模式动物

模式动物定制,助力疾病临床研究
模式动物 基因编辑犬模型

点击展开

基因编辑犬模型基因编辑猫模型基因编辑猪模型基因编辑兔模型基因编辑小鼠模型基因编辑大鼠模型免疫缺陷犬模型免疫缺陷型小鼠常规模型

基因编辑犬模型

Gene editing dog model

神经系统疾病模型
神经系统疾病是发生于中枢神经系统、周围神经系统、植物神经系统的以感觉、运动、意识、植物神经功能障碍为主要表现的复杂疾病。家犬经过三万年的趋同进化和人工选育,表现出丰富的社交、情感和共情,研究神经系统疾病有独特的生物学特性。以Shank3基因编辑犬为代表的孤独症谱系障碍模型,表现出明显的刻板行为和运动障碍,模型犬在犬/犬、犬/人社交过程中均表现出明显的社交缺陷等。
1. Shank3基因编辑犬|孤独症谱系障碍模型

背景信息


1

孤独症谱系障碍

孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD)存在于所有族群中,平均患病率约1%。孤独症谱系障碍是一类神经发育疾病,不同孤独症患者在自主生存能力、认知和语言能力以及并发症上存在巨大的表型异质性 (Lord et al., 2000),主要有两大核心症状,即社会交流障碍和刻板重复性行为。这些症状在儿童早期出现并影响日常生活能力。孤独症影响到越来越多的家庭,带来巨大的经济负担和精神压力,已成为一个公共健康问题。因此我们需要积极寻找孤独症的致病原因,根据孤独症的致病基因构建动物模型,阐明孤独症的发病机制,为疾病的有效诊断和早期干预提供科学依据。


2

SHANK3基因

SHANK3是目前研究最深入的几个孤独症致病基因之一,该基因突变导致的病例约占孤独症谱系障碍总病例的1%。含有SHANK3染色体区域的大片段缺失会导致22q13.3缺失综合症 (Phelan-McDermid Syndrome, PMS)。22q13.3缺失综合症病人缺失片段的大小可以从0.1 Mb到10 Mb不等,临床症状主要为肌肉张力减退、发育迟缓、语言缺失或滞后以及智力障碍,其中75%的病人也被诊断为孤独症谱系障碍。


通过对家犬的全基因组序列分析,发现在家犬中Shank3基因结构与小鼠和人类相似,全部具有22个外显子。家犬Shank3基因第21号外显子编码一个富含脯氨酸的保守区域,该区域是孤独症患者发生突变的热点。因此,我们针对第21号外显子进行基因编辑(sgRNA 2和3),同时针对第5和第21号外显子两个位点(sgRNA 1和3)诱导Shank3的无效等位基因。目前公司拥有Shank3 21号外显子片段删除、5~21号外显子33Kb大片段删除的F0代以及不同基因类型的大量杂合F1代。




模型犬F0代结果


1

孤独症合并症

1) 运动能力:跑步机实验证明突变犬均存在不同程度的运动协调能力损伤,此外所有突变体都不能够爬楼梯,突变体均运动协调能力异常。


2) 活动与睡眠:通过活动监控仪实施24小时活动监测,发现Shank3突变犬夜间活动增加,睡眠碎片化;睡眠时间缩短,睡眠质量差。



2

孤独症核心症状

1)狗狗同类社交:


三箱实验:经典同类社交“三箱”实验结果显示:突变犬与陌生犬社交(嗅探、邀玩)时间明显减少,甚至出现夹尾、退缩等社交压力的表现,突变体在狗与狗社交能力方面存在缺陷。


2)狗与人异类社交:


饲养笼人犬社交:突变犬无法跟随人的走动方向而走动,跟随性极差,对人手的嗅闻、舔舐时间显著降低,甚至出现夹尾、退缩等社交压力的表现,突变体在与人社交能力方面存在缺陷。


开放环境人犬:突变犬与人的社交互动明显减少,多数时间在远离人的范围内嗅闻地面、打滚等。



3)刻板行为:


突变体在没有皮肤炎症的情况下,自我抓挠、舔舐、刨笼子等行为明显增多,刻板行为明显。


Shank3基因编辑犬纯合F0代和杂合F1代在同类犬犬社交(经典的“三箱”实验)、异类犬人社交中均存在社交缺陷(社交时间减少、社交压力增加)、刻板重复性行为等孤独症核心症状;此外模型犬同样存在运动能力减弱、睡眠障碍等合并症状。以上表型较好的重复了临床孤独症患儿表型,是较为理想的孤独症研究的疾病动物模型。



3

种群数量


F0\F1\F2共80只;



4

模型应用

一、 利用模型犬,开展相关课题研究,通过行为学表型、脑影像、分子检测分析,深入研究孤独症发病机制机理;


二、 利用模型犬,通过脑影像、分子检测分析,为孤独症客观诊断标准的制定提供依据;


三、 利用模型犬,开展相关药物有效性评价与新药研发实验:


1. 评估药物对孤独症刻板行为的影响;

2. 评估药物对社交障碍的影响;

3. 评估药物对睡眠、运动能力、注意力障碍的改善;


四、 利用模型犬,开展非药物治疗有效性实验与评价:


1. 评估医疗器械、康复理疗仪器对孤独症的治疗效果;

2. 评估外科手术、脑电干预对孤独症的治疗效果;

3. 评估干细胞对孤独症的治疗效果;

4. 评估社交训练等行为学教育对孤独症的治疗效果。



XML 地图 | Sitemap 地图

欧洲杯下注官网