《广州生物院在大动物疾病模型的研究中取得进展》

  • 来源专题:再生医学与健康研发动态监测
  • 编译者: malili
  • 发布时间:2017-07-26
  • 通过基因编辑技术培育出的无毛小猪,可精准模拟人类毛发缺失的疾病病理,用于人类的毛发再生研究。 1月4日,国际学术期刊《人类分子遗传学》(human molecular genetics)在线发表了中国科学院广州生物医药与健康研究院和南方医科大学合作的研究成果 “Generation of Hoxc13 knockout pigs recapitulates human ectodermal dysplasia–9”。该研究利用精确基因编辑技术模拟人的纯发-甲型外胚叶发育不良症(ED-9),针对其致病基因Hoxc13基因进行突变,成功培育出ED-9模型猪。中国科学院广州生物医药与健康研究院的赖良学研究员及其课题组的樊娜娜博士、南方医科大学南方医院的曾抗教授、是本文的共同通讯作者。

      当前,各种原因导致的脱发和少发疾病,给患者带来了很大困扰。其中,纯发-甲型外胚层发育不良症(ED-9)是一种先天性疾病,患者除毛发缺失和甲营养不良外,并无其他缺陷。在小鼠中,研究人员对ED-9致病基因Hoxc13进行敲除后发现,除全身无毛和趾发育异常外,还存在骨异常及存活率低等问题。小鼠模型不能完全模拟出人类的ED-9疾病病症。此外,小鼠短寿命短、体型小,不利于有效性和安全性长效研究。

      近年来,猪被认为是一种理想的动物模型。猪皮肤在结构、厚度色素沉着及血液供应方面都与人类更为相似。在这项研究中,研究人员采用单链寡核苷酸(ssODNs)结合CRISPR/Cas9和体细胞核移植,通过在猪中模拟人类Hoxc13的无义突变,成功制备了Hoxc13缺失猪模型。该猪模型除全身毛发缺失和蹄发育异常外无小鼠模型存在的其他缺陷,忠实模拟了人类ED-9疾病病症,因此,ED-9模型猪可用于人类ED-9疾病病理和毛发再生研究。另外,该模型除毛发缺失和蹄发育不良外,无其他症状。Hoxc13缺失猪可替代无毛小鼠作为一种无毛实验动物模型,广泛应用于皮肤晒伤、光老化、伤口愈合、化妆品测试及皮肤癌等研究。

      该研究获得广东省科技计划项目和国家自然科学基金等经费支持。

  • 原文来源:http://www.gibh.cas.cn/xwdt/kydt/201707/t20170726_4836582.html
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    • 编译者:hujm
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    • 泛素化是指泛素(一类低分子量的蛋白质)分子在一系列特殊的酶作用下,将细胞内的蛋白质分类,从中选出靶蛋白分子,对靶蛋白进行特异性修饰的过程。泛素化在蛋白质的定位、代谢、功能、调节和降解中起着重要的作用,同时也参与了细胞周期、增殖、凋亡、分化、转移等几乎一切生命活动的调控。泛素化与肿瘤、心血管等疾病的发病密切相关。作为近年来生物化学研究的一个重大成果,泛素化成为研究、开发新药物的新靶点。   近日,受Nature Protocols杂志邀请,中国科学院广州生物医药与健康研究院张小飞研究组与荷兰内梅亨大学共同发表了一篇系统鉴定泛素相互作用蛋白研究方法的指南论文。根据与蛋白质底物连接的蛋白分子数量和拓扑结构,泛素化分为单泛素化、多位点单泛素化和多聚泛素化,其中同型多聚泛素化又可能细分为8个亚型。现阶段,人们对于细胞是通过哪些泛素,结合蛋白识别不同类型的多聚泛素化,仍处于个案研究,缺少系统性。   近年来,张小飞研究组与荷兰内梅亨大学、荷兰莱顿大学开发了一种泛素相互作用亲和富集-质谱(简称“UbIA-MS”)的方法。该方法可以全面快速鉴定来自细胞裂解液中所有泛素链的相互作用蛋白。相关的研究首先发表在Molecular Cell杂志上并受到同期杂志评论文章的高度评价。其评论文章指出,“这篇文章建立了一个新的用于研究泛素化信号通路的技术并且提供了一系列特异的二聚泛素链的相互作用蛋白。他们现在展示质谱技术也可以用于系统地鉴定泛素信号的特异相互作用蛋白。这项新技术和新发现的泛素相互作用蛋白将会促进泛素信号研究领域的发展。”   而在本次论文中,张小飞研究组与荷兰内梅亨大学共同发表了一篇详细介绍该方法的指南。论文介绍,UbIA-MS方法分为五个步骤。首先,点击化学合成不被去泛素化酶水解的泛素链;其次,体外亲和并纯化与泛素相互作用的蛋白;再次,将与柱子相互作用的蛋白消化为多肽;然后,运用液相色谱(LC)-质谱MS / MS进行分析;最后,通过数据分析以鉴别富集的蛋白质的差异。   这一方法优势是从原始的细胞裂解物中富集广泛的相互作用蛋白,这些内源表达的蛋白含有生物学相关的翻译后修饰并且以蛋白质复合物的形式存在。另外,运用这种方法,使用的化学合成的不可水解的二聚泛素体,其模拟天然的二聚泛素体不会被内源行去泛素化酶(DUB)切割断裂。   这一技术的应用将可以有助于深入地分析细胞是如何区分不同类型的泛素化修饰。同时,该篇指南论文提供的数据分析软件,可以用于快速地分析其他蛋白质谱相关数据,同时给出出不同类型的数据图表。
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2022-12-07
    •  近日,中国科学院广州生物医药与健康研究院李尹雄研究员课题组在Life Science Alliance上发表了题为Hepatic DKK1 driven steatosis is CD36-dependent的研究论文。这项研究阐明了高脂饮食诱导肝内DKK1升高进而促进肝脂肪变性的病理基础。 DKK1通过ERK-PPARγ轴上调CD36增加脂肪酸摄取,通过上调JNK信号加剧肝胰岛素拮抗,两者的叠加是DKK1驱动脂肪肝的关键事件。   随着膳食结构和生活方式的改变,非酒精性脂肪肝(Non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD)已成为全球最常见的可逆性代谢性紊乱,有25%的NAFLD进行性发展为脂性肝炎,1.8-12%发展成肝纤维化,甚至肝硬化和肝功能失代偿性肝功能衰竭,后两者占有全球肝器官移植的首位;还有2.7-3.24%的肝纤维化最终发展成肝细胞肝癌;NAFLD进行性发展的并发症包括II型糖尿病和心脑血管病等严重的代谢性疾病。以NAFLD为起点的进行性疾病谱严重威胁人群的健康和生命,给家庭和社会带来巨大的经济和精神负担。因此深入研究NAFLD进行性发展的病理机制,寻找潜在的治疗靶点有着重要的现实意义。课题组通过对临床NAFLD活检肝组织的表达分析,发现DKK1的表达与NAFLD存在正相关性,进一步利用体内体外肝脂肪变性模型确定这一相关性。然后,通过腺相关病毒、慢病毒和CRISPR/Cas9技术构建肝特异DKK1过表达与敲除小鼠以及人、鼠肝细胞系,从正反两方面确证了DKK1与NAFLD发生发展之间的因果关联,抑制DKK1的表达可缓解NALFD的进程。   进一步利用生物信息学分析深度挖掘DKK1与肝细胞脂肪变性的分子网络关联,发现DKK1能够显著影响脂肪酸摄取通路和胰岛素敏感性相关信号通路的变化。然后通过检测体内体外相关基因的mRNA和蛋白表达,发现两个DKK1潜在靶基因CD36和JNK的表达与DKK1的表达存在正相关,即敲除DKK1导致CD36和JNK的下调,过表达DKK1导致两者的上调。进一步的机理分析揭示,DKK1调控CD36的转录依赖于ERK和PPARγ的信号传导,从而证明了DKK1通过ERK-PPARγ轴上调CD36的表达,以加剧肝细胞脂质堆积。另一方面,DKK1通过上调非经典Wnt通路下游的JNK信号通路加剧肝胰岛素抵抗,从而加剧肝脂肪变性。在NAFLD病理机制研究中,该发现具有一定的原创性,并且为预防和治疗非酒精性脂肪肝病的药物研发提供了新的潜在靶点。   广州健康院博士研究生杨振为该研究论文的第一作者,李尹雄研究员为通讯作者。本项研究的合作单位为暨南大学第一附属医院。该研究获得了国家重点研发计划基金、国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金等的支持。