我所成功获得友好基因座定点整合多基因糖尿病模型猪

作者：Admin 来源：猪基因工程与种质创新团队发布时间：2016-09-28

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猪基因工程与种质创新团队在2015首次报道猪友好基因座H11基础上，成功获得两种在猪H11位点分别整合三个基因的2型糖尿病模型猪：转GIPRdn-hIAPP-11β-HSD1巴马猪和转GIPRdn-hIAPP-PNPLA3 I148M巴马猪。该项研究首次在国际上创制胰岛β细胞和肝脏特异性表达多基因小型猪2型糖尿病模型，并率先在国际上利用基因组编辑技术创制定点敲入大片段基因工程猪。

据杨述林研究员介绍，小型猪在解剖组织学、生理学、饮食结构和糖脂代谢机制方面与人类高度相似。国际上已将小型猪广泛应用到人类肥胖、代谢综合征和2型糖尿病等代谢性疾病研究工作中。通过药物和饮食结合构建小型猪疾病模型是当前的主要途径，但这类模型存在成本高、个体变异大、疾病发生机制与人类不完全一致等特点。将人类疾病易感基因引入小型猪，建立人源化疾病模型将促进疾病发生机制、药物靶标筛选和新药安全评价等方面研究。2型糖尿病是涉及全身多组织糖脂代谢紊乱的疾病，单个基因修饰难以获得营养过剩导致的2型糖尿病，国际上已构建转GIPRdn单基因的模型仅为2型糖尿病前期猪模型，难以用于2型糖尿病并发症相关研究。

据悉，本研究获得的两种转基因猪，标志着我国在组织特异性表达多基因疾病模型构建和基因编辑技术定点敲入大片段研究两方面取得重大突破。（1）首次在国际上创制胰岛β细胞和肝脏特异性表达多基因小型猪2型糖尿病模型。本研究获得的两种转基因猪涉及四个基因，包括：胰岛β细胞特异性表达2型糖尿病易感基因葡萄糖依赖性胰岛素刺激多肽受体的突变体（GIPRdn）和2型糖尿病患者中90个体引起胰岛淀粉样多态沉积和内质网应激导致β细胞凋亡的基因（hIAPP），以及肝脏特异性表达促进脂沉积的代谢综合征重要靶标基因11β-羟化类固醇脱氢酶1（11β-HSD1）或增强肝脏脂沉积和胰岛素抵抗的人脂肪滋养蛋白3基因I148M多态（PNPLA3I148M）。（2）率先在国际上利用基因组编辑技术创制定点敲入大片段基因工程猪。在动物转基因技术方面，目前猪中尚无定点整合功能基因研究的报道，小鼠中今年有将8～11kb的片段插入到Rosa26位点的报道。本研究是首次将长达12kb的大片段成功敲入猪友好基因座H11位点。

据本团队具体负责猪体细胞克隆和基因组编辑工作的刘志国博士介绍，他们于2016年3月开始胚胎移植，8月中旬成功获得友好基因座定点整合多基因糖尿病巴马猪模型。本方法克服了动物转基因中长期存在的随机整合、插入片段碎片化、遗传不稳定和基因沉默等问题，并具有自主知识产权，标志着我所在基因组编辑猪技术研究领域处于国际前沿。