綜上,BCR/ABL1轉(zhuǎn)基因斑馬魚成為首個人類CML疾病的斑馬魚模型。利用該模型將有望揭示CML疾病更為精準(zhǔn)的發(fā)病機(jī)制及急變關(guān)鍵因子,闡明相關(guān)的信號通路,發(fā)現(xiàn)臨床早期診斷、預(yù)后、治療效果評價的分子標(biāo)記物或靶向基因,以此可進(jìn)行針對CML的斑馬魚活體高通量小分子篩選,Tg(hsp70:p210BCR/ABL)轉(zhuǎn)基因斑馬魚有望為治療CML的新藥篩選提供一個有價值的平臺。
圖1.pToL hsp70: p210BCR/ABL1質(zhì)粒結(jié)構(gòu)與Tg(hsp70:p210BCR/ABL1)品系證實
Tg(hsp70:p210BCR/ABL1)轉(zhuǎn)基因斑馬魚是利用已構(gòu)建好的含hsp70啟動子以及BCR/ABL1的質(zhì)粒和Tol2轉(zhuǎn)座系統(tǒng),通過顯微注射技術(shù)于斑馬魚單細(xì)胞時期將完整的編碼序列整合到宿主基因組中,從而產(chǎn)生該轉(zhuǎn)基因斑馬魚品系。 轉(zhuǎn)基因斑馬魚的Tg(hsp70:p210BCR/ABL1)通過PCR得到證實。
圖2.Tg(hsp70:p210BCR/ABL1)轉(zhuǎn)基因斑馬魚BCR/ABL融合基因表達(dá)情況
在Tg(hsp70:p210BCR/ABL1)轉(zhuǎn)基因斑馬魚系中,通過熱激誘導(dǎo)BCR/ABL融合基因表達(dá),BCR/ABL融合基因在mRNA和蛋白質(zhì)各水平表達(dá)于該轉(zhuǎn)基因斑馬魚品系幼年時期顯著上調(diào)。說明該轉(zhuǎn)基因品系斑馬魚通過熱激處理可以使BCR/ABL融合基因穩(wěn)定地強(qiáng)表達(dá)。
圖3.Tg(hsp70:p210BCR/ABL1)轉(zhuǎn)基因斑馬魚幼年時期髓系細(xì)胞發(fā)育
在Tg(hsp70:p210BCR/ABL1)轉(zhuǎn)基因斑馬魚系(斑馬魚CML模型)中,通過髓系細(xì)胞、紅系細(xì)胞、淋巴系細(xì)胞特異標(biāo)記基因l-plastin(lcp)、lyz、mfap4、整胚原位雜交實驗,以及SB細(xì)胞化學(xué)染色實驗結(jié)果得知,p210BCR/ABL在斑馬魚體內(nèi)表達(dá)可誘導(dǎo)l-plastin+整體髓系細(xì)胞數(shù)目增多,lyz+中性粒粒細(xì)胞數(shù)目增多、mfap4+巨噬細(xì)胞增多,但增多的巨噬細(xì)胞功能存在缺陷。p210BCR/ABL對Tg(hsp70:p210BCR/ABL1)轉(zhuǎn)基因斑馬魚胚胎造血的主要影響表現(xiàn)為髓系細(xì)胞增多。這與臨床上CML血液表型主要表現(xiàn)為粒系增生趨勢一致。
圖4.Tg(hsp70:p210BCR/ABL1)轉(zhuǎn)基因斑馬魚成年時期的血液表型
通過瑞氏-吉姆薩細(xì)胞染色實驗檢測,斑馬魚CML模型成年時期血液表型主要表現(xiàn)為前體細(xì)胞、發(fā)育偏成熟的中性粒細(xì)胞(中幼粒、晚幼粒及成熟粒細(xì)胞)、單核/巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和血小板這幾類細(xì)胞中的一類或多類細(xì)胞增多,與MPN血液表型類似。
圖5. TKIs可緩解Tg(hsp70:p210BCR/ABL1)轉(zhuǎn)基因斑馬魚胚胎期的異常造血
通過lcp整胚原位雜交實驗可發(fā)現(xiàn),在imatinib、dasatinib和bosutinib對熱激誘導(dǎo)表達(dá)BCR/ABL的Tg(hsp70:p210BCR/AB1L)轉(zhuǎn)基因斑馬魚胚胎中l(wèi)cp+細(xì)胞數(shù)目相對安慰劑組明顯減少。我們知道TKIs藥物靶點為p210BCR/ABL激酶口袋結(jié)構(gòu)域,可緩解酪氨激酶活性異常升高引起的各種異常的生物學(xué)活動。我們可以看到Tg(hsp70:p210BCR/ABL1)轉(zhuǎn)基因斑馬魚胚胎中l(wèi)cp+細(xì)胞數(shù)目相對安慰劑組明顯減少,說明其對imatinib、dasatinib和bosutinib具有分子響應(yīng),在一定程度上說明了Tg(hsp70:p210BCR/ABL)轉(zhuǎn)基因斑馬魚胚胎造血異常的分子機(jī)制很有可能是由于p210BCR/ABL在Tg(hsp70:p210BCR/ABL)轉(zhuǎn)基因斑馬魚胚胎體內(nèi)表達(dá)引起酪氨酸激酶異常增高,而異常調(diào)控造血干細(xì)胞發(fā)育所致。
方法簡介
在本研究中我們使用了野生型AB品系斑馬魚,把BCR/ABL1融合基因克隆到具有hsp70啟動子序列的pTol2載體,通過顯微注射建立穩(wěn)定遺傳的Tg(hsp70:p210BCR/ABL1)轉(zhuǎn)基因斑馬魚系。利用該轉(zhuǎn)基因品系斑馬魚,關(guān)于該轉(zhuǎn)基因品系斑馬魚CML表型鑒定,通過熱激處理后,觀察斑馬魚幼年與成年時期造血系統(tǒng)中各血細(xì)胞各譜系細(xì)胞數(shù)量以及細(xì)胞形態(tài)變化。我們發(fā)現(xiàn)相對于對照組,Tg(hsp70:p210BCR/ABL1)轉(zhuǎn)基因斑馬魚系表現(xiàn)為髓系細(xì)胞增多,與臨床上CML血液表型主要表現(xiàn)為粒系增生趨勢一致,同時單核/巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和血小板這幾類細(xì)胞中的一類或多類細(xì)胞增多,與MPN血液表型類似。關(guān)于緩解該轉(zhuǎn)基因斑馬魚品系表型的藥物篩選處理,按照熱激處理-給藥處理的順序處理斑馬魚胚胎,觀察幼年時期斑馬魚造血系統(tǒng)各血細(xì)胞譜系細(xì)胞數(shù)量變化。我們發(fā)現(xiàn),相對于對照組,TKIs可緩解Tg(hsp70:p210BCR/ABL1)轉(zhuǎn)基因斑馬魚胚胎期的異常造血。
中文名稱:慢性粒細(xì)胞白血病轉(zhuǎn)基因斑馬魚模型
英文名稱:CML zebrafish
類型:血液系統(tǒng)疾病動物模型
分級:NA
用途:用于慢性粒細(xì)胞白血病研究。
研制單位:華南理工大學(xué)
保存單位:華南理工大學(xué)
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