中科院获得世界首个亨廷顿舞蹈症转基因猪模型

【字体: 时间:2010年08月31日 来源:生物通

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  中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员赖良学与美国爱默瑞大学教授李晓江合作,在南方医科大学教授顾为望协助下,采用转基因克隆技术成功获得了人类亨廷顿舞蹈症的转基因猪模型。转基因猪模型表现出亨廷顿舞蹈症的典型症状。研究成果于8月8日在国际权威杂志《Human Molecular Genetics》上发表。

  

   中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员赖良学与美国爱默瑞大学教授李晓江合作,在南方医科大学教授顾为望协助下,采用转基因克隆技术成功获得了人类亨廷顿舞蹈症转基因猪模型。转基因猪模型表现出亨廷顿舞蹈症的典型症状。研究成果于8月8日在国际权威杂志《Human Molecular Genetics》上发表。

    负责这一研究的赖良学博士,早年毕业于西南大学,先后在原长春兽医大学、东北农业大学获得硕士和博士学位,从事过家兔胚胎细胞分离和转基因乳腺生物反应器的研究工作。1998年10月赴美做博士后。2001年他在密苏里大学动物中心实验室采用基因敲除技术首次实现了人类培育“基因敲除”克隆猪,其论文在《科学》杂志2002年第一期发表。2008年赖良学博士在吉林大学农学部畜牧医学院研究小组与军事医学科学院军事兽医研究所共同研究出带有抗猪瘟病毒基因的克隆猪,当时亦属世界首例。

    在这篇文章中,赖良学领导的研究团队通过运用体细胞转基因技术与体细胞核移植技术,与李晓江研究团队构建亨廷顿蛋白转基因载体密切合作,成功获得6头亨廷顿舞蹈症转基因猪;同时首次在转基因猪大脑中发现与人类亨廷顿舞蹈症患者脑中类似的神经细胞凋亡现象,这在亨廷顿舞蹈症的动物模型中还是第一次见到。该研究成果对于亨廷顿舞蹈症病理发生机制的研究以及治疗药物开发具有重要的意义,同时,该成果也使人们更加认识到建立人类遗传性疾病的转基因大动物模型的重要性。

    亨廷顿舞蹈症(Huntington  chorea),又名慢性进行性舞蹈病,是一种缓慢起病的遗传性神经退化疾病,在人群中发病率为万分之一左右。目前国内外医学界把“舞蹈病”列为不治之症。此前,用于亨廷顿舞蹈症研究的动物模型主要是啮齿类(大鼠、小鼠)。由于在生理、代谢等各个方面与人类差别巨大,啮齿类模型还存在一些与人类疾病症状不一致的表现,这对于病理的研究、特别是一些治疗药物和手段的研究非常不利。此前,国际上其他科学家试图建立亨廷顿舞蹈病的大动物模型,但均未获得成功。

(生物通:何嫱)

原文摘要

Human Molecular Genetics, doi:10.1093/hmg/ddq313

Expression of Huntington's disease protein results in apoptotic neurons in the brains of cloned transgenic pigs

Neurodegeneration is a hallmark of many neurological diseases, including Alzheimer's, Parkinson's and the polyglutamine diseases, which are all caused by misfolded proteins that accumulate in neuronal cells of the brain. Although apoptosis is believed to contribute to neurodegeneration in these cases, genetic mouse models of these diseases often fail to replicate apoptosis and overt neurodegeneration in the brain. Using nuclear transfer, we generated transgenic Huntington's disease (HD) pigs that express N-terminal (208 amino acids) mutant huntingtin with an expanded polyglutamine tract (105Q). Postnatal death, dyskinesia and chorea-like movement were observed in some transgenic pigs that express mutant huntingtin. Importantly, the transgenic HD pigs, unlike mice expressing the same transgene, displayed typical apoptotic neurons with DNA fragmentation in their brains. Also, expression of mutant huntingtin resulted in more neurons with activated caspase-3 in transgenic pig brains than that in transgenic mouse brains. Our findings suggest that species differences determine neuropathology and underscore the importance of large mammalian animals for modeling neurological disorders.

作者简介:
赖良学
1963年6月生,现任吉林大学畜牧兽医学院副院长,教授,博士生导师,中科院广州生物医药与健康研究院研究员。
研究方向: 人和动物胚胎干细胞的分离培养、转基因动物的建立、动物克隆及人类治疗性克隆
研究成果: 赖良学博士在美国密苏里大学动物中心实验室采用基因敲除技术首次实现了人类培育“基因敲除”克隆猪,科学界普遍认为“这是向异种器官移植迈出的关键一步”,为人类的器官移植开辟了新天地;其论文在《科学》杂志2002年第一期发表;从经济方面看,华尔街分析师估计,其市值每年为50—60亿美元。2008年赖良学博士在吉林大学农学部畜牧医学院研究小组与军事医学科学院军事兽医研究所共同研究出带有抗猪瘟病毒基因的克隆猪,当时亦属世界首例。

李晓江
美国爱默瑞(Emory)大学人类基因遗传系杰出讲席教授。任多个国际学术刊物的编委以及美国国家卫生研究院基金评审委员和中国自然科学基金重大项目评审委员。
    李晓江于1991年在美国俄勒冈州卫生科学大学Vollum Institute 获药理学博士。1991至1995年在美国约翰霍普金斯大学的神经科学系做博士后,研究味觉受体及信号转导的分子机理,后期的博士后工作侧重于研究神经退行性疾病亨廷顿舞蹈症。自1996以来,他在美国爱默瑞(Emory)大学人类基因遗传系任教并领导独立的实验室,2005年起任终身正教授,2007年起任Distinguished Professor (杰出讲席教授)。
    李晓江博士在研究神经退行性疾病领域处于国际领先地位,并在国际高水平杂志上发表近100篇文章。他的实验室利用各种类型的转基因疾病动物模型揭示基因变异如何引起蛋白构像异常与神经细胞死亡。这些研究及发现对了解包括帕金森病和老年性痴呆等神经退行性疾病的病理机制以及它们的治疗有重大的指导意义。他对神经退行疾病等研究持续地获得了美国国家卫生研究院(NIH)的大力资助 (每年近100万美元)。

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