【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及动物模型构建，具体涉及一种父源性骨关节炎的动物模型构建方法、干预靶标及其应用。
技术介绍
1、骨关节炎是一种好发于老年人的慢性退行性关节疾病，主要以关节软骨退变、骨赘形成、软骨下骨硬化和滑膜炎症为特点[1]。骨关节炎也是引起老年人关节疼痛、慢性致残的首要原因，其患病率随年龄递增，65岁以上人群甚至已高达50％[2,3]。伊朗学者safiri及其同事通过分析2017年全球疾病负担研究中关于1990年到2017年全球多个国家和地区的骨关节炎负担，发现2017年骨关节炎的年发病率比1990年增加了8.2％[4]。因此，当前迫切需要明了驱动骨关节炎发生的病理生理机制，以便实现早期预防及诊断，从而筛选出更优的个体化治疗手段。传统观点认为，骨关节炎属于老年退行性疾病，主要由机械及年龄相关因素引起的关节软骨退变所致。然而，多项大样本流行病学调查显示，低出生体重患儿成年后，手、膝和髋等关节部位的骨关节炎发生率显著增加[5-8]。其中，澳大利亚学者hussain等2015年对3604名年龄大于40岁且诊断为髋、膝骨关节炎的病例进行了临床回顾性调查发现，低出生体重者患髋关节骨关节炎的风险是正常体重者的2.04倍[7]。该学者2018年的另一项研究证实，低出生体重与成年髋关节骨关节炎之间存在明确的因果关系[8]。提示，低出生体重与成年骨关节炎的发生关系密切。本室前期系列研究已证实，孕期母体咖啡因暴露所致的低出生体重子代出现关节软骨发育不良及成年后骨关节炎易感[9]。然而，父体不良环境对子代关节软骨发育及其远期骨关节炎易感的危害尚不清楚。
2、软骨形成是胚胎发育和脊椎动物骨骼修复中高度协调的事件[10-12]。在胚胎软骨形成过程中，间充质干细胞凝集分化为前软骨细胞团，并进一步形成由早期软骨细胞组成的软骨原基。随后，软骨原基中的软骨细胞增殖，并分泌大量的细胞外基质成分来促进软骨发育[13]。关节软骨是一种无神经、血管以及淋巴管的结缔组织，其退行性改变参与了骨关节炎的发生。软骨细胞是关节软骨中唯一的细胞类型，其在维持关节软骨稳态中扮演重要的角色。本专利技术前期的系列研究显示，母体孕期暴露于不良环境因素可以致子代关节软骨发育抑制并延续到出生后[14,15]。提示，软骨发育异常与骨关节炎的发生紧密相关。
3、众多的研究表明，表观遗传学是不良环境因素对疾病影响的一个重要机制，其可以从父母传给子代，并引起子代表型的改变[16-19]。dna甲基化是一种主要的表观遗传修饰，其参与了生物体内的多种调控过程，包括基因表达的调控、基因组印记和x染色体失活等[20,21]。dna甲基化对环境因素特别敏感，由不良环境因素引起的dna甲基化改变会导致子代发育缺陷，并引起多种与发育缺陷相关的疾病[22-25]。研究表明，在世代间的表观遗传传递过程中，精子dna甲基化组要比卵母细胞dna甲基化组更重要[16,18,26]。如斑马鱼的精子dna甲基化组在斑马鱼早期胚胎发生过程中遗传和维持，并可促进胚胎发生[27]；营养缺乏可改变父体精子dna甲基化组，并有助于代谢性疾病在子代中的遗传[18]。在本研究中，本专利技术发现，父体孕前咖啡因暴露(paternal pre-pregnant caffeine exposure，ppce)的精子plagl1启动子高甲基化。此外，在ppce雄性子代大鼠软骨中检测到印记基因plagl1启动子多个位点高甲基化。由此，本专利技术推断，plagl1启动子高甲基化可能在ppce雄性子代软骨表型改变中发挥重要的调控作用。
4、已知印记基因plagl1通常是以其编码的锌指蛋白zac1发挥转录调控作用。印记基因plagl1及其编码的锌指蛋白zac1具有良好的同源性，在人和啮齿类动物中的功能表现一致，并优先表达于父本等位基因。既往研究发现，由plagl1编码的锌指蛋白zac1通过调控功能基因表达，在小鼠发育和体外软骨形成过程中发挥着重要的作用[28]。在本研究中，本专利技术发现，ppce雄性子代大鼠软骨中plagl1的表达持续降低，且从宫内延续到出生后。同时，在体外胎软骨细胞培养过程中，敲低plagl1可观察到软骨基质合成障碍，并且发现tgfβ信号通路相关组份tgfβr1表达的抑制。而通过过表达plagl1可增加软骨基质含量，激活tgfβ信号通路。此外，在整体水平给予ppce雄性子代大鼠腺相关病毒过表达plagl1可以改善ppce雄性子代软骨质量低下，并激活tgfβ信号通路。提示，plagl1通过tgfβr1调控tgfβ信号通路功能影响ppce雄性子代大鼠关节软骨发育。以上内容表明，软骨细胞中plagl1可能作为父源性骨关节炎易感的治疗靶标，为父源性骨关节炎易感的早期防治应用提供干预靶标和实验依据。
5、参考文献：
6、[1]t.liu,c.xu,j.b.driban,t.mcalindon,c.b.eaton,b.lu,excessive alcoholconsumption and the risk of knee osteoarthritis:a prospective study from theosteoarthritis initiative,osteoarthritis cartilage(2022).
7、[2]prevalence of doctor-diagnosed arthritis and arthritis-attributable activity limitation---united states,2007-2009,mmwr morb mortalwkly rep 59(39)(2010)1261-5.
8、[3]j.m.hootman,c.g.helmick,k.e.barbour,k.a.theis,m.a.boring,updatedprojected prevalence of self-reported doctor-diagnosed arthritis andarthritis-attributable activitylimitation among us adults,2015-2040,arthritis&rheumatology(hoboken,n.j.)68(7)(2016)1582-7.
9、[4]s.safiri,a.a.kolahi,e.smith,c.hill,d.bettampadi,m.a.mansournia,d.hoy,a.ashrafi-asgarabad,m.sepidarkish,a.almasi-hashiani,g.collins,j.kaufman,m.qorbani,m.moradi-lakeh,a.d.woolf,f.guillemin,l.march,m.cross,global,regional and national burdenof osteoarthritis 1990-2017:a systematicanalysis of the global burden of disease stud本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种父源性骨关节炎动物模型的构建方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的父源性骨关节炎模型的构建方法，其特征在于：所述步骤S1中，啮齿类动物为SPF级Wistar、SD大鼠或昆明种小鼠。
3.如权利要求1或2所述的父源性骨关节炎模型的构建方法，其特征在于：所述步骤S3中，正常饮食是配方与《中华人民共和国国家标准GB14924.3-2001》规定的小鼠、大鼠配方饲料相同。
4.一种基于印记基因Plagl1作为父源性骨关节炎易感的干预靶标。
5.根据权利要求4所述的干预靶标，其特征在于：所述扩增Plagl1基因的引物对序列如SEQ ID No.5和SEQ ID No.6所示。
6.一种父源性骨关节炎动物模型在筛选父源性骨关节炎的干预靶标中的应用，其特征在于：所述父源性骨关节炎动物模型由权利要求1至3中任一方法构建得到，所述动物模型中印记基因Plagl1的启动子区甲基化水平增加，伴随着Plagl1表达降低。
7.根据权利要求6所述的应用，其他在于：干预Plagl1表达后能改善父源性骨关节炎样表型。
【技术特征摘要】
1.一种父源性骨关节炎动物模型的构建方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的父源性骨关节炎模型的构建方法，其特征在于：所述步骤s1中，啮齿类动物为spf级wistar、sd大鼠或昆明种小鼠。
3.如权利要求1或2所述的父源性骨关节炎模型的构建方法，其特征在于：所述步骤s3中，正常饮食是配方与《中华人民共和国国家标准gb14924.3-2001》规定的小鼠、大鼠配方饲料相同。
4.一种基于印记基因plagl1作为父源性骨关节炎易感的干预靶标。
...【专利技术属性】
技术研发人员：陈廖斌，汪晖，肖浩，李斌，朱家永，
申请(专利权)人：武汉大学中南医院，
类型：发明
国别省市：
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