发展起来的一种新型分子生物学技术,是通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术。通常意义上的基因敲除是指应用DNA同源重组原理,用设计的同源片段替代靶基因片段,从而达到基因敲除的目的。美迪西根据客户的需求提供各种有效的同种肿瘤移植模型,用来检测药物的有效性。常规的肿瘤疾病有:乳腺癌、肺癌、结肠癌、肾癌、DLBCL淋巴瘤等,通过大小鼠、仓鼠等进行动物实验。
基因敲除小鼠结肠癌模型有以下3种造模机制。
1、Min小鼠是具有肠道多发性腺瘤特征的Apc基因突变小鼠,被认为是当前较为理想的家族性腺瘤性息肉病的研究模型。
Ape基因是Wnt途径中重要的抑癌基因,该途径不仅是动物胚胎发育过程中关键的信号转导途径,也对结直肠肿瘤的发生发展起到不同寻常的作用。Min小鼠主要的遗传学特征是Apc基因两条链中的一条链第850号密码子发生无义突变,即第2549号碱基发生颠换,编码亮氨酸的密码子(TTG)转变成终止密码子(TAG),从而造成截断蛋白,抑癌基因Apc不能有效地起作用。
近年来,还发现了在Min小鼠中具有调节肿瘤数量的遗传位点:Mom1、Mom2、Mom7等位点,其中Mom1定位于4号染色体远端与人类染色体lp35~36高度同源,而在人类结直肠癌中该区域是常有杂合性缺失的一个区域。部分携带有Mom2基因的Min小鼠具有抑制肠道肿瘤的特征。
2、HNPCC小鼠模型
HNPCC是APC基因失活致杂化性缺失,错配基因(MLH-1、MLH-2、 MLH-6、PMS-1、PMS-2)突变致基因不稳定。
HNPCC基因特点为不稳定的短串联重复序列,也称微卫星,参与肿瘤后期的形成。利用基因剔除技术,剔除纯合子小鼠MLH-1或MLH-2基因,淋巴细胞会发生瘤变。同时也易患胃肠道的肿瘤,可以作为研究HNPCC很好的模型。
3、FAP限制性小鼠模型
随着新技术的出现,现在可以实现在特定时间和特定组织内,使体细胞基因激活或失活。例如Apc模型小鼠,Apc基因可因腺病毒感染大肠表达Cre重组酶后被删除,从而抑制B连环蛋白的条件表达,导致胃肠息肉的形成。
【模型特点】
(1)、Min小鼠
Min小鼠肠道肿瘤容易出现Apc杂合性缺失,即Apc等位基因中正常的那条的Apc+缺失,即使在微腺瘤(为腺瘤早期肉眼不易发现的病变)中也可发现。经炎症诱发剂葡聚糖硫酸钠诱导,可以在Min小鼠大肠处快速形成肿瘤(4周以内),无论从形成数量还是速度上,均比单独的未受任何处理的Min小鼠要来的明显。
(2)、Min小鼠的优点为其腺瘤发生、发展的遗传背景相同,无结肠肿瘤遗传异质性。
(3)、Min小鼠自然生存期一般不超过120天,往往伴随着慢性贫血特征,表现为网织红细胞增多、红细胞计数减少。
利用贫血特质可以筛选出Apc(Mir/+)小鼠(准确率几乎可以达到100%);纯合子的Apc(Min/Min)小鼠非常容易死亡,难以繁殖,有些在母鼠子宫内就因不能正常发育而流产死亡。Min小鼠还常见黑便、脱肛、脾大以及高脂血症等表现。另外,部分雌性Min小鼠可形成乳腺肿瘤。最近也有报道,在致癌剂AOM的处理下Min小鼠容易发生胃癌。因此,Min小鼠若加以修饰可能是对多种疾病进行研究的良好模型。
(4)、遗传性非息肉性结肠癌的小鼠模型
MLH-1-/-小鼠易患胃肠道肿瘤;MLH-2-/-基因缺陷的纯合子小鼠伴有APC基因的失活,易发生淋巴瘤和肠内肿瘤。
(5)、FAP的限制性小鼠模型
限制性小鼠模型能很好地模拟FAP综合征,具有肿瘤自发性、发生率高及可预测性的特点,并且无免疫原性,能在免疫活性小鼠中生长。
随着基因敲除技术的发展,早期技术中的许多不足和缺陷都已经解决,但基因敲除技术始终存在着一个难以克服的缺点,即敲掉一个基因并不一定就能获知该基因的功能。


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