[发明专利]一种基于表观遗传修饰的低质量关节软骨动物模型的构建方法及其应用

说明书

本发明提供一种基于表观遗传修饰的低质量关节软骨动物模型的构建方法及其应用，通过正常受孕的大鼠，在孕9‑20天，每日给予0.1～2.0mg/kg地塞米松皮下处理，孕鼠自由饮食，自然生产，获得F1子代，进一步获得F2、F3、……、Fn子代；根据检测所述F1、F2、F3及Fn子代膝关节软骨质量相关指标判定得到基于表观遗传修饰的低质量关节软骨动物模型。本发明提供的构建方法简单、成功率高、有效可靠，可重复性强、减少了人为操作因素带来的影响，可用于探究表观遗传学机制、关节软骨致损因素及骨关节炎防治药物筛选中，具有重要的临床意义。

技术领域

本发明属于动物模型构建技术领域，具体涉及一种基于表观遗传修饰的低质量关节软骨动物模型的构建方法及其应用。

背景技术

骨关节炎(osteoarthritis)是常见的老年退行性疾病之一，是一类以软骨退行性病变为主要病理特征的慢性关节疾病，主要表现为软骨破坏、骨赘形成、软骨下硬化、骨髓损伤及形态学水平和生化水平上的滑膜病变。近年来，随着社会老龄化及不良生活习惯的影响，骨关节炎的发生率逐年上升，已经成为影响人们生活质量的主要运动系统疾病之一，给患者及其家属和社会带来沉重的负担。然而，骨关节炎的病因仍然不明确，临床上使用的药物大多数仅仅是为了缓解疼痛，而不能治愈。因此，骨关节炎的发病机制及其治疗药物成为了科学研究的热点。

骨关节炎模型是骨关节炎发病机制研究和骨关节炎新药研发的重要载体，同时也为骨关节炎的诊断治疗提供珍贵的研究资料。传统的骨关节炎模型如前交叉韧带切断、木瓜蛋白酶注射等虽能部分重现骨关节炎某些发病过程，但具有操作繁琐，对动物损伤大，小动物难以操作等问题，且无法很好地体现骨关节炎的退变机制。另外，对每一只实验动物均需要人工处理，无法控制人为干扰因素，对实验结果影响大。近年来越来越多的研究提示，骨关节炎与低出生体重相关，具有宫内发育起源，孕期多种不良环境可导致子代骨关节炎易感的发生，但其具体机制仍未完全阐明。然而，传统动物模型由于其局限性无法用于胎源性骨关节炎的机制研究，因此人们亟需一种具有宫内起源的、稳定可靠、便捷可持续的遗传性动物模型，用于胎源性骨关节炎的机制及防治药物研究。

地塞米松(dexamethasone,DEX)是人工合成的糖皮质激素(glucocorticoid,GC)中生物作用最强的激素之一，极小量即能达到与天然皮质醇相似的作用。地塞米松容易通过胎盘屏障，临床上被广泛用于早产风险的孕妇，以降低新生儿死亡率及发病率。然而，孕期地塞米松处理可导致胎儿宫内发育迟缓(intrauterine growth retardation,IUGR)及器官发育障碍。IUGR可导致胎儿出生后多种成年疾病的易感性增加，成年高血压、2型糖尿病、精神系统疾病及代谢综合征等都与胎儿时期GC过暴露导致的相关组织或基因编程改变有关。近年来研究发现，孕期不良环境可导致胎源性成人疾病，其发生机制为宫内编程改变。我们前期的研究亦证实，孕期外源物暴露可致IUGR子代成年后多种慢性疾病易感，其机制是宫内高GC所致宫内器官发育不良及宫内低功能编程。我们前期研究证实，孕期地塞米松暴露(prenatal dexamethasone exposure,PDE)下胎血DEX浓度升高，并呈现剂量和时间依赖性影响胎关节软骨的发育。此外，孕期不良环境所致的成年疾病具有遗传效应，可通过体细胞或生殖细胞的表遗传改变，维持初始暴露的组织器官宫内编程变化，通过逃逸发育过程中的两次基因重编程，将不良的发育结局遗传致F2及F3子代。亲代(F0代)孕期不良环境暴露，F1子代宫内时期直接暴露于不良宫内环境，导致F1子代胚胎直接暴露于不良环境因素，由于F1子代繁殖产生的F2子代生殖细胞也暴露于不良环境因素，而F3子代并未直接暴露，但环境因素可能导致生殖细胞系发生表观基因组变化，导致相关疾病表型能传递至F3子代甚至多代，称之为多代遗传。当疾病表型遗传至F3代及其后多代，即可视为稳定遗传。