本发明专利技术涉及一种急性髓细胞白血病(AML)和骨髓增生异常综合征(MDS)的动物模型，以及斑马鱼突变体在制备该动物模型中的用途，其中该动物模型包括斑马鱼Pu.1基因编码的蛋白序列的第242位的甘氨酸被天冬氨酸取代的pu.1G242D突变体；还涉及上述动物模型在筛选对AML和MDS有效的药物中的用途；以及利用上述动物模型筛选对AML和MDS有效的药物的方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征的动物模型，特别是针对Pu.1基因突变所诱导的急性髓细胞白血病和/或人类骨髓增生异常综合征的动物模型，以及该动物模型在筛选药物中的用途。
技术介绍
急性髓细胞白血病(Acute myeloid leukemia,AML)是白血病的一种。具体来说，急性髓细胞白血病是一种急性非淋巴细胞白血病，包括所有非淋巴细胞来源的急性白血病。同时，急性髓细胞白血病是成年人最常见的一种白血病，其特点是骨髓内异常白细胞的快速增生和累积，从而影响了正常造血细胞的产生。急性髓细胞白血病的发病率随着人的年龄而增加。虽然与其他类型的癌症相比，急性骨髓性白血病较为罕见，但在过去的几十年中，当更好的诊断测试、成像技术和治疗方法已经大幅度降低了其他类型癌症的死亡率时，急性髓细胞白血病患者的五年生存率却并没有提高。骨髓增生异常综合征(myelodysplastic syndromes, MDS),是一组血液的异质性疾病，是由于骨髓细胞无效性增生(或不典型增生)所导致的血液病。MDS患者的造血干细胞不能成熟为正常的红细胞、白细胞或者血小板。而不能成熟的血细胞(原始细胞)则不能正常工作，之后在骨髓中凋亡或进入血液中。由于这种不成熟的血细胞对空间的占用导致正常的红细胞、白细胞减少，而后患者会出现感染，贫血，出血症状。在大多数情况下，这种疾病最终会发展成由骨髓的造血功能衰竭所引起的血细胞减少症。大约三分之一的MDS患者，经过几个月到几年的时间，发展成为急性骨髓性白血病。因此，在本领域存在着对急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征的研究和治疗进展的迫切需求。迄今，本领域的研究人员已经鉴定了一系列涉及急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征的发病机制的基因，例如，Scl、lmo2、Pu.1、gata2、ASXL、Bcl_2等；也证实了这些不同的基因诱导或参与了白血病。例如，PU.1作为Ets转录因子家族中的一员，在早期髓系祖细胞产生过程中起作用[1，2]，是决定髓系向单核细胞还是向粒细胞分化的重要因子[3-5]。在对126个急性髓细胞白血病病人的调查中发现，有7%病人的Pu.1基因发生突变，Pu.1基因的表达水平下调[7-9]。类似地，在成年小鼠体内，PU.1的失活会导致粒细胞系细胞的增多[14]。这些研究结果表明，在人类和小鼠中，PU.1都参与了髓细胞生成过程。但是，针对急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征的生理机制和治疗的研究，特别是后者，仍缺乏根本性的进展。主要原因之一是，绝大多数诱导或参与了急性髓细胞白血病或骨髓增生异常综合征的基因的突变体的存活期短，甚至不能发育到成年。这使得对涉及这两种疾病的基因的研究通常仅集中在细胞层面。 近年来，利用动物模型来研究疾病的发病机理和治疗手段越来越多地引起了研究者的注意。在对各种疾病的研究中，通过疾病的动物模型，研究人员可以进一步研究该疾病的机理(例如，大鼠原发性高血压[22]、小鼠的老年性骨质疏松[23]等)。然而，小鼠/大鼠的生理周期长，饲养成本高，特别是难以直接活体观察药物的药效。另一方面，由于斑马鱼独特的优势，例如繁殖能力强、体外受精和发育、胚胎透明、性成熟周期短、个体小易养殖等诸多特点，特别是可以进行大规模的正向基因饱和突变与筛选，在脊椎动物发育机制的研究中起着重要的作用。同时，作为一种在基因层面易操作的生物系统，随着TALEN(transcription activator-like (TAL) effector nucleases)祀向基因敲除等技术的成熟，斑马鱼已经被越来越多地应用于发育生物学和人类疾病包括恶性肿瘤等的研究中[10]。本申请的专利技术人曾经报道过一个发生在斑马鱼的Pu.1基因的点突变(pu.1g242d)，该突变使得PU.1蛋白活性降低；并且实验结果表明斑马鱼的Pu.1基因在胚胎期参与了髓细胞的命运决定[5]。但是，并不清楚该突变体的病理表型以及病理发展过程，更不清楚这样的突变体是否能够作为急性髓细胞白血病和人类骨髓增生异常综合征的动物模型，特别是针对Pu.1基因突变所诱导的急性髓细胞白血病和/或人类骨髓增生异常综合征的动物模型。
技术实现思路
本专利技术提供一种动物模型在筛选对急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征有效的药物中的用途，其中所述动物模型包括斑马鱼Pu.1基因编码的蛋白序列的第242位的甘氨酸(G)被天冬氨酸(D)取代的pu.le242D突变体。在一些优选的实施方案中，所述急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征在阿糖胞苷治疗后症状缓解。在一些优选的实施方案中，所述急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征是由人类Pu.1基因的突变引起。具体来说，所述筛选可以包括以下步骤:(a)以不同浓度的备选药物处理受精后一到三天、优选一天的斑马鱼胚胎，根据胚胎存活情况确定胚胎安全范围内的最高药物浓度；(b)以确定的所述胚胎安全 范围内的最高药物浓度的所述备选药物对受精后一到三天、优选一天的PU.le242D突变体斑马鱼和野生型同胞鱼处理二到四天、优选四天；以及(C)观察比较处理后的所述Pu.1g242d突变体斑马鱼和野生型同胞鱼的血液表型，以确定所述备选药物对急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征的治疗效果，所述处理后的Pu.1g242d突变体斑马鱼和野生型同胞鱼处于受精后三到七天、优选五天的时期。优选地，所述血液表型可以包括髓细胞或粒细胞数目。优选地，所述血液表型可以通过进行苏丹黑染色来观察。本专利技术还提供一种利用动物模型来筛选对急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征有效的药物的方法，其中所述动物模型包括斑马鱼Pu.1基因编码的蛋白序列的第242位的甘氨酸(G)被天冬氨酸(D)取代的pu.le242D突变体，所述方法包括以下步骤:(a)以不同浓度的备选药物处理受精后一到三天、优选一天的斑马鱼胚胎，根据胚胎存活情况确定胚胎安全范围内的最高药物浓度；(b)以确定的所述胚胎安全范围内的最高药物浓度的所述备选药物对受精后一到三天、优选一天的PU.1g242d突变体斑马鱼和野生型同胞鱼处理二至幌天、优选四天；以及(C)观察比较处理后的所述pu.1g242d突变体斑马鱼和野生型同胞鱼的血液表型，以确定所述备选药物对急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征的治疗效果，所述处理后的Pu.1g242d突变体斑马鱼和野生型同胞鱼处于受精后三到七天、优选五天的时期。在一些优选的实施方案中，所述急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征在阿糖胞苷治疗后症状缓解。在一些优选的实施方案中，所述急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征是由人类Pu.1基因的突变引起。优选地，所述血液表型可以包括髓细胞或粒细胞数目。优选地，所述血液表型可以通过进行苏丹黑染色来观察。本专利技术还提供一种斑马鱼突变体在制备急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征的动物模型中的用途，其中所述斑马鱼突变体是斑马鱼Pu.1基因编码的蛋白序列的第242位的甘氨酸(G)被天冬氨酸(D)取代的pu.le242D突变体。在一些优选的实施方案中，所述急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征在阿糖胞苷治疗后症状缓解。在一些优选的实施方案中，所述急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征是由人类Pu.1基因的突变引起。 本专利技术还提供一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种动物模型在筛选对急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征有效的药物中的用途，其中所述动物模型包括斑马鱼Pu.1基因编码的蛋白序列的第242位的甘氨酸(G)被天冬氨酸(D)取代的pu.1G242D突变体。
【技术特征摘要】
1.一种动物模型在筛选对急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征有效的药物中的用途，其中所述动物模型包括斑马鱼Pu.1基因编码的蛋白序列的第242位的甘氨酸(G)被天冬氨酸(D)取代的pu.1g242d突变体。2.如权利要求1所述的用途，其中所述急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征在阿糖胞苷治疗后症状缓解。3.如权利要求1所述的用途，其中所述急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征是由人类Pu.1基因的突变引起。4.如权利要求1所述的用途，其中所述筛选包括以下步骤: (a)以不同浓度的备选药物处理受精后一至三天的pu.1g242d突变体斑马鱼胚胎，根据胚胎存活情况确定胚胎安全范围内的最高药物浓度； (b)以确定的所述胚胎安全范围内的最高药物浓度的所述备选药物对受精后一至三天的pu.1g242d突变体斑马鱼和野生型同胞鱼处理两至四天；以及 (c)观察比较处理后的所述pu.1g242d突变体斑马鱼和野生型同胞鱼的血液表型，以确定所述备选药物对急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征的治疗效果，所述处理后的Pu.1g242d突变体斑马鱼和野生型同胞鱼处于受精后三至七天的时期。5.如权利要求4所述的用途，其中所述步骤(a)中的所述pu.le242D突变体斑马鱼胚胎是受精后一天的PU.1g242d突变体斑马鱼胚胎。6.如权利要求5所述的用途，其中所述步骤(b)是以确定的所述胚胎安全范围内的最高药物浓度的所述备选药物对受精后一天的Pu.le242D突变体斑马鱼和野生型同胞鱼处理四天；以及所述步骤(c)中的所述处理后的pu.le242D突变体斑马鱼和野生型同胞鱼处于受精后五天的时期。7.如权利要求4所述的用途，其中所述血液表型包括髓细胞或粒细胞数目。8.如权利要求4所述的用途，其中所述血液表型是通过进行苏丹黑染色来观察。9.一种利用动物模型来筛选对急性髓细胞白血病和骨髓增生异常综合征有效的药物的方法，其中所述动物模型包括斑马鱼Pu.1基因编码的蛋白序列的第242位的甘氨酸(G)被天冬氨酸(D)取代的pu.1g242d突变体，所述方法包括以下步骤: (a)以不同浓度的备选药物处理受精后一至三天的斑...
【专利技术属性】
技术研发人员：张文清，温子龙，徐进，张译月，刘伟，
申请(专利权)人：南方医科大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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