[发明专利]一种双突变斑马鱼在制备骨硬化症动物模型中的应用

说明书

本发明公开了一种双突变斑马鱼在制备骨硬化症动物模型中的应用。该双突变体斑马鱼为pu.1^G242D；fms^j4e1突变体斑马鱼，为斑马鱼pu.1基因DAB结构域中第242位氨基酸甘氨酸被天冬氨酸取代，以及fms基因激酶结构域第614位氨基酸缬氨酸被甲硫氨酸取代的突变体斑马鱼。本发明中的双突变体斑马鱼具有与人类似的骨硬化症的症状，因此可将其作为骨硬化药物评价和大规模候选药物筛选的动物模型，另外，本发明中的双突变体斑马鱼的鳞片可以作为快速阅读和处理方式用于骨硬化症药物筛选，具有高通量、周期短、费用低和操作方便的特点，为骨硬化症药物筛选提供了一种有效途径。

技术领域

本发明属于生物技术领域，特别涉及一种双突变斑马鱼在制备骨硬化症动物模型中的应用。

背景技术

骨发育和骨重塑程序是通过精确平衡成骨细胞(osteoblast，Ob)的骨形成功能(形成新的骨)和破骨细胞(osteoclast，Oc)的骨吸收功能(吸收消化旧的骨)而完成的。而骨吸收和骨形成主要依赖于Oc和Ob的活性。Ob与Oc的形成和成熟又极大程度上依赖于转录因子和细胞因子。因此，这些因子的异常会打破骨形成和骨吸收之间的平衡，从而导致骨质疏松(骨吸收骨形成)和骨硬化疾病的发生(骨形成骨吸收)。

骨硬化症(又称石骨症)是一种骨疾病，以破骨细胞的骨吸收功能障碍导致骨密度增加为特征。它的发病率约为1/100,000-1/500,000。患者通常会出现矮小、畸形、病理性骨折等症状，部分患者还伴有严重的血液系统和神经系统异常。这种疾病目前尚无特效药物治疗，主要的治疗方式为造血干细胞移植。骨硬化症主要由有三种不同的破骨细胞障碍导致：1)单核破骨细胞形成障碍；2)融合障碍导致不能形成多核破骨细胞；3)破骨细胞功能障碍。前两个障碍表现为成熟破骨细胞数量下降，而最后一种障碍则表现为破骨细胞骨吸收功能异常。更深入的理解破骨细胞形成调控机制是揭示骨硬化症发病机理的关键。而破骨细胞是起源于血液髓系细胞，之后再迁移到骨表面经过进一步分化成为破骨细胞。通过对这个过程中的关键基因突变将为我们提供解析骨形成机制的机会。

Pu.1又叫SPI.1，是Ets转录因子家族中的一员，它对于早期巨噬细胞发育必不可少。过去的二十年，不同的科研组建立了数个Pu.1缺陷小鼠，大部分没有出现骨骼缺陷表型。其中有一个Pu.1完全缺失小鼠，在抗生素的处理下可以活到2周，并出现了巨噬细胞和破骨细胞数量减少性骨硬化症。最近，另一个Pu.1条件性缺失小鼠被报道，它是在巨噬细胞/破骨细胞中特异性敲除Pu.1，并导致破骨细胞功能异常性骨硬化症。这些报道显示了Pu.1在破骨细胞形成和成熟中的重要作用。巨噬细胞分化过程同时也受集落刺激因子-1(colony stimulating factor-1，CSF-1)和其受体CSF-1R(又叫FMS)的严密调控。CSF-1R缺陷小鼠会出现巨噬细胞和破骨细胞数量的减少。更为重要的是，最近几个临床家系研究发现CSF-1R双等位基因突变会导致严重的脑畸形和骨硬化症。虽然PU.1和FMS已经被报道在小鼠破骨细胞减少型骨硬化症中有作用，但是具体影响破骨细胞发育的机制和相互作用关系仍然未知。并且由于小鼠模型的成本和饲养规模以及操作限制，目前仍缺乏可以用于骨硬化药物评价和大规模候选化合物筛选的骨硬化症动物模型。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种双突变斑马鱼在制备骨硬化症动物模型中的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种双突变斑马鱼在制备骨硬化症动物模型中的应用，其中，所述的双突变体斑马鱼为pu.1^G242D；fms^j4e1突变体斑马鱼。

所述的pu.1^G242D；fms^j4e1突变体斑马鱼为斑马鱼pu.1基因DAB结构域中第242位氨基酸甘氨酸(G)被天冬氨酸(D)取代，以及fms基因激酶结构域第614位氨基酸缬氨酸(V)被甲硫氨酸(M)取代的突变体斑马鱼。