小鼠不能阿尔茨海默氏病的许多方面进行建模。猴子能更充分地捕捉到病?在一个预印本发布到bioRXiv 8月24日由贵臣Saido,RIKEN脑科学研究中心,和光,和Erika佐佐木,中央研究所实验动物,川崎,无论是在日本,领导的研究报告AD的第一非人灵长类动物遗传模型。在狨猴的早老1基因,有更多的相似之处人在他们的大脑结构和生理机能比啮齿动物做一个小南美猴利用基因编辑删除外显子9的作者。此删除发生在一些人患有家族性AD。

与编辑PS1基因的一个拷贝三只狨猴诞生了。从幼年动物的成纤维细胞使更多的Aβ42比野生型控件,请细胞,尽管它仍有待观察,如果狨猴会发展斑块和缠结,因为他们的年龄。

其他研究人员对此很有热情。波士顿布里格姆妇女医院的Cynthia Lemere在给Alzforum的信中写道:“这是在建立更准确反映人类疾病的动物模型方面的一个重大进步。”亚特兰大埃默里大学的Lary Walker对此表示赞同。“这些PSEN1——ΔE9狨猴是一个令人兴奋的新模型。如果他们被证明能开发出真正的类广告表型,他们将是为根除这种疾病而战斗的研究人员的一个重要补充。”

更好的广告模式?普通绒猴的寿命为10到15年;它的睡眠模式和一些社会行为与人相似。[©Raimond Spekking / CC BY-SA 4.0(通过维基共享)]

淀粉样变的小鼠模型不会发展成神经原纤维缠结或神经变性,也不能反映大多数折磨AD患者的认知和行为变化。相比之下,普通的绒猴普通狨猴,有着与我们相似的复杂的社会行为和睡眠模式。与啮齿类动物相比,它们的新陈代谢和免疫系统与人类更相似。此外,狨猴在豢养环境下可以活10到15年,而且随着年龄的增长,通常会出现过度磷酸化的tau蛋白和淀粉样蛋白斑块。它们的A蛋白序列与人类蛋白质相同。最后,饲养和维持研究群体是可行的,因为这些灵长类动物体型较小,而且后代很多。它们通常不到一磅重。

老龄化问题。普通狨猴可以在大脑因为它的年龄发展tau蛋白和淀粉样蛋白斑。[维基媒体Georges Neron提供]

编辑的狨猴基因组,共同第一作者肯尼亚佐藤弘树和使用筱栗转录激活样效应核酸酶(TALEN),而不是CRISPR,因为前一种方法的工作更高效,更均匀地狨猴,产生更少的基因嵌合体(Hockemeyer等人,2011;Sato等,2016)。由于纯合子的早生蛋白突变对胚胎是致命的,就像它们在小鼠身上发生的那样,所以作者在受精前锁定了单倍体绒猴的卵子。9外显子3'端剪接受体位点的缺失产生了缺失该外显子的早衰素。然后,研究人员将578个基因改变的卵子与野生型狨猴精子受精,并将154个存活的受精卵植入77个代孕母亲体内。6个婴儿存活到出生;其中3个携带有早衰蛋白1突变。

这三只年轻的狨猴,两雄一雌,都是杂合突变,但没有明显的脱靶基因改变。作者分析了从耳叶组织中提取的成纤维细胞,发现这些细胞比野生型成纤维细胞泵出更多的A型细胞42,是它们A型细胞42/40比率的两倍多。这与从PS1突变携带者(Lemere等人,1996;Scheuner等人,1996年;库马尔 - 辛格等人,2006年)。

作者指出,如果淀粉样变的进展与突变的人相似,绒猴可能会在2到3年后发展成淀粉样斑块,而不是野生型的7年。

他们推测,绒猴可能比小鼠模型更有可能产生神经原纤维缠结,因为它们寿命较长,有更多时间形成这些沉积物。然而,Lemere注意到,野生型的马鞭草,一种旧大陆的猴子,即使在20到30年的寿命中,也会产生大量的斑块,但很少有缠结。“有可能是其他因素导致了这些变化,比如免疫系统对毒素、感染等的反应。”这个新的绒猴模型将有助于回答这些机械性的问题,也允许药物筛选,”她写道。

笔者打算让这个狨模型广泛提供给研究community.-Madolyn鲍曼罗杰斯

评论

  1. 这是一个巨大的成就。我意识到这是早期但佐藤等人报道的数据在bioRxiv 8月24日,表明日本脑科学中心与中央实验动物研究所合作,产生了家族的第一个非人类灵长类动物(额定马力)模型广告使用转录Activator-Like效应核酸酶(取得)基因的3 '拼接网站编辑删除presenilin 1基因的外显子9 (PSEN1)新的世界狨猴。截至2019年4月,研究人员已经培育出3只单等位的PSEN1- de9狨猴和3只野生型的PSEN1兄弟狨猴。外显子9的双等位基因缺失导致胚胎死亡,类似于在小鼠中看到的情况。脱靶效应和镶嵌现象在PSEN1-DE9绒猴中不存在。突变绒猴的PSEN1 N端和c端片段减少了大约一半,它们仍然携带一个野生型PSEN1等位基因。来自于耳膜源成纤维细胞的条件培养基显示了两倍的增加a的442 /40的比率。

    PSEN1 9外显子的单等位基因缺失是否会作为种系突变传播仍有待确定,因为这些动物尚未性成熟。然而,基于另一种talen诱导的绒猴模型,这一PSEN1-DE9基因型似乎将通过连续育种得以延续。这是在建立更准确反映人类疾病的动物模型方面取得的重大进展,因为它与人类基因有很强的相似性、相似的睡眠模式、视觉和听觉学习和记忆能力以及较长的寿命(10-15年)。研究人员预测,PSEN1-DE9绒猴在2-3岁的时候就会加速沉积,而不是在野生型动物身上加速沉积大约7年。

    尽管随着年龄的增长,绒猴的大脑中会出现过度磷酸化的tau蛋白,但它们和其他nhp一样,并不倾向于形成神经纤维缠结(NFTs)。加速沉积是否会导致NFTs仍有待确定。我们的工作(Lemere等,2004)和拉蒂默等人(拉蒂默等人,2019年)表明,活20-30年的旧大陆加勒比紫尾鸲会出现大量的脑A空斑和较少的磷酸化tau夹杂物,但很少出现脑梗死,即使在出现大量空斑和较长的寿命时也是如此。有可能是其他因素,如对毒素、感染等的免疫反应导致了这些变化。这个新的绒猴模型将有助于回答这些机械性问题,并允许药物筛选。Drs的荣誉。佐藤、斋藤和佐佐木为阿尔茨海默病的研究迈出了重要的一步!

    引用:

    阿兹海默病阿贝塔疫苗降低中枢神经系统阿贝塔水平的非人灵长类动物,加勒比长尾草是中草药。2004年7月,165(1):283 - 97。考研

    早期阿尔茨海默病病理改变的非人灵长类模型:疾病发病机制的含义预防老年痴呆症。2019扬; 15(1):93-105。电子版2018年11月19考研

  2. 一些科学家在老年痴呆症的领域会不同意,我们需要,因为它发生在人类身上,更多的忠实体现疾病的动物模型。基因修饰小鼠是一个福音的细胞和分子机制的研究,但他们一直是治疗的效果差预测。一些动物的自然发展老年Aβ斑块,有的发展神经原纤维缠结,但全面爆发,类似人类阿尔茨海默氏症,包括老年痴呆症和广泛的斑块和缠结在大脑中,尚未在任何非人生物体中。

    因此,这份报告由佐藤和遗传性阿尔茨海默氏症的转基因非人灵长类动物模型的初步发展的同事是相当大的兴趣。这种动物是普通狨猴(普通狨猴),原产于南美洲的一种新大陆猴。尽管他们远离人类进化比通常研究旧世界灵长类动物(如恒河猴),他们有许多优势的潜在模型广告:1)他们自然地表达人类序列β,他们开发一个β斑块,大脑一个β淀粉样血管病,和一定程度的过度磷酸化tauopathy(但不是真正的神经原纤维缠结)随着年龄的增长;2)体型较小(大约相当于老鼠的体重),但大脑较大:体重比和相对复杂的行为机制;3)与大多数灵长类动物相比,狨猴繁殖能力强,最长寿命相对较短(约16年)。

    使用类转录活化因子核酸酶(TALEN),Sato等人。删除的基因为早老素1外显子9(PSEN1-ΔE9;一个与早发型AD的遗传形式和Aβ42的选择性增加相关的突变)。值得注意的是,动物,否则正常基因。因此,改变的PSEN1作用通过影响是天生由狨猴(而不是转基因的人APP,这是需要在啮齿动物模型中,以产生人序列Aβ)产生的APP /Aβ。在这个意义上说,猴子的基因构成相当密切类似于人类轴承PSEN1-ΔE9突变。

    对年轻绒猴的生物标记物进行早期鉴定是有希望的。改变的PSEN1的表达被很好地证明,并且没有检测到基因操作的脱靶效应。在人类PSEN1 -ΔE9突变,Aβ42:40比率狨猴成纤维细胞(评估)升高。研究人员计划对动物年龄进行全面的表型分析,包括行为、成像和生物标记。重要的是,他们让欢迎建议为其他研究人员提供PSEN1——ΔE9狨猴一旦变得可行。

    最终,PSEN1的价值——ΔE9狨猴模型将取决于行为的程度和病理变化模拟的阿尔茨海默氏症。如果ad样的斑块和缠结确实发生在大脑中,发病的时间进程仍然必须被考虑到作为模型的绒猴的实用性。一个有利的情况可能是在2-3岁时出现斑块(作者认为),然后在4或5岁时出现缠结和认知能力下降。即使有了这个雄心勃勃的时间表,对足够多的绒猴进行相对长期的研究的费用也可能超过许多实验室的资源。此外,繁殖和照料绒猴需要专门的基础设施和专业知识,而很少有研究机构能提供这些。

    这就是说,更好的动物模型无疑是需要的,以加速对基本机制的研究,并可靠地测试新的治疗和诊断策略的有效性。在治疗药物的后期临床前测试中,绒猴可能具有评估在非啮齿类动物中疗效和安全性的双重目的。这些PSEN1——ΔE9狨猴是一个令人兴奋的新模型。如果它们被证明能发展出真正的类广告表型,它们将是为根除这种疾病而战斗的研究人员的一个重要补充。

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参考文献

论文被引用次数

  1. 使用TALE核酸酶的人多能细胞的基因工程生物科技Nat》。2011年8月; 29(8):731-4。考研
  2. 采用高效的基因组编辑重症联合免疫的非人灵长类动物模型的生成方法细胞干细胞。2016 07月07日; 19(1):127-38。电子出版2016 06月30日考研
  3. 早老1个阿尔茨海默突变E280A产生增加的Aβ42的沉积和严重小脑的病理Nat地中海。1996年10月;2(10):1146 - 50。考研
  4. 与阿尔茨海默病老年斑类似的淀粉样蛋白分泌在体内增加,原因是与家族性阿尔茨海默病相关的早衰素1和2以及APP突变Nat地中海。1996年8月,2(8):864 - 70。考研
  5. 早衰蛋白突变引起的家族性阿尔茨海默病的平均发病年龄与Abeta42的增加和Abeta40的减少均相关坎Mutat。2006年7月; 27(7):686-95。考研

外部引用

  1. 预印本发布到bioRXiv 8月24日

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