重大疾病模型研發(fā)及其專門化品系ppt課件

1、“十二五”國家科技計(jì)劃項(xiàng)目答辯,實(shí)驗(yàn)用小型豬重大疾病模型研發(fā)及其專門化品系培育,項(xiàng)目申報單位：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 北京畜牧獸醫(yī)研究所 報 告 人 ：李奎,項(xiàng)目參加單位： 南方醫(yī)科大學(xué) 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院 中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué) 深圳華大基因研究院 中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 吉林大學(xué),提綱,一、任務(wù)需求分析 二、項(xiàng)目目標(biāo) 三、研究內(nèi)容 四、技術(shù)路線 五、技術(shù)難點(diǎn) 六、考核指標(biāo) 七、創(chuàng)新性 八、科研條件,一、任務(wù)需求分析,1.小型豬是理想的疾病動物模型 嚙齒類動物模型和人類之間存在諸多差異 與小鼠等相比，小型豬在形態(tài)學(xué)、解剖學(xué)、生理學(xué)、內(nèi)分泌學(xué)、基因組學(xué)等方面與人類具有很高的相似性 小型豬作為糖尿病、

2、心血管疾病、鼻咽癌等模型具有明顯的優(yōu)勢 世界各國加大了轉(zhuǎn)基因豬疾病模型的研究力度,一、任務(wù)需求分析,2.建立小型豬人類重大疾病模型應(yīng)用前景廣闊 代謝性疾病和癌癥等非傳染性疾病已成為危害人類健康的“頭號殺手” 建立動物疾病模型是研究疾病發(fā)生機(jī)理、藥物動力學(xué)、新藥安全及療效評價等的關(guān)鍵 缺乏小型豬2型糖尿病、動脈粥樣硬化、小型豬乳腺癌和鼻咽癌模型,一、任務(wù)需求分析,3.重大疾病模型表型評價 國際上，多個機(jī)構(gòu)已開展了大規(guī)模疾病模型的表型評價，這些機(jī)構(gòu)已制定了小鼠表型評價的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程 小型豬疾病模型表型評價也已積累了大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 建立小型豬重大疾病模型表性評價的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程、數(shù)據(jù)庫和共享平臺十分必

3、要,一、任務(wù)需求分析,4.專門化品系培育具有重大市場需求 小型豬重大疾病模型專門化品系：指基于相關(guān)疾病自發(fā)性易感個體或轉(zhuǎn)基因模型動物，經(jīng)遺傳和表型共同選育，繁育三代以上形成的健康狀況良好、生長發(fā)育正常、繁殖能力穩(wěn)定，特定階段發(fā)生或可誘導(dǎo)發(fā)生某種人類疾病典型臨床特征的群體，群體內(nèi)有效個體數(shù)不少于30頭 專門化品系能保證疾病動物模型的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化,一、任務(wù)需求分析,4.專門化品系培育具有重大市場需求 國際上已形成SinclairTM 、YucatanTM、HanfordTM等小型豬疾病模型品系 我國還沒有小型豬疾病模型品系 我國擁有獨(dú)特而又豐富的小型豬種質(zhì)資源 ,五指山小型豬近交系、巴馬小型豬封

4、閉群等均歷經(jīng)二十多年的選育,為重大疾病模型專門化品系培育奠定了重要基礎(chǔ),二、項(xiàng)目目標(biāo),1.以本組2008年開始高脂、高糖和高膽固醇誘導(dǎo)小型豬2型糖尿病和動脈粥樣硬化兩個模型群體為基礎(chǔ)，獲得疾病易感個體，經(jīng)系統(tǒng)選育，培育自發(fā)性模型品系 2.通過完善基因修飾技術(shù)，建立多基因時空特異性誘導(dǎo)五指山近交系等小型豬2型糖尿病、動脈粥樣硬化、乳腺癌和鼻咽癌疾病發(fā)生的模型，經(jīng)系統(tǒng)選育建立專門化品系 3.建立小型豬2型糖尿病、動脈粥樣硬化、乳腺癌和鼻咽癌等模型表型分析標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，以及多層面比較分析數(shù)據(jù)庫；對轉(zhuǎn)基因疾病模型、自發(fā)性模型及專門化品系進(jìn)行系統(tǒng)評價,三、研究內(nèi)容,課題1：轉(zhuǎn)基因小型豬代謝性疾病模型制

5、備 完善多基因時空特異性表達(dá)調(diào)控方法 制備小型豬細(xì)胞功能調(diào)控模型：通過對IAPP、GLUT2等基因的誘導(dǎo)表達(dá)或敲除 制備小型豬胰島素抵抗糖尿病模型：通過脂肪、肌肉等組織特異性敲除胰島素促葡糖利用相關(guān)基因 制備小型豬2型糖尿病多基因協(xié)同模型 制備小型豬動脈粥樣硬化模型,三、研究內(nèi)容,課題2：轉(zhuǎn)基因小型豬腫瘤模型制備 制備過表達(dá)人p53突變體和EB病毒LMP1基因細(xì)胞系，并獲得鼻咽癌疾病模型 制備組織特異性敲除p53基因小型豬 制備同時組織特異性敲除p53基因和組織特異性表達(dá)LMP1基因的轉(zhuǎn)基因小型豬 制備多基因共表達(dá)的轉(zhuǎn)基因乳腺癌模型 制備同時組織特異性敲除p53和ERCA1基因的基因修飾豬,三

6、、研究內(nèi)容,課題3：轉(zhuǎn)基因代謝性疾病和腫瘤模型表性評價 開展2型糖尿病模型相應(yīng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化檢測技術(shù)體系研究 開展動脈粥樣硬化模型血脂指標(biāo)、血管影像學(xué)和病理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)化分析技術(shù)體系研究 開展腫瘤模型腫瘤發(fā)生、轉(zhuǎn)移指標(biāo)和腫瘤發(fā)生早期標(biāo)志分子等的檢測和分析技術(shù)研究 開展轉(zhuǎn)基因和自發(fā)模型表型評價研究 建立小型豬生理生化學(xué)、解剖學(xué)等數(shù)據(jù)庫 建立疾病模型制備用技術(shù)資料庫,三、研究內(nèi)容,課題4：代謝性疾病和腫瘤等模型專門化品系培育 確定影響疾病發(fā)生發(fā)展過程和病理組織學(xué)變化的基因 對我國主要實(shí)驗(yàn)用小型豬進(jìn)行大規(guī)模全基因組掃描和表性評價 培育具有自主知識產(chǎn)權(quán)的五指山小型豬2型糖尿病和動脈粥樣硬化專門化品系2個以上

7、 培育具有2型糖尿病、動脈粥樣硬化、乳腺癌、鼻咽癌等專門化品系3個以上,四、技術(shù)路線,五、技術(shù)難點(diǎn),1.國際上小型豬自發(fā)性模型專門化品系稀少 美國“Low K”和”“High K”品系由于缺乏標(biāo)記基因選擇及大動物近交發(fā)生衰退，分別只維持了5個世代和4個世代 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所、第三軍醫(yī)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)已培育出優(yōu)秀的小型豬近交系和封閉群，并結(jié)合大規(guī)模分子標(biāo)記進(jìn)行系統(tǒng)選育，在小型豬實(shí)驗(yàn)動物化培育及管理方面均積累了豐富經(jīng)驗(yàn),五、技術(shù)難點(diǎn),2.小型豬轉(zhuǎn)基因疾病模型制備技術(shù)難度較大 已建立的技術(shù)： 鋅指核酸酶和轉(zhuǎn)座子技術(shù) 大片段基因轉(zhuǎn)移技術(shù) 組織特異性Cre-loxp系統(tǒng) 多肽2A位點(diǎn)和

8、復(fù)合基因轉(zhuǎn)移技術(shù) Tet-on/Tet-off技術(shù) 國際上轉(zhuǎn)基因小鼠疾病模型制備已相當(dāng)成熟,五、技術(shù)難點(diǎn),3.小型豬重大疾病模型評價平臺缺少成熟的經(jīng)驗(yàn)可借鑒 已獲得大量各種組織器官組織學(xué)切片 在疾病模型及表型評價方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，并建立了相關(guān)領(lǐng)域的疾病檢測和評價平臺 通過收集、整理相關(guān)資料，集成標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化的重大疾病模型評價平臺,六、考核指標(biāo),1.獲得誘導(dǎo)模型重要候選功能基因篩選標(biāo)記10-15個；獲得2型糖尿病和動脈粥樣硬化疾病易感個體；建立自發(fā)性2型糖尿病和動脈粥樣硬化專門化品系2個以上 2.建立小型豬細(xì)胞凋亡和胰島素分泌紊亂2型糖尿病模型5-8個；胰島素抵抗引發(fā)2型糖尿病模型8-10個；

9、豬細(xì)胞功能調(diào)控和胰島素抵抗多基因協(xié)同2型糖尿病模型6-8個,六、考核指標(biāo),3.建立小型豬基因敲除或RNA干擾動脈粥樣硬化模型5-8個 4.建立小型豬乳腺癌模型3-5個；建立小型豬鼻咽癌模型3-5個 5.建立轉(zhuǎn)基因小型豬疾病模型專門化品系3個以上,六、考核指標(biāo),6.建立小型豬代謝性疾病和腫瘤等模型評價指標(biāo)的檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 7.建立疾病模型相關(guān)基因信息及生理生化等數(shù)據(jù)庫；完成30個以上小型豬轉(zhuǎn)基因模型及5個以上轉(zhuǎn)基因和自發(fā)模型專門化品系的表型評價 8.獲得原創(chuàng)性成果2項(xiàng)以上，建立相關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)草案5項(xiàng)以上,六、考核指標(biāo),9.建立小型豬疾病模型研發(fā)與評價平臺2個；申請或獲得專利30項(xiàng)以上 1

10、0.發(fā)表科研論文60篇以上，其中IF5.0的10篇以上 11.建立一支小型豬疾病模型研究和專門化品系培育的技術(shù)隊(duì)伍,七、創(chuàng)新性,1.在國際率先規(guī)?；闹苽湟慌逯干叫⌒拓i多基因調(diào)控模型 2.首次建立穩(wěn)定的2型糖尿病和動脈粥樣硬化自發(fā)性模型及其專門化品系 3.在國際上首次制備三陰性乳腺癌模型 4.在國際上率先建立相關(guān)疾病特征數(shù)據(jù)庫及小型豬疾病模型評價技術(shù)平臺,八、科研條件,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所 中國實(shí)驗(yàn)用小型豬種質(zhì)資源中心 科技部規(guī)劃實(shí)驗(yàn)動物領(lǐng)域八大種質(zhì)資源中心之一 擁有剖腹凈化、仔豬隔離器飼養(yǎng)、遺傳質(zhì)量控制室、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控室、生物學(xué)特性研究和實(shí)驗(yàn)用小型豬信息管理系統(tǒng)等功能設(shè)施 具有

11、年生產(chǎn)SPF豬200頭，清潔豬300頭和普通級實(shí)驗(yàn)用豬1500頭的能力,中心概貌,SPF 豬舍,污水處理池,值班室,仔豬飼養(yǎng)間,空調(diào)機(jī)組,發(fā)電機(jī),SPF區(qū)豬舍,清潔區(qū),八、科研條件,提出的實(shí)驗(yàn)動物國家標(biāo)準(zhǔn),八、科研條件,體重變化,平均值T檢測,個體進(jìn)展程度,八、科研條件,腹脂,內(nèi)臟脂肪,試驗(yàn)組眼肌,對照組眼肌,試驗(yàn)組胰腺脂肪,實(shí)驗(yàn)組背膘,試驗(yàn)組四頭肌,試驗(yàn)組心臟,八、科研條件,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所 目前正在進(jìn)行五指山近交系等小型豬2型糖尿病及動脈粥樣硬化易感個體篩選、轉(zhuǎn)基因制備疾病模型等研究 建立了糖尿病血液生理生化檢測、糖耐量分析、胰島素抗性評價、細(xì)胞因子評價等表型和評價體系 建

12、立了動脈粥樣硬化動物模型，制訂小型豬動脈粥樣硬化的血液學(xué)、血管照影等評價技術(shù) 通過顯微注射制備了轉(zhuǎn)GH12豬、生長激素基因豬誘導(dǎo)載體(Tet-on)豬及條件表達(dá)TRE-GH豬,南方醫(yī)科大學(xué)腫瘤研究所 所長姚開泰教授，博士生導(dǎo)師，中國科學(xué)院院士 重大疾病的轉(zhuǎn)錄組與蛋白質(zhì)組學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 構(gòu)建了可視化的鼻咽癌轉(zhuǎn)移治療動物模型，開展了基于基因芯片、miRNA芯片、甲基化芯片、蛋白細(xì)胞增殖型等研究，均為新型鼻咽癌轉(zhuǎn)基因動物模型的建立及后續(xù)表型分析打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 基礎(chǔ)設(shè)施，相關(guān)研究工作進(jìn)展，成果（待補(bǔ)充）,八、科研條件,八、科研條件,中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院 設(shè)有國內(nèi)領(lǐng)先的中心實(shí)驗(yàn)室、臨床藥理中心、實(shí)驗(yàn)動物和衛(wèi)生部內(nèi)分泌重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 設(shè)有糖尿病、肥胖癥等8個研究中心或課題組 擁有抗體制備及激素檢測平臺和內(nèi)分泌與代謝疾病基因檢測平臺 基礎(chǔ)設(shè)施，相關(guān)研究工作進(jìn)展，成果（待補(bǔ)充）,中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué) 國家重點(diǎn)學(xué)科、心血管藥品臨床試驗(yàn)基地 建立了國家小型豬醫(yī)學(xué)生物學(xué)應(yīng)用技術(shù)平臺 建立了醫(yī)用小型