[发明专利]糖尿病疾病模型犬的建立方法

说明书

本发明涉及通过基因编辑技术制备糖尿病模型犬的方法，以及获得的糖尿病模型犬，糖尿病模型犬的细胞和组织。所述方法包括如下步骤：(1)利用基因编辑技术获得GCK基因点突变糖尿病疾病模型犬受精卵；以及(2)将GCK基因点突变糖尿病疾病模型犬受精卵移植到双侧输卵管均进行了冲胚的母犬的一侧输卵管内从而制备GCK基因点突变糖尿病疾病模型犬。

技术领域

本发明涉及通过基因编辑技术建立糖尿病疾病模型犬的方法，获得的糖 尿病疾病模型犬，以及糖尿病疾病模型犬的细胞和组织。

背景技术

犬是目前基础医学研究和教学中最常用的实验动物之一，尤其在生理、 药理和病理生理学等实验研究中起着重要作用。通过对犬进行全基因组测序 分析，共计确定约1.93万个基因，其中约1.8万个基因与人类已知基因相同， 其基因组与人类的相似度高于小鼠等其他实验动物。犬在遗传性疾病方面与 人类也极为相似，癌症、心脏病、聋哑、失明和免疫性神经系统疾病等360 多种遗传疾病与人类相同，适于作为人类疾病研究的模式动物。而且，犬的 遗传性疾病较少，实验重复性好，血液循环和神经系统发达，消化系统及内 脏与人相似，在毒理方面的反应与人类比较接近，尤其适合药理、循环生理、 眼科、毒理、外科学等研究。另外犬性格温顺容易调教，经短期训练能很好 地配合实验，被国际医学、生物学界公认为较理想的实验用犬。

目前常用的制备犬疾病模型的方法主要包括：饲喂法、机械损伤法及免 疫学方法等。但是，因为饲喂法、机械损伤法和免疫学法均是在健康动物基 础上，采用特殊的方法诱导其出现疾病表型，因此存在无法出现疾病表型、 表型持续时间较短或无法模拟人类疾病症状等问题。而采用基因工程的方法 对犬基因组进行基因敲除或转基因修饰，其疾病症状为原发症状，表型持续 时间长，并且具有可遗传性。

糖尿病是继心血管疾病及肿瘤后的第三大疾病。目前，全世界糖尿病患 者已超过4亿，中国糖尿病患者已超过1亿。在中国，随着生活水平的提高， 不健康饮食和缺乏运动使得糖尿病患病率在过去的二十多年中呈爆炸式增 长，其中II型糖尿病占到90％，且呈现出青少年化的发病趋势，严重影响人 民的身心健康与生活质量。II型糖尿病又称非胰岛素依赖型糖尿病，患者自 身能产生胰岛素，但细胞无法对其做出应答，造成胰岛素相对缺乏，其诱发 因素繁多而且复杂。

其中，青少年发病的成年型糖尿病(maturity-onset diabetes of the young，MODY)是一种最普遍的单基因遗传性糖尿病，由与β细胞功能相关的基因 突变引起，以常染色体显性遗传，25岁前发病和多代同堂的家族糖尿病史为 特征。目前，发现至少有13种MODY亚型，MODY1～13，其相关的致病 基因及临床分子特征如表1所示，13种亚型中MODY1、MODY2、MODY3 和MODY5最常见。其中MODY2(maturity-onset diabetes of the young type2) 是由GCK基因失活突变引起的，由GCK基因编码的葡萄糖激酶 (Glucokinase，GCK)催化葡萄糖转化为6-磷酸葡萄糖，是葡萄糖代谢过程 中的第一个限速酶，也是葡萄糖浓度感受器，在调节血液葡萄糖浓度中起着 关键作用。MODY具有显性遗传、发病年龄早等特点。单个GCK基因失活 突变可致中度高血糖症，双基因失活突变会出现严重的高血糖症且出生后就表现出明显的症状。GCK基因突变率在人群中约为0.1％，在青少年糖尿病 中所占比例较大，且大多数为单基因突变，占到MODY患者的10-60％。截 至目前，已在1441个家庭中发现620种突变，大多数家庭来自英国、法国 和西班牙；同样，在日本MODY2也是最普遍的一个亚型，在中国的发病率 相对小些。