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濒临绝种的CHS猫模型是如何复苏的?
【字体: 大 中 小 】 时间:2020年02月03日 来源:生物通
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唯一仅存的杂合雄性CHS猫疾病模型,,通过辅助生殖手段,繁育出3只携带CHS的小猫,这不但能为将来CHS疾病研究提供动物模型,更为濒临绝种的动物繁殖提供了一种思路
许多罕见病对于普通人来说是遥远的,“头一次听说”的,或许数十万分之一的发病几率,不值得关注,但是对于病患家庭来说却是100%的灾难。因为罕见,投入研究的资金难以回本,研究的成果寥寥,就算有成果,疗法费用也因为应用人数少而会显得格外高昂;因为罕见,很多接诊医师都没听过或者见过,也很难想到、及时正确判断。所幸如今互联网发达,基因检测技术渐渐普及,使得各种信息更容易检索得到,医生之间更容易联系交流,使得罕见病诊断成为可行。罕见病也渐渐受到更多关注。
Chédiak-Higashi 综合征(Chédiak-Higashi syndrome,CHS),又称为先天性白细胞颗粒异常综合征、先天性过氧化物酶颗粒症等,是一种罕见的、由溶酶体运输调节因子(LYST)突变引起的、特征明确的常染色体隐性遗传性溶酶体疾病。最早是1943年由一名古巴儿科医生BeguezCesar描述的,1952年Chédiak报道了CHS的血液学特征,1954年Higashi描述了患者中性粒细胞中存在含过氧化物酶的巨大颗粒。该病以严重的免疫缺陷,眼皮肤白化病,出血倾向,化脓性感染反复发作,进行性神经系统缺陷和淋巴增生综合征为特征。CHS最常见的死亡原因是反复感染或吞噬性淋巴细胞组织细胞增生加速期的发展。大约90%的死亡发生在生命的前十年,而那些存活到成年的人会发展为进行性神经系统症状。骨髓移植是人类CHS治疗的可行选择。这种疾病在人类和许多种动物中都有报道,例如牛,家猫,狐狸等,且多数情况下致病原因指向溶酶体运输调节器(LYST)突变。在人类中,LYST编码一个3,801个氨基酸的蛋白质(11.4 kb的转录物),它调节细胞内蛋白质往返溶酶体的运输(GCID:GC01M235824),在公共数据库中已经鉴别出超过40个不同的致病突变,包括无义和错义突变,以及插入和缺失。该疾病的研究对破译遗传性血小板疾病等方面具有意义。
猫CHS首先发现于波斯猫系中,该病显示隐性常染色体遗传,CHS的猫模型的临床特征检查了中性粒细胞和血小板功能以及听觉和眼部色素沉着异常。人与家猫细胞系种间体细胞(成纤维细胞)杂交后的遗传互补分析显示具相似的遗传缺陷、疾病同源性。但是,从未确定猫模型中CHS的确切致病突变。
科罗拉多州立大学和华盛顿州立大学曾经研究CHS猫模型20年,解散期间向加利福尼亚大学戴维斯分校捐赠了一只雄性(Smokey)——16岁的CHS携带者Smokey去世之前是CHS猫生物医学模型的唯一可繁殖代表,并且还是个杂合子,一生没有表现出CHS症状,因为年纪大而无法自然繁殖。密苏里大学的研究人员利用辅助生殖技术,通过电刺激收集携带CHS猫的精液,对3只雌性猫进行卵巢同步和腹腔镜输卵管人工授精技术,其中2只成功受孕,最后产出11只存活小猫,最终通过全基因组测序、PCR验证和Sanger测序,确认其中3只小猫(1雄性,2雌性)是CHS基因携带者,从而成功挽救了几近绝种的CHS猫生物医学模型。
测序结果表明,猫CHS模型可能是由特定的20 kb的串联节段重复引起的,该重复跨越LYST外显子30至38(NM_001290242.1:c.8347-2422_9548 + 1749dup)。这个研究的另一个重要意义在于为濒临绝种动物复苏提供一种可能的方法。此外,了解猫是否是某种疾病的遗传携带者可能很有用,以便饲养员知道哪些猫要避免一起繁殖以防止其后代受到影响。
密苏里大学兽医学院的比较医学教授Leslie Lyons和博士后研究员Reuben Buckley负责此项研究。Lyons认为:“所有的哺乳动物倾向于具有非常相似的基因,因此,如果我们找出引起猫病的原因,那么可以用来帮助猫的任何疗法都可能被转化成能帮助患有相同疾病的人。” “同样,人类研究也可以转化为对动物的帮助。”