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  • 斑馬魚基因編輯服務案例 | 助力NSCL/P病因學研究及新的候選基因發現等
  • 2022-4-22 18:02:40
  • 近年來,斑馬魚基因編輯技術在基因敲除、基因敲入、轉基因訂制及表觀遺傳修飾等方面的應用日益廣泛,為基因組研究、研發新的癌癥治療方法、攻克遺傳性疾病等提供了全新的研究切入點及應用方向。

    南京環特智魚生物科技有限公司,依托10余年的斑馬魚基因編輯經驗,深度挖掘、創新斑馬魚技術的應用場景,完成350例以上基因編輯品系,測試超過500個gRNA靶點,已為150多家單位提供斑馬魚基因敲入、敲除、敲降、定制轉基因技術服務及斑馬魚疾病模型開發等專業的基因編輯技術服務。

    在助力前沿的基因編輯研究過程中,南京環特智魚生物科技有限公司提供的原位雜交、morpholino敲降、基因介導的突變和過表達、生物信息學分析等一系列專業服務項目,推動了諸多前沿基因功能研究取得了突破性進展,為斑馬魚基因編輯技術在更加廣泛的研究領域內的創新性應用奠定了堅實的技術基礎。

    ● 服務案例1.利用稀有拷貝數變異分析在有先天性心臟缺陷的異位綜合征患者中發現新的候選基因

    研究背景:異位綜合征是由左、右身體形態畸形引起的一類先天性疾病。約90%的異位患者有嚴重的先天性心臟病;因此,異位綜合征患者的生存率和預后都令人不滿意。

    研究目的:然而,大多數異位綜合征病例的潛在病因和機制仍不清楚。本研究旨在探討稀有拷貝數變異在異位綜合征發病機制中的作用。

    研究方法:研究人員收集了63例散發的異位綜合征患者的先天性心臟缺陷,并確定罕見的拷貝數變異使用Affymetrix細胞掃描HD芯片和實時聚合酶鏈反應。通過查閱以往有關左右發育的文獻,選擇了與罕見拷貝數變異相關的潛在候選基因。通過原位雜交、morpholino敲降、基因介導的突變和過表達等方法進一步分析候選基因的表達模式和功能。

    研究結論:研究結果表明,在一些偶發性的先天性心臟缺陷患者中,異位綜合征可能歸因于罕見的拷貝數變異。此外,DNAH10和RNF115是異位綜合征參與左右模式的候選基因,此前在人類或動物中都沒有報道過。該結果也促進了對Htx遺傳成分的理解。

    研究成果出處:Chunjie Liu, Ruixue Cao, Yuejuan Xu, Tingting Li, Fen Li, Sun Chen, Rang Xu and Kun Sun, Rare copy number variants analysis identifies novel candidate genes in heterotaxy syndrome patients with congenital heart defects.genome medicine,2018.

    ● 服務案例2.非綜合征型唇裂伴或不伴唇裂易感基因位點的鑒定

    研究背景:目前已有文獻報道了一些非綜合征性唇裂伴或不伴腭裂的全基因組關聯研究,但仍有更多新的關聯信號有待開發。研究人員對先前發表的中國GWAS隊列研究進行了深入分析,確定了5個新的顯著關聯信號。

    研究目的:非綜合征型唇腭裂(NSCL/P) 病因與遺傳易感性和流行病學風險因素(如母親吸煙和飲酒)有關。迄今為止,已有40多個易感位點被報道與此相關,研究NSCL/P風險,有助于理解涉及NSCL/P風險的生物學機制。

    研究方法基因敲降,生物信息學分析

    研究結論:Rs643118是亞洲人和歐洲人NSCL/P的共同易感因子,而rs227227可能與NSCL/P和NSCPO的發病風險有關。此外,與對照組胚胎相比,sertad4基因敲除斑馬魚模型可導致sox2基因下調,并引起心臟周圍水腫和下頜缺損。綜上所述,本研究提高了對NSCL/P遺傳易感性的認識,并為中國人群NSCL/P的病因學提供了進一步的線索。

    研究成果出處:Lan Ma,Shu Lou,Ziyue Miao,Siyue Yao, Xin Yu,Shiyi Kan, Guirong Zhu,Fan Yang,Chi Zhang, Weibing Zhang, Meilin Wang, Lin Wang,Yongchu Pan, Identification of novel susceptibility loci for non-syndromic cleft lip with or without cleft palate.wiley,2020

    ● 服務案例3. 在一個龐大的多代心手綜合征譜系中的家族性心房心肌病攜帶2B棒狀結構域的LMNA錯義變異(p.R335W)

    研究背景:心房心肌病已成為一個明確的實體,可進展為心房老化,心房衰竭,并導致嚴重后果(如心衰、中風、生活質量惡化),特別是在有遺傳缺陷的情況。原發性心房心肌病可能是核纖層蛋白病的早期表型。

    研究目的:為了研究致病基因在心房病變中的作用,及早提示病患心臟健康,預防中風風險。

    研究方法斑馬魚轉基因模型構建,心電圖,心超,病理學檢測等

    研究結論:該項目鑒定了一個攜帶LMNA p.R335W突變大的心手綜合征譜系。綜合電腦模擬、體外和體內驗證的方法證明R335W變異對心房致病性的有效性。此外,通過該項研究推斷老化和DNA修復功能障礙可能是心房病變的潛在機制。這項研究證實心房心肌病是核纖層蛋白病的早期表型,對這些患者應及早進行干預。

    研究成果出處:Zhang Y, Lin Y, Zhang Y, Wang Y, Li Z, Zhu Y, Liu H, Ju W, Cui C, Chen M,Familial atrial myopathy in a large multi-generational heart-hand syndrome pedigree carrying LMNA missense variant in rod 2B domain (p.R335W), Heart Rhythm (2021)

    ● 服務案例4.一個新的lmna突變導致病人早發性心房病變

    研究背景:lamin A/C基因(LMNA)的基因突變與心肌病有關。不同的突變位點表現出不同的臨床表現和預后。在此,從一名早發型心房疾病患者身上鑒定出一種新的LMNA移碼突變。

    研究目的:驗證該變異的致病性

    研究方法轉基因斑馬魚模型,心電圖,病理學檢測等

    研究結論:結果顯示攜帶該基因突變的成年斑馬魚心電圖異常,心肌結構受損。研究提示了LMNA-P485Tfs突變的心房致病性,這有助于理解lamin A/C的免疫球蛋白樣結構域的功能。

    研究成果出處:Yongping Lin, Hailei Liu, Chang Cui, Zhiqiao Lin, Yike Zhang, Yue Zhu,Weizhu Ju and Minglong Chen, Early onset atrial lesions in a patient with a novel LMNA frameshift mutation. Human Molecular Genetics, 2021

    ● 服務案例5. 用斑馬魚模型證實COL1A1新的突變導致成骨不全

    研究背景:成骨不全癥(OI)是一種罕見的遺傳性疾病,以骨脆性和反復骨折為特征。膠原蛋白是一個蛋白質家族加強和支持身體的許多組織,I型膠原蛋白構成人體 90% 的膠原蛋白,對于COL1A1 突變譜的研究,對于研究 OI 的遺傳原因,特別是產前診斷是非常重要的。斑馬魚被報道可以作為各種疾病的臨床前動物模型,對于骨骼生成及其分子途徑中的關鍵調節因子已被證明在斑馬魚和哺乳動物之間是保守的。已經報道了幾種能夠準確模擬人類骨骼疾病的斑馬魚突變體,例如褶邊鰭、微波和吉娃娃,所有的突變體都導致了 OI 樣表型。

    研究目的利用斑馬魚模型驗證一種新的COL1A1 突變導致的成骨不全癥。

    研究方法:分別構建對照組,原始序列組和突變序列組,結果轉錄后,分別注射到斑馬魚胚胎中,統計表型-骨骼的變化。

    研究結論:利用斑馬魚模型,通過表型觀察,發現突變 COL1A1上的特定位點影響骨骼的發育。報道了一種新的COL1A1 的突變位點,這個突變點對于成骨不全癥 具有重要作用。

    研究成果出處:Huan Huang , Jiamei Liu, Guoying Zhang,A novel de novo mutation in COL1A1 leading to osteogenesis imperfecta confirmed by zebrafish model ,2021

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