科学家开发出新的方法来对实验室小鼠和人体细胞进行遗传修饰
洛杉矶(禁酒至2019年9月19日美国东部时间上午11点) - 由Cedars-Sinai领导的一个团队设计了一种快速方法来遗传改变实验室小鼠,然后使用这种方法生成个性化的小儿神经胶质瘤动物模型儿童恶性脑癌的类型。
该新方法克服了当前技术中的若干缺点。目标是使实验室更容易在修改用于研究的小鼠时获得精确,可靠的结果,特别是那些涉及由多种遗传变异驱动的癌症的小鼠。该方法还可用于修饰源自患者的细胞以研究培养皿中的疾病。
在9月19日发表在Cell杂志上的一篇文章中,科学家描述了他们的技术,称为镶嵌分析,采用双重组酶介导的盒式交换或MADR。
“我们将我们的方法想象成一个不断发展的平台,”Cedars-Sinai理事会再生医学研究所生物医学科学助理教授Joshua Breunig博士说。“我们希望不断采用新方法来制造一种用于肿瘤建模的瑞士军刀,适用于多种类型的组织。”Breunig是Cell研究的相应和资深作者。
MADR方法涉及将单拷贝遗传物质插入小鼠胚胎或新生小鼠细胞中染色体上的特定点。每次遗传改变或突变都可能导致蛋白质停止运作或获得新的异常功能。使用MADR,科学家能够将两种类型的突变引入同一只小鼠。
这些突变再现了提供遗传物质的患者的小儿胶质瘤肿瘤中发现的复杂基因表达模式和病理学。此外,MADR能够准确地模拟另一种侵略性类型的小儿脑肿瘤 - 室管膜瘤 - 使用产生致癌融合蛋白的多基因融合。重要的是,该方法精确地针对正确的组织,使其他组织保持不变,Breunig说。
目前,科学家通过多种方式修改小鼠进行研究,其中包括移植细胞,使用灭活的病毒将遗传物质运送到细胞或繁殖转基因动物。Breunig说,这些技术可以呈现不完整的肿瘤图像,带来生物危害风险,成本高昂且耗时,或在其他组织中引起意外的癌症。MADR旨在克服其中一些问题。
Cedars-Sinai神经外科副教授Moise Danielpour解释说,更好的小鼠模型对于了解小儿神经胶质瘤等疾病至关重要,其中单个肿瘤可能包含许多不同的克隆,每个克隆都有自己的基因突变和改变的组合。生化途径。这种复杂性有助于肿瘤进化以抵抗治疗。Danielpour是一位重要的合作者和共同作者,为该项目提供了临床见解。
“我希望我们的新方法,通过模拟肿瘤异质性的范围,将帮助我们开发新的,更有针对性的治疗小儿神经胶质瘤 - 儿童和年轻人癌症死亡的主要原因之一,”他说。
Breunig补充说,该研究表明,MADR不仅成功地改变了小鼠细胞,而且成功改变了经过修饰以包含适当接受位点的人类细胞。“这一发现显示了科学家们将MADR纳入'盘中疾病'研究涉及各种疾病的潜力,”他说。
Clive Svendsen,博士,理事会再生医学研究所主任和医学与生物医学科学教授指出,用涉及脑肿瘤的人类基因修改小鼠大脑在模拟癌症中发挥着越来越重要的作用。
Breunig和Danielpour都隶属于Cedars-Sinai Cancer。“这项研究显示了Cedars-Sinai如何通过促进顶级研究人员和临床医生之间的创造性合作来塑造癌症医学的未来,”Cedars-Sinai癌症和第一阶段基金会杰出主席主任Dan Theodorescu博士说。“我们的目标是将发现转化为救生治疗。”