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标准和转基因啮齿动物模型的支持研究:历史和当前概述

自发表第一篇文章提及吴恩达在1856年使用大鼠作为小型实验室模型,啮齿类动物模型有助于推进关键的生物医学研究和增强药物发现解决方案。Andrew Brown, MS, MBA, Envigo商业开发总监,最近分享了他对标准啮齿动物模型的作用以及定制模型生raybetAPP成的历史发展的见解ugh基因转移。

标准模型的价值

雷竞技电竞官网雷电竞下载苹果app博客图片 在分子遗传学被广泛理解之前,选择性育种有助于增强一个物种中自然存在的选定特征。安德鲁解释说:“标准或所谓的‘野生型’模型具有未经修改的基因组。”“虽然这些模型可能是近亲繁殖或近亲繁殖而具有某些特征,但它们不被认为是转基因,因为没有引入新的遗传物质。”作为各种供应商提供的多品系和大量的现成模型,最常见的标准啮齿动物模型包括:

传统的实验室模型在模拟人类疾病方面一直很有效,但现代基因改造技术可以更准确地再现人类疾病。

基因编辑方面的重大进展始于20世纪70年代,当时由乙基硝基surea (ENU)诱导的化学突变,主要导致DNA中的碱基替换。在20世纪80年代,DNA微注射,即DNA随机插入受精卵中的一个或多个基因组位点,也与其他方法一起进行了探索,如在小鼠胚胎干细胞(ES)中进行基因靶向以敲除特定基因。

虽然这些基因编辑技术仍在使用,并扩大了研究人员对正常和疾病表型中基因功能的理解,但它们也为开发新方法铺平了道路。

锌指核酸酶

由于在20世纪80年代对小鼠进行了基因改造,大约10年后在大鼠身上进行了同样的研究。

安德鲁说:“随着小鼠胚胎干细胞的出现,以及与大鼠相比基因组操作的容易程度,小鼠最初是转基因研究的首选模型。”“大鼠更难操控,大鼠身上的胚胎干细胞也不像小鼠那么可靠。”

然而,基于核酸酶的技术为小鼠和大鼠提供了更多的机会。锌指核酸酶(ZFN)是一种基于核酸酶的技术,其中锌指(dna结合成分)与核酸酶一起在特定的基因组位点诱导双链断裂。

Andrew解释说:“基于核酸酶的技术可以精确修改所有哺乳动物的基因组,而且脱靶效应低,减少了建立奠基人所需的动物数量。”

凭借这些技术,Envigo在西格玛-奥尔德里奇(Sigma-Aldrich)领导的前组织SAGE实验室(SAGE Labs)很快在转基因啮齿动物模型方面取得了许多“第一”。raybetAPP这些最初的突破包括:

+ 第一只淘汰鼠《科学》2009年第25期(5):433
+ 6个月大的击倒老鼠《遗传学报》2010 186(2):451-9
+ 第一个敲入的老鼠- Nat生物技术2011 29(1):64-7
+ 第一条件敲除大鼠—Nat Methods 2013 10(7): 638-40

他说:“ZFN和大鼠基因组的绘制是改变的催化剂,允许修改大鼠基因组。”“然而,尽管这项开创性的基因编辑技术现在包括小鼠和大鼠的CRISPR,但小鼠仍然是啮齿动物研究中使用的主要物种,而大鼠正在慢慢追赶。”

凭借过去十年获得的历史和知识,Envigo团队已经开发了可靠的自定义模型生成的跟踪记录。raybetAPP

安德鲁说:“基于核酸酶的技术,如ZFN和CRISPR,已经允许研究模型表达人类版本的基因,这样我们就可以创建更能代表人类的模型。”

突破了CRISPR的极限

“我们的内部研发科学家继续寻找新的方法来优化我们的流程,因为我们正在进行大规模的删除,并努力增加我们的基因插入的规模。CRISPR在插入大小上确实有已知的限制,但我们正在努力突破这些限制。最近成功的两个例子是我们实现了1.5Mb的删除和15kB的插入,”Andrew分享道。

“这项工作对人性化项目很重要,因为与啮齿动物相比,人类的基因相当大,但在基因组成方面相似。最终,我们希望这项基础性工作将使研究人员能够进一步了解疾病,并为市场带来更有效的药物。”
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参考文献

菲利波(1856)。注意sur l '根除des胶囊surrénales chez les rats albinos (Mus ratus)。中国科学院学报(自然科学版)

W. L.罗素,P. R.凯利,P. R.亨西克,J. W.邦汉,S. C. Maddux, E. L.菲普斯。1979。特异性基因座试验表明,乙基亚硝基脲对小鼠诱变作用最强。Proc。国家的。学会科学。美国76:5918 - 5922

陈艳,Yee D, Dains K, Chatterjee A, Cavalcoli J, Schneider E, Om J, Woychik RP, Magnuson T.基于基因型的enu诱导小鼠胚胎干细胞突变的筛选。2000年3月24日(3):314-7。doi: 10.1038/73557。PMID: 10700191。

老鼠的基因工程:弗兰克·鲁德尔博士和体细胞遗传学。耶鲁医学杂志,2011,6;84(2):117-24。PMID: 21698043;PMCID: PMC3117405。