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基因修飾小鼠應用于心臟研究的進展:從小鼠到人類,從基因到臨床


作者單位:實驗心臟學研究室,Baker心臟研究所,墨爾本,澳大利亞

【摘要】 基因修飾(敲除、變異和過度表達)小鼠自90年代初應用于心臟學研究。近十余年來,利用這一類模型的研究發現對心血管領域所取得的重要進展有著突出的貢獻,已經成為該領域里具有舉足輕重地位的研究手段。目前,基因修飾小鼠模型的數量日益增多并已形成系統,有關的心臟表現型數據庫日趨豐富,多種從整體到分子水平的表現型的研究手段已十分成熟。在今后的心臟研究中,小鼠模型有望對闡明疾病的分子機制和探索新的治療途徑起到很大的推動作用。

【關鍵詞】 基因修飾小鼠 臟學 基因敲除 基因過度表達

from mouse to man, from gene to clinic: progress in heart research using genetically modified mouse models

du xiaojun

(experimental cardiology laboratory, baker heart research institute, melbourne, australia)

abstract: since the 1990s, models of genetically modified mice (gene knockout, mutation or transgene overexpression) have been increasingly used in heart research. the findings from this class of murine models have contributed significantly to a number of research breakthroughs achieved in the last 15 years. currently, the number of genetically modified mouse strains has been increasing steadily. these models that targeted a family or a functionally relevant group of proteins have formed systemic tools for research use. the database of mouse cardiac phenotype has been established. meanwhile, the research methodology and strategic approach exploring mouse cardiac phentypes at molecular to in vivo levels have been mature. it is expected that the use of this class of genetically targeted mouse models will become increasingly important in future research.

key words: genetically modified mouse; cardiology; gene knockout; gene overexpression

在破譯了人類dna編碼序列之后,科研人員面臨的更艱巨的任務是探討基因在生命健康及疾病發生發展過程中的作用,從而尋求疾病診治的新途徑。目前開展這方面研究的重要手段之一是已廣泛應用的基因修飾小鼠。近十余年的研究證實,這一類模型的應用對生物醫學領域新近取得的重要進展有著突出的貢獻。因此,rario capecchi,martin evans和oliver smithies榮獲了2007年度諾貝爾生理和醫學獎,以表彰他們在奠定應用小鼠胚胎干細胞進行特定基因干預原理方面的貢獻。
  
可以用于心臟學研究的基因修飾小鼠的品系估計已達數千種。隨著數量的積累,這一類小鼠模型已形成系統。由此獲得的科研發現對認識某一蛋白家族或相關分子在心臟中的作用非常重要。例如,腎上腺素能受體9種亞型的敲除、變異或過度表達的小鼠均有報道[1]。又如,眾多的參與心肌肥大信號轉導的信號分子基因的敲除、變異或過度表達的小鼠模型均已建立并廣泛應用[2]。同樣,針對位于細胞膜或內質網鈣庫鈣通道、離子交換體、鈣atp酶等多種鈣信號調控蛋白,目前已有20余種基因敲除、變異或過度表達小鼠模型[3]。

1 基因修飾小鼠的種類......

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