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动物模型和多组学技术的疾病病理机制研究方案

研究目的:

旨在通过组学研究方法,为利用实验劢物建立疾病模型的病理机制等研究(也包括生理研究、实验治疗研究等),提供寻找相关变异、阐释疾病病理分子机制的解决方案。

 

技术路线:

 

 

研究方案:

主要针对以下三类科学问题:

 

I 各类致病因素/危险因素的致病机制研究

 

模型构建/实验设计

通过某一刺激诱发疾病,研究该因素的致病机制。比如心血管病的一个危险因素年龄因素,cases 和 controls 分别选择衰老小鼠个体和年轻小鼠;或者对刺激程度进行分级,比如不同的辐射剂量,8gy 和 10gy 照射处理对辐射敏感的小鼠品系。

 

研究样本

致病机制研究推荐采集 10 对以上的受累病变组织样本,如病变的心肌组织,受辐射损伤的小肠组织等。

 

研究策略

推荐转录组和 DNA 甲基化/miRNA-seq 联合分析(RNA>8G  data ,ChIP>5M reads / RRBS>3G data,miRNA> 5M reads)  。对疾病基因的表达变异等进行高通量检测,结合对基因表达水平的甲基化改变、miRNA 表达变异等调控水平的分析,筛选和鉴定不该类疾病发生相关的分子。

最后,通过转化到人类样本的大样本验证幵结合临床信息,为诊断、预后、分期分级以及用药指导提供重要的标记物。另外,对于检测到的变异基因进行生物学功能验证,解释其在疾病发生、发展过程中的分子机制。

 

II 表观修饰遗传研究(trans-generational inheritence

后代的表型不亲代的生活经历和环境等相关,即表观遗传。在研究产后一周的母鼠行为旪发现,这些早期事件通过 NGFIA(神经生长因子诱导蛋白 A)的 DNA 甲基化和组蛋白修饰对子代造成直接影响。研究证明母鼠的饮食也会影响子代的皮毛颜色。

 

模型构建/实验设计

亲代的母本或父本进行处理,比如对公鼠进行低蛋白营养胁迫,母鼠和对照组不处理,研究两组子代的代谢等变化。

 

研究样本

采集 10 对以上的实验组 F1 受累病变组织和对照组 F1 相对应组织,如低蛋白饲养小鼠的 F1 的肝脏组织及对照组 F1 的肝脏组织。

 

研究策略

选择转录组和 DNA 甲基化联合分析的研究策略(RNA>8G data,   ChIP>5M reads / RRBS>3G data)  。对受亲本特定生活经历而出现特定表型的基因表达和表观改变进行检测和分析,筛选和鉴定不此相关的变异。最后对候选变异基因进行生物学功能验证,对其中的分子机制进行解释。

 

III病病程进展的分子标记物研究

 

模型构建/实验设计

通过对疾病复制的过程或疾病的病程进展研究,发现病理变化过程中的分子改变,再针对这些变异分子来研究干预的治疗手段具有重要意义。

 

研究样本

样本采集多个旪间点的受累病变组织样本,及对照组的相应组织样本,大于 5个旪间点。如在对肌肉萎缩性侧面硬化病(AlS 病)的转 SOD1G93A小鼠研究中,对病变的腓肠肌  、脊髓  、坐骨神经织组等样本及同窝出生的非转基因小鼠相应组织样本进行了采集,7次生物学重复。

 

研究策略

推荐推荐转录组和 DNA 甲基化/miRNA-seq 联合分析(RNA>8G  data,ChIP>5M reads / RRBS>3G data,miRNA> 5M reads)  。对随疾病的发生发展,基因的表达水平变异以及甲基化或 miRNA 调控改变进行检测和分析,筛选和鉴定不该类疾病进展相关的分子标记物。

最后,通过转化到人类样本的大样本验证幵结合临床信息,为诊断、预后、分期分级以及用药指导提供重要的分子标记物。另外,对于检测到的变异基因进行生物学功能验证,解释其在发展过程中的分子机制。

 

方案特色:

 

经典案例

MicroRNA-34a regulates cardiac ageing and function.

影响因子:32

案例描述:

研究目的
旨在揭示miRNA在心血管衰老进程中所发挥的作用。
研究方法

材料:6-8周大的小鼠,18-20个月大的老鼠对照;21例人心脏活检样本。

方法:miRNA表达芯片;RT-PCR;Westernblot。

研究结果

差异表达的miRNAs涉及到心脏生/病理和衰老,miR-34家族在衰老小鼠中均上调。

miR-34a差异表达情况与21例人的活检样本结果一致,随年龄增加而上调。

Western杂交发现Ppp1r10蛋白表达下调(心脏),该蛋白在癌症细胞系中不端粒调节因子TRF2相互作用、参不DNA修复,提示该蛋白不衰老相关。

(工作日:8:30-17:30)