利用灵长类动物模型探究帕金森病早期的发病特点和机制

发布时间：2018-12-21 16:05

【摘要】：帕金森病(Parkinson disease)是发病人数仅次于阿尔茨海默综合症(Alzheimer disease,AD)的世界上第二大神经退行性疾病。大部分帕金森病病人在发病中晚期才会出现明显地行为学表现,对于早期的帕金森病病人缺少有效的预防和诊断方法。目前关于帕金森病的研究已经取得了许多进展,发现了许多和帕金森病相关的基因包括α-synuclein,PARK2(parkin)和PARK6(PINK1)等。帕金森病在早期的分子生物学特点和表现对于帕金森病的诊断和致病机制的研究十分重要。疾病动物模型包括化学诱导模型和转基因动物模型对于人类疾病的研究发挥着十分重要的作用,相对于化学诱导模型,转基因动物模型可以帮助研究者对疾病的整个发病过程进行全程研究,尤其是对于一些病人发病早期没有明显表现临床上不易诊断出来的疾病例如之前提到的帕金森病和阿尔茨海默病等。因此,对于帕金森病,构建疾病动物模型,特别是基于基因工程技术的转基因疾病动物模型对于帕金森病的研究具有十分重要的意义。实验室基于帕金森病相关基因的研究和分析,借助实验室的辅助生殖技术平台,利用基因工程技术的手段构建了转基因动物模型和基因修饰动物模型。借助慢病毒载体技术,构建慢病毒载体建立了 α-synuclein过表达的的猕猴动物模型,后来利用CRISPR/cas9技术构建了 PARK2和PARK6的基因敲除的食蟹猴动物模型。借助实验室构建的帕金森病动物模型(A53T猕猴和CRISPR/cas9修饰的食蟹猴)结合转录组测序和small RNA测序技术,通过分析动物血液中的基因差异性表达和small RNA的异常表达情况探究帕金森病的早期发病特点和机制。同时借助二代测序技术对CRISPR/cas9的sgRNA的效率进行分析。结果发现实验组和对照组之间存在明显的基因表达差异,主要的蛋白编码基因主要涉及血红蛋白氧传递,核糖体亚基,线粒体和主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)等。对转录组的数据进行WGCNA分析,结果显示差异表达基因的功能涉及膜,识别和抗原传递等方面。另外,对实验组和对照组的实验动物进行血液生化指标分析,对于帕金森病的早期研究也是十分重要的,血液生化分析显示有多个指标实验组的值和对照组的值有明显差异,提示帕金森病可能在早期存在免疫功能异常的表现,部分指标已经在研究中被发现和帕金森病病人的发病情况有关。因此,也再一次证明实验室构建的动物模型可以帮助和应用于帕金森病的研究。从转录组数据的分析结果来看实验组和对照组之间存在着免疫功能方面的差异表现,这对于认识和研究帕金森病的早期发病特点十分重要。提示对于帕金森病发病早期的研究可能可以从免疫功能异常方面入手在分子生物学水平探究其发病特点和机制为帕金森病的早期诊断提供了新的研究方向和思路。对于small RNA的分析结果,发现miR-144-3P和miR-144-5P的一些情况在部分实验动物身上具有显著性的差异表达,miR-144-的功能主要和肿瘤相关,根据实验动物的实际情况排除这一影响,预测miR-144的靶向调控基因包括:PINK1,PARK2和α-synuclein等,这些基因都是和帕金森病相关的基因。另外最新研究发现,在已经确诊的帕金森病病人的尸体上检测到异常表达的miR-144,其中文章中预测的靶基因包括在实验室分析预测到的靶基因中。通过对实验样本进行PCA分析,发现可以将实验组和对照组按照miR-144的表达情况进行区分。因为实验动物的构建使用的是嵌合体技术,以及实验动物的年龄仍然比较小等原因,所以实验组动物尚未表现出典型的帕金森的行为学表现。.这些实验动物提供了一个机会帮助我们切入帕金森病的早期研究,因此在未来可以对这些动物进行必要的分子生物学检测,并且利用医学影像观察手段对动物进行跟踪监测,可能在分子生物学水平上捕捉到一些较为显著的分子生物学特征和表现,来帮助未来对帕金森病的早期诊断和发现。通过使用对PCR产物进行测序分析的方法对嵌合体胚胎sgRNA的基因修饰效率进行分析为下一步构建转基因非人灵长类疾病动物模型提供了重要的参考依据。使用疾病动物模型结合现在的测序技术和生物信息分析手段,对于探究人类疾病的早期发病特点和机制具有重要的指导意义。结合实验和研究中免疫功能异常和帕金森病之间的关联性,可以更好的模拟帕金森病的实际情况。这些新的设计思路可以帮助完善这些动物模型的构建和使用,更好的模拟帕金森病病人真实的发病过程,对于帕金森病和阿尔茨海默病这些复杂人类疾病的研究和认识具有重要的指导意义和参考意义。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R742.5;R-332

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本文编号：2389136