Un regime Fenotipizzazione per topi geneticamente modificati utilizzati per studiare geni implicati in malattie umane di invecchiamento

Victoria L. Patterson; Brian S. Thompson; Catherine Cherry; Shao-bin Wang; Bo Chen; Josephine Hoh

doi:10.3791/54136

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Articolo metodologico

Un regime Fenotipizzazione per topi geneticamente modificati utilizzati per studiare geni implicati in malattie umane di invecchiamento

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DOI:

10.3791/54136

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14 luglio 2016

Victoria L. Patterson^*¹ , Brian S. Thompson^*¹ , Catherine Cherry^*¹ , Shao-bin Wang² , Bo Chen² , Josephine Hoh¹^,²

¹Department of Environmental Health Sciences, Yale University School of Medicine, ²Department of Ophthalmology, Yale University School of Medicine

^* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Viene presentato un approccio di genetica inversa per comprendere le famiglie di geni associate alle malattie umane, utilizzando il topo come sistema modello, e viene descritto il successivo programma di fenotipizzazione del topo. Poiché i topi difettosi in un gene di interesse, HtrA2, manifestavano sintomi parkinsoniani , il regime di fenotipizzazione si concentra sull'identificazione dei difetti neurologici.

Abstract

Le malattie legate all'età stanno diventando sempre più diffuse e il peso continua a crescere con l'invecchiamento della popolazione. Sono necessari trattamenti efficaci per ridurre l'impatto delle condizioni debilitanti, ma in molti casi rimangono sfuggenti. Solo comprendendo le cause e la patologia delle malattie associate all'invecchiamento, gli scienziati possono iniziare a identificare potenziali bersagli terapeutici e sviluppare strategie di intervento. Le condizioni più comuni legate all'età sono i disturbi neurodegenerativi come il morbo di Parkinson e la cecità. La degenerazione maculare legata all'età (AMD) è la principale causa di cecità negli anziani. Studi di associazione a livello di genoma hanno precedentemente identificato loci associati a una maggiore suscettibilità a questa malattia e identificato due regioni di interesse: il fattore H del complemento (CFH) e il locus 10q26, dove si trovano i geni della suscettibilità alla maculopatia legata all'età 2 (ARMS2) e del fattore di fabbisogno ad alta temperatura A1 (HtrA1). Il CFH agisce come regolatore negativo della via alternativa (AP) del sistema del complemento mentre l'HtrA1 è una serina proteasi extracellulare. ARMS2 si trova a monte di HtrA1 nel genoma dei primati, sebbene il gene sia assente nei topi. Per studiare gli effetti di questi geni, sono state generate linee murine knock-in umanizzate di Cfh e ARMS2, knockout di Cfh, HtrA1, HtrA2, HtrA3 e HtrA4 e una delezione neurale condizionale di HtrA2. Di tutti i topi geneticamente modificati prodotti, solo i topi privi di HtrA2, sia per via sistemica che nei tessuti neurali, hanno mostrato fenotipi chiari. Al fine di esaminare questi topi in modo approfondito e sistematico, è stato stabilito un programma di fenotipizzazione iniziale, costituito da una serie di test relativi a due principali malattie di interesse: AMD e Parkinson. I topi geneticamente modificati possono essere sottoposti a esperimenti appropriati per identificare fenotipi che possono essere correlati alle malattie associate nell'uomo. Un regime di fenotipizzazione con un focus mitocondriale è presentato qui insieme ai risultati rappresentativi dei test di interesse.

Introduzione

malattie età-associate stanno diventando sempre più diffusi nella società moderna. Come la scienza medica migliora e aumenta l'aspettativa di vita, la popolazione continua a invecchiare e l'onere di queste malattie cresce. sono necessarie per ridurre l'impatto di condizioni debilitanti trattamenti efficaci ma rimangono sfuggente, in molti casi. Solo attraverso la comprensione delle cause e patologia delle malattie associate con l'invecchiamento possono gli scienziati cominciare a identificare potenziali bersagli terapeutici e sviluppare strategie di intervento. Condizioni legate all'età comuni includono malattie neurodegenerative come il morbo di ....