基于CRISPR/Cas9基因组定点编辑技术的成年小鼠肝癌模型建立

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81572366
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    95.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1801.肿瘤病因
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Primary hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the most common cancers in China. Animal model is an important platform which can not only help to elucidate the pathophysiology of liver cancer, but may also be employed for the development of therapeutic approaches in preclinical studies. However, substantial challenges persist in modeling liver cancer tumorigenesis, since its natural history involved different genetic alterations that ultimately lead to malignant transformation of the hepatocytes. Thus, how to take the advantage of the more efficient gene editing technology to generate more faster, simpler and more physiologic mimic liver cancer mouse models, which can model the multiple mutations simultaneously in the development of HCC, is one of the hot spots in the future research of HCC animal model. In China, more than 80% of HCC is etiologically associated with hepatitis B virus (HBV). Our previous study and other reports have showed that the high frequency of HBV intergaration in hTERT, MLL4 and CCNE1 genes, the frequent MLL4 involved chromosome translocation, and combination of multi-gene mutations are the important factors to trigger hepatocarcinogenesis in China. In this study, we will use hydrodynamic injection technique to deliver CRISPR/Cas9 genome editing tools to the liver to target and directly induce somatic mutations of multiple driver genes for HCC occurrence. The CRISPR/Cas9-mediated somatic mutations would reproduce the causative factor of HCC including HBV intergration, MLL4 chromosome translocational mutation and combined mutation of P53, Hnf-4α and Rae-1 genes. We hypothesized CRISPR/Cas9 system can enable the in vivo study of cancer genes and faithfully recapitulate the mosaic nature of mutagenesis in mouse liver cancer models, and such a system will be of practical application in the HCC biology study, clinical treatment and drug development.
肝细胞癌是我国常见的恶性肿瘤。肝癌动物模型是肝癌基础和临床研究的重要材料,但目前尚无满足理想动物模型标准的小鼠肝癌模型。如何利用更高效的基因编辑技术,模拟肝癌由多个驱动突变促发的真实情况,建立与人原发性肝癌病因相似、表型特征一致、简单易行的小鼠模型是肝癌动物模型未来研究的热点之一。我国肝癌多与乙肝病毒(HBV)感染有关。我们的前期研究和文献报道显示,HBV在hTERT、MLL4和CCNE1基因的高频整合、MLL4基因易位突变以及多基因联合突变可能是促发我国肝癌发生的重要因素。本研究拟采用CRISPR/Cas9系统和水压动力注射法,直接对成年野生型或HBV转基因小鼠肝细胞进行多基因联合编辑,模拟人肝癌发生的HBV整合、MLL4易位以及P53/Hnf-4α/Rae-1联合突变等诱因,探索在一代小鼠内建立多基因联合修饰肝癌模型的方法,为肝癌发病机制研究、临床治疗和药物研发提供理想的实验动物模型。

结项摘要

肝细胞癌是我国常见的恶性肿瘤。肝癌动物模型是肝癌基础和临床研究的重要材料,但由于肝癌的病因复杂,目前尚无满足理想动物模型标准的小鼠肝癌模型。如何利用更高效的基因编辑技术,模拟肝癌由多个驱动突变促发的真实情况,建立与原发性肝癌病因相似、表型特征一致、简单易行的小鼠模型是肝癌动物模型未来研究的热点之一。本课题旨在探索一种基于尾静脉水压动力注射和CRISPR/Cas9系统的快速简便的小鼠肝癌模型建立方法。我国肝癌多与乙肝病毒(HBV)感染有关,P53基因突变和PTEN基因失活是乙肝相关肝癌中常见的两种遗传事件。本课题通过水压动力注射技术将靶向小鼠肝细胞的p53与Pten基因的CRISPR/Cas9系统递送至HBV转基因小鼠的肝细胞,并观察小鼠肝癌的发生情况。结果表明,HBV转基因小鼠在sg-p53/Pten双表达质粒尾静脉水压动力注射4个月后即可形成明显肝肿瘤,而野生型小鼠则在10个月时才出现较小可见肿瘤。进一步分析发现,sg-p53/Pten质粒注射6个月和8个月的HBV转基因小鼠的肝重体重比明显高于对照组。免疫组化检测结果显示此方法诱导的肿瘤组织中存在明显的谷氨酰胺合成酶异常表达以及p53和Pten表达降低,且肝细胞中脂肪堆积明显。PCR联合测序实验证实在所检测的肿瘤结节中均有p53和Pten基因突变,提示肿瘤的发生是由于p53和Pten基因突变引起的。进一步对肿瘤组织进行RNA-Seq分析结果显示,我们构建的小鼠肝癌模型与人肝细胞癌的转录谱非常相似,尤其是与PTEN失活的人肝癌组织转录谱具有高度相似性。此外,我们还探讨了Ubxn8与Pten、Cxcl2与p53 / Pten等多基因的联合敲除,以及HBV整合小鼠肝癌模型的建立。总之,本研究建立的小鼠肝癌模型与我国肝癌发生病因相似,简单经济,且在一代小鼠内即可完成,将为我国肝癌的发病机制研究、临床治疗和药物研发提供理想的实验动物模型。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Methylation of PCDH19 predicts poor prognosis of hepatocellular carcinoma
PCDH19甲基化预测肝细胞癌预后不良
  • DOI:
    10.1111/ajco.12982
  • 发表时间:
    2018-10-01
  • 期刊:
    ASIA-PACIFIC JOURNAL OF CLINICAL ONCOLOGY
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Zhang, Ting;Guan, Guiwen;Chen, Xiangmei
  • 通讯作者:
    Chen, Xiangmei
Diacylglycerol kinase γ predicts prognosis and functions as a tumor suppressor by negatively regulating glucose transporter 1 in hepatocellular carcinoma
二酰甘油激酶 γ 通过负向调节肝细胞癌中的葡萄糖转运蛋白 1 来预测预后并发挥肿瘤抑制作用
  • DOI:
    10.1016/j.yexcr.2018.11.001
  • 发表时间:
    2018-12-15
  • 期刊:
    EXPERIMENTAL CELL RESEARCH
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Guo, Zhengyang;Jia, Junqiao;Lu, Fengmin
  • 通讯作者:
    Lu, Fengmin
Over-gap PCR amplification to identify presence of replication-competent HBV DNA from integrated HBV DNA: An updated occult HBV infection definition
间隙 PCR 扩增可从整合的 HBV DNA 中识别是否存在具有复制能力的 HBV DNA:更新的隐匿性 HBV 感染定义
  • DOI:
    10.1016/j.jhep.2018.10.003
  • 发表时间:
    2019-03-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF HEPATOLOGY
  • 影响因子:
    25.7
  • 作者:
    Liu, Yongzhen;Zeng, Wanjia;Lu, Fengmin
  • 通讯作者:
    Lu, Fengmin
Long-distance interaction of the integrated HPV fragment with MYC gene and 8q24.22 region upregulating the allele-specific MYC expression in HeLa cells.
整合的 HPV 片段与 MYC 基因和 8q24.22 区域的长距离相互作用上调 HeLa 细胞中等位基因特异性 MYC 的表达。
  • DOI:
    10.1002/ijc.30763
  • 发表时间:
    2017-08-01
  • 期刊:
    International journal of cancer
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Shen C;Liu Y;Shi S;Zhang R;Zhang T;Xu Q;Zhu P;Chen X;Lu F
  • 通讯作者:
    Lu F
HBx蛋白与宿主胞内蛋白相互作用对增强HBV复制的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    肝癌电子杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘慧;鲁凤民
  • 通讯作者:
    鲁凤民

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其他文献

血清高尔基体蛋白73在辅助诊断慢性乙型肝炎患者中度以上肝损伤中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    临床肝胆病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姚明解;王雷婕;关贵文;席婧媛;刘树红;文夏杰;邹军;陈香梅;贾继东;赵景民;鲁凤民
  • 通讯作者:
    鲁凤民
HHIP基因启动子区甲基化在食管癌细胞系中的研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    第三军医大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许强;鲁凤民;陈香梅;邱宗林;叶斌;张婷;王永峰
  • 通讯作者:
    王永峰
抗病毒治疗对血清AFP在HBV感染相关肝癌诊断应用中的影响
  • DOI:
    10.13705/j.issn.1671-6825.2018.05.125
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    郑州大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    闫晓彤;姚明解;关贵文;钱相君;武亚丽;刘树红;许强;陈香梅;赵景民;鲁凤民
  • 通讯作者:
    鲁凤民
原发性肝细胞癌中乙型肝炎病毒基因整合的突变分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    首都医科大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许强;张婷;鲁凤民;蒋素贞;杨紫伟;陈香梅
  • 通讯作者:
    陈香梅
乙型肝炎病毒感染相关肝癌患者术前异常凝血酶原和甲胎蛋白水平对其预后影响的研究
  • DOI:
    10.19538/j.nk2019070115
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国实用内科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姚明解;陈华楠;钱相君;许强;陈香梅;吕全军;张玲;鲁凤民
  • 通讯作者:
    鲁凤民

其他文献

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陈香梅的其他基金

HBV前基因组RNA通过“挟持”应激颗粒关键蛋白TIAR促进病毒有效复制
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    2013
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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