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使用标准和转基因啮齿动物模型支持研究:历史和当前概述

自从第一个发表的文章提及以来NG在1856年将大鼠用作小型实验室模型,啮齿动物模型有助于推进关键的生物医学研究并增强药物发现解决方案。安德鲁·布朗(Andrew Brown),MS,MBA,Envigo商业发展总监,最近分享了他对标准啮齿动物模型的作用的见B0B体育平台下载解,以及定制模型生成的历史发展GH转基因。

标准模型的价值

bob体育官方客服BOB高尔夫球博客图像 在广泛理解分子遗传学之前,选择性育种有助于增强物种中自然存在的特征。安德鲁解释说:“标准或所谓的'野生型'模型具有未修饰的基因组。”“尽管这些模型可能具有某些特征,但它们不被视为转基因,因为没有引入新的遗传材料。”正如各种提供商提供的多种应变和大量提供的可用模型一样,最常见的标准啮齿动物模型包括:

传统的实验室模型已有效地建模人类疾病,但是现代的遗传修饰技术可提供对人类疾病的更准确概括。

基因编辑的重大进展始于1970年代,当时是乙基硝基尿素(ENU)诱导的化学诱变,这主要导致DNA中的碱基取代。在1980年代,DNA显微注射,其中DNA在受精的合子中随机插入一个或多个基因组基因座,还与其他方法一起探索了DNA,例如在小鼠中的小鼠胚胎茎(ES)细胞中靶向基因以敲除特定基因的基因。

尽管这些基因编辑的技术仍在使用,并扩展了研究人员对正常和疾病表型基因功能的理解,但它们还为开发新方法铺平了道路。

锌指核酸酶(ZFN)

随着1980年代遗传修饰的小鼠,大约十年后的大鼠研究发生了相同的研究。

安德鲁说:“随着胚胎干细胞的出现,与大鼠相比,胚胎干细胞的出现以及基因组操纵的易度性,最初是转基因的首选研究模型。”“大鼠很难操纵,大鼠中可用的胚胎干细胞不像小鼠那样可靠。”

但是,基于核酸酶的技术为小鼠和大鼠提供了更多机会。锌指核酸酶(ZFN)是一种基于核酸酶的技术,其中锌指的DNA结合成分以及核酸酶以及核酸酶在特定的基因组基因组基因组基因群上诱导双链断裂。

安德鲁解释说:“基于核酸酶的技术可以为所有具有低靶向效果的哺乳动物基因组提供精确修饰,从而减少建立创始人所需的动物数量。”

借助这些技术,Envigo在其以前的组织中很快成为Sigma-Aldrich的Sage Labs,很快就实现了许多转基因啮齿动物模型中的许多“第一”。B0B体育平台下载这些最初的突破包括:

+ 第一淘汰鼠老鼠- Science 2009 325(5939):433
+ 6个月的淘汰鼠标- 遗传学2010 186(2):451-9
+ 第一敲击大鼠- Nat Biotechnol 2011 29(1):64-7
+ 第一个有条件的淘汰老鼠- NAT方法2013 10(7):638-40

他说:“ ZFN和大鼠基因组的映射是变化的催化剂,可在大鼠基因组中进行修饰。”“但是,尽管现在包括小鼠和大鼠CRISPR的这种开创性的基因编辑技术,但小鼠仍然是啮齿动物研究中使用的主要物种,而大鼠慢慢地追赶。”

在过去十年中获得的历史和知识,Envigo的团队已经开发了可靠的定制模型生成的记录。B0B体育平台下载

安德鲁说:“诸如ZFN和CRISPR之类的基于核酸酶的技术使研究模型能够表达人类的基因版本,因此我们可以创建模型,以代表人类所见的模型。”

推动CRISPR的极限

“我们的内部研究与发展科学家继续寻找新的方法来优化我们的流程,因为我们执行大量删除并努力增加遗传插入的大小。CRISPR确实具有插入大小的已知限制,但我们正在努力推动这些限制。最近成功的两个例子是我们对1.5MB删除和15KB插入的成就。” Andrew分享道。

“这项工作对于人性化项目很重要,因为与啮齿动物相比,人类基因很大,但在遗传构成方面相似。最终,我们希望这项基础工作能够使研究人员能够进一步了解疾病并将更有效的药物带入市场。”
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参考

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罗素(W. L.1979年。特定的基因座测试表明乙硝基乙酸乙酯是小鼠中最有效的诱变剂。Proc。纳特。学院科学。美国76:5918-5922

Chen Y,Yee D,Dains K,Chatterjee A,Cavalcoli J,Schneider E,Om J,Woychik RP,MagnusonT。基于基因型的筛选小鼠胚胎干细胞中ENU诱导的突变。NAT遗传学。2000年3月; 24(3):314-7。doi:10.1038/73557。PMID:10700191。

琼斯D.小鼠的基因工程:弗兰克·鲁德尔博士和体细胞遗传学。耶鲁J Biol Med。2011年6月; 84(2):117-24。PMID:21698043;PMCID:PMC3117405。