利用CRISPR/Cas9技术构建ApoE-/-小型猪动脉粥样硬化模型

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    81570402
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    110.0万
  • 负责人：
    戴一凡
  • 依托单位：
    南京医科大学
  • 学科分类：
    H0214.动脉粥样硬化与动脉硬化
  • 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

Cardiovascular and cerebrovascular diseases, a leading cause of mortality worldwide, are caused mainly by atherosclerosis, a chronic inflammatory disease of the arterial wall. The underlying pathogenesis of atherosclerosis remains elusive, however, hyperlipidemia and hypercholesterolemia are considered as the most important risk factors of atherosclerosis. Apolipoprotein E (ApoE) plays an important role in cholesterol and lipoprotein transport and metabolism. Although ApoE knockout mice have been used as model of atherosclerosis and led to an understanding the mechanisms of atherosclerosis development, it is not a suitable model for human atherosclerosis development. Production of genetically engineered pig models has several advantages over rodent models due to its similar coronary anatomy and physiology to the humans. ApoE-/- pig has yet been reported. In this study, highly efficient CRISPR/Cas9 system will be used to target and disrupt ApoE gene in Zhonghua Miniature pigs followed by somatic cell nuclear transfer to produce the first ApoE-/- pigs in the world. The ApoE-/- pigs could be useful models for providing further insight into pathogenesis of atherosclerosis and clues to assess novel prevention and treatment applications.
心脑血管疾病是全世界主要的致死性疾病，动脉粥样硬化是其重要的病理基础。高脂血症和高胆固醇血症被认为是动脉粥样硬化发病及发展的重要因素。载脂蛋白E (ApoE)在胆固醇和脂蛋白的转运和代谢中发挥重要作用。ApoE基因敲除小鼠的广泛应用，使得动脉粥样硬化早期病理机制的研究取得了很大进展。但ApoE敲除小鼠与人类在动脉粥样硬化病理机制上相去甚远。小型猪因为在解剖学和生理上和人类似，适合于建立动脉粥样硬化大动物模型。但ApoE基因敲除猪还没有被报道。本项目以中华小型猪为材料，拟通过CRISPR/Cas9技术制备ApoE基因敲除细胞系，再通过体细胞核移植，建立国际上首例 ApoE基因敲除猪，作为研究动脉粥样硬化的大动物模型。该模型的建立将更有效地研究人类动脉粥样硬化的发病机制，并为评估新的防治策略提供可靠的大动物模型。

结项摘要

随着心血管疾病发病率逐年升高，作为心脑血管疾病基础病因的动脉粥样硬化也受到广泛关注。动脉粥样硬化初期动脉血管壁内膜及内膜下脂质及糖类异常聚集，血管内皮隆起形成粥样病灶或纤维性脂质病变，造成血管管壁变厚，管腔狭窄。随着病程进展，动脉粥样硬化斑块会发生破裂，破裂后的斑块脱落，随血流进入循环，在管腔狭窄处形成血栓，阻塞血液流动。载脂蛋白E（Apolipoprotein E，ApoE）是脂代谢中一个重要的蛋白，ApoE功能缺失会导致脂代谢紊乱，从而加速动脉粥样硬化发病进程。许多科学家使用ApoE转基因小鼠作为动物模型进行动脉粥样硬化研究，但ApoE敲除小鼠并不能很好的模拟人类动脉粥样硬化的病因及病程，因此建立一个合适的动脉粥样硬化模型对于动脉粥样硬化的研究至关重要。小型猪在模拟动脉粥样硬化方面具有优于啮齿动物的优势，因为它们的心血管系统和生理学与人类相似。为了建立家族性高胆固醇血症和动脉粥样硬化的改良大型动物模型，我们使用了CRISPR / Cas9系统敲除了巴马小型猪的ApoE基因。同时生产双等位基因修饰的具有框内突变（ApoEm/m）和移码突变（ApoE-/-）的ApoE基因敲除猪。常规饲料饲养时，ApoE-/-猪血浆胆固醇水平适度增加，而使用高脂和高胆固醇（HFHC）饲料喂养的猪表现出严重的高胆固醇血症，并在使用高脂饲料喂养六个月后主动脉和冠状动脉中都形成了动脉粥样硬化病变。本研究首次利用ApoE基因敲除巴马猪通过高脂饲养诱导建立动脉粥样硬化模型，为研究其发病机制，检测各类血管内支架以及验证药物的作用及机制提供良好的大动物试验模型。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Reducing immunoreactivity of porcine bioprosthetic heart valves by genetically-deleting three major glycan antigens, GGTA1/β4GalNT2/CMAH
通过基因删除三种主要聚糖抗原 GGTA1/β 4GalNT2/CMAH 来降低猪生物假体心脏瓣膜的免疫反应性
  • DOI：
    10.1016/j.actbio.2018.03.055
  • 发表时间：
    2018-05-01
  • 期刊：
    ACTA BIOMATERIALIA
  • 影响因子：
    9.7
  • 作者：
    Zhang, Runjie;Wang, Ying;Dai, Yifan
  • 通讯作者：
    Dai, Yifan
mfat-1 transgene protects cultured adult neural stem cells against cobalt chloride-mediated hypoxic injury by activating Nrf2/ARE pathways
mfat-1转基因通过激活Nrf2/ARE途径保护培养的成体神经干细胞免受氯化钴介导的缺氧损伤
  • DOI：
    10.1002/jnr.24096
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Journal of Neuroscience Research
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Yu Junfeng;Yang Haiyuan;Fang Bin;Zhang Zhengwei;Wang Ying;Dai Yifan
  • 通讯作者：
    Dai Yifan
Apolipoprotein E deficiency accelerates atherosclerosis development in miniature pigs.
载脂蛋白E缺乏加速小型猪动脉粥样硬化的发展
  • DOI：
    10.1242/dmm.036632
  • 发表时间：
    2018-10-10
  • 期刊：
    Disease models & mechanisms
  • 影响因子：
    4.3
  • 作者：
    Fang B;Ren X;Wang Y;Li Z;Zhao L;Zhang M;Li C;Zhang Z;Chen L;Li X;Liu J;Xiong Q;Zhang L;Jin Y;Liu X;Li L;Wei H;Yang H;Li R;Dai Y
  • 通讯作者：
    Dai Y
Overexpressing dominant-negative FGFR2-IIIb impedes lung branching morphogenesis in pigs
过度表达显性失活 FGFR2-IIIb 阻碍猪肺分支形态发生
  • DOI：
    10.1016/j.jgg.2018.02.002
  • 发表时间：
    2018-03-20
  • 期刊：
    JOURNAL OF GENETICS AND GENOMICS
  • 影响因子：
    5.9
  • 作者：
    Chen, Qin;Fang, Bin;Dai, Yifan
  • 通讯作者：
    Dai, Yifan

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  • 通讯作者：
    戴一凡

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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

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          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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