复杂性状遗传CC小鼠——肿瘤研究新平台

癌症是由于机体细胞失去正常调控过度增殖而引发的一系列复杂性状疾病的统称,其本质上是一种基因疾病。用于传统肿瘤小鼠模型的重组近交(RI)品系由于只起源于两个近交祖系,因此规模小且等位基因多样性较少,在统计功效上存在局限性。复杂性状遗传(Collaborative Cross mice,CC)小鼠是由来自八个原始种系近交产生的数百种基因型不同的小鼠品系,能够体现不同小鼠亚种的遗传学变异,具有高遗传多样性,大种群规模等重要特征。它可以模拟人类复杂性状疾病中不同人群对病因或治疗方法个体易感性的差异,为促进复杂性状疾病易感基因筛查、基因功能发现等方面的研究提供了一个更好的研究工具与信息平台。本文就CC小鼠在医学应用中的研究现状、挑战性与局限性、以及其在肿瘤研究中的应用前景进行综述。     

复杂性状遗传CC小鼠与精准医学研究

生物组学技术在生物学、医学上的转化应用,为精准的个体化预防、诊断、治疗提供了关键性的技术体系,精准医学模式应运而生。实验动物学研究是疾病发病机制研究转化到临床不可或缺的手段。为应对目前严重危害人类疾病的复杂性、多样性特点,2002年国际复杂性状联盟(Complex Trait Consortium,CTC)倡议研发建立新的小鼠遗传资源库;通过不同纯系小鼠品系间的杂交创建小鼠复杂性状遗传资源库(Collaborative Cross mice,CC小鼠)。随着原始亲本小鼠(founder)选定、杂交品系的繁殖,CC小鼠在检测小鼠表型、疾病易感性、疾病发生发展及预后与遗传因素的关系方面进行了系列的尝试。文中将就CC小鼠在疾病发生发展及药物评价个体化研究中的应用做一简要介绍。     

The genetic reference population “Collaborative Cross”is a powerful resource for genetic discoveries and understanding complex genetic traits

The Collaborative Cross(CC) is a powerful genetic resource with a wide range of applications in medical research. It is a multiparental genetic reference population, composed of 200 recombinant inbred mouse strains. It was designed to be a resource for rapid mapping of genes that mediate complex traits. The CC has been produced following an intense breeding program that had taken over ten years to complete. It is now becoming available to the research community. While advances in human genetic technologies over the last decade have been substantial, the CC provides the ability to make discoveries not possible with other methods or resources. It can be applied to any subject that can be measured or modelled in the mouse. Here, we discuss a range of applications for which the CC can be used, with examples taken from the early characterization of this powerful resource.     

特异区段替换小鼠性发育表型的研究

【摘要】 目的 了解性发育相关数量性状基因座（ Quantitative Trait Locus,QTL）（DXMit68-rs29053133）在近交系小鼠A/J 和C3H/HeJ (C3H)中是否存在影响表型的序列差异,以帮助对候选基因进行筛选。方法 利用A/J 和C3H/HeJ (C3H)构建了针对该区段的特异区段替换系小鼠,并对其雌鼠的性发育相关性状进行研究。结果 A/J 和C3H/HeJ在这一QTL中染色体的序列差异,没有引起相关性状的明显差异。结论 研究结果显示,A/J 和C3H/HeJ小鼠中该QTL区段中存在序列差异的基因并不是引起性发育表型产生差异的候选基因。     

小鼠18号染色体肿瘤易感性QTL初步定位研究

目的:研究小鼠骨髓瘤SP2/0细胞肿瘤接种实验,BALB/c为易感性近交系小鼠,C57BL/6J为抗性近交系小鼠,亲本杂交产生F1和F2代小鼠,并在F2代小鼠中进行移植瘤实验。方法:选定2个分布于小鼠基因组的微卫星DNA为遗传标记,用PCR方法扫描了208只产生了移植瘤和未产生移植瘤的小鼠18号染色体基因组。结果:通过连锁不平衡制图(mapping)软件Map Manager QTX20分析,发现分布于18号染色体上2个高连锁值的QTL,其中一个QTL位于D18Mit123与D18Mit49之间,似然比(likelihood ratio statistics,LRS)达到25.1,变异解释率为26%;另一个QTL位于D18Mit68与D18Mit123之间,似然比达9.0,变异解释率为9%,这两个QTL的P值均<0.01。结论:QTL的发现对我们精确定位肿瘤易感性和抗性基因有极大的帮助。     

复杂性状遗传CC小鼠信息资源及研究应用

复杂性状遗传CC小鼠(CC小鼠)由不同遗传背景的小鼠品系杂交后,近交培育而成,用于研究人类复杂性状疾病和疾病的遗传差异。CC小鼠能体现不同小鼠亚种的遗传差异,其单核苷酸多态性是传统近交系小鼠的四倍。CC小鼠在生命科学与医学研究领域的应用越来越广泛。本文通过信息检索等方式对CC小鼠相关信息资源进行梳理,阐述了CC小鼠的起源、数据库、应用工具,以及研究领域等,以推动CC小鼠资源在中国得到广泛应用。     

复杂性状遗传CC小鼠的特点及实际应用中的提示

实验动物为生命科学研究提供支持,特别是小鼠,因其遗传、免疫等信息积累丰富而应用广泛。后基因组时代,为了研究人类以及动物的基因组信息,人们建立了多种转基因、基因敲除小鼠模型以研究某一单基因功能;然而人类大部分疾病并非单基因疾病,除受外界环境影响,一般受多遗传因素控制。生命科学领域的多基因相关的复杂性状研究向实验动物提出了新的要求。因此科学家提出了建立协同杂交小鼠(CC小鼠)资源的计划。本文将对CC小鼠出现的背景、特点及应用中需要考虑的问题做一概述。     

白细胞介素－2受体表达在近交系小鼠遗传监测中应用的研究

采用免疫组织化学方法，通过检测骨组织移植后宿主淋巴细胞白细胞介素－２受体（ＩＬ－２Ｒ）的表达，判定近交系小鼠Ｈ－２基因的纯合性，以期作为近交系小鼠遗传监测的方法。选用Ｃ５７ＢＬ／６系小鼠，实验前进行了标准的组织相容性基因检测（皮肤移植法），观察期为５０ｄ，每１０ｄ为一个观察点。结果显示，与皮肤移植结果一致。该方法似可作为近交系小鼠的遗传监测的手段之一。     

小鼠15号染色体上脊髓重数量性状基因座的精细定位

目的以前的研究结果表明,控制小鼠脊髓重的一个数量性状基因座(QTL)位于15号染色体D15Mit158附近,跨度约30cM。为分离和确认脊髓重相关基因,本文对该QTL区域进行了精细定位。方法以高级互交系小鼠A/J×C57BL/6J(F4)为研究对象,选择脊髓重偏向两极的个体,在D15Mit158位点附近作高密度局部基因组扫描,用Map Manager QTX19软件对脊髓重与基因型进行连锁不平衡分析。结果在15号染色体D15Mit107附近出现了一个很强的连锁峰,LRS值为17.3(P=1.8×10-4),变异解释率为27%,LOD值达到3.75,可以认定为一主效QTL。该QTL跨度范围为3.2cM。另一个提示可能具有连锁关系的QTL位点在D15Mit28附近,LRS值为7.6(P=0.02),变异解释率为13%,跨度范围为5.0cM。结论控制小鼠脊髓重的D15Mit158区域实际上含有两个QTL,其中一个主效QTL位于15号染色体上宽约3.2cM的D15Mit107位点附近;另一个可能的QTL位于宽约5.0cM的D15Mit28附近。     

DXB／c近交系小鼠的建立及遗传学检测

将ＤＢＡ／２雌鼠与Ｃ５７ＢＬ／６雄鼠杂交后，利用其Ｆ２代中结进行兄妹交配，建立了ＤＸＢ／ｃ近交系小鼠。目前已近交２８代，历时１３年，经皮肤移植试验、下颌骨形态分析、混合淋巴细胞培养、毛色基因及生化标志基因检测，表明ＤＸＢ／ｃ系小鼠的基因已经纯合，符合一个近交系小鼠的标准，毛色基因及生化标志基因测试结果同时表明ＤＸＢ／ｃ系小鼠的遗传背景组合了两亲代品系的遗传基因。     

小鼠脊髓发育遗传参数的研究

目的：进行小鼠脊髓发育形态学数据测定，研究遗传参数。方法：取4种近交系小鼠，A／J；C57BL／6J；DBA／2J；129xl／SvJ以及A／J与C57BL／6J杂交的F1和F2代重组个体，多聚甲醛灌注后进行脊髓重量、颈膨大截面积、灰质百分比的测定。结果：数据显示在4个近交系中，A／J与C57BL／6J脊髓发育差别最大，A／J为小脊髓(平均重65．21mg，截面积2．69mm^2；C57BL／6J为大脊髓，平均重81．58mg，截面积3．06mm^2)。在该近交系与重组小鼠中，脊髓发育的遗传度为30％～40％，最少控制基因数为2～4。结论：小鼠中脊髓发育存在超显性现象，通过小鼠脊髓形态测定获得了发育相关的遗传参数，为脊髓发育数量性状基因座(QTL)和控制基因的确认提供了资料。     

猪资源家系中肉质性状基因定位和遗传效应分析

目的 研究和探讨猪肉质性状主基因的定位方法及定位区间。方法 以3头英系大白公猪和7头梅山母猪建立F2资源家系，随机选留屠宰147头F2代个体，获得肉质性状表型数据。对家系内所有个体1、2、3、4、6和7号染色体上的48个微卫星位点进行PCR扩增、判定基因型。利用线性模型最小二乘法对内质性状进行数量性状位点(QTL)区间定位，利用置换法确定显著性阈值。结果 猪4号染色体(SSC4)上肌内脂肪QTL接近染色体显著水平，达到建议水平。SSC2、6和7上定位了肌肉含水量QTL，达到染色体显著水平(P＜0．05或P＜0．01)。肌肉含水量QTL均有印迹效应，梅山和大白猪各有增效基因。结论 QTL定位时，不同的资源群体，定位的结果有差异。     

小鼠胆固醇性状的核质互作QTL定位研究

目的：研究小鼠胆固醇的核质互作效应,定位影响小鼠胆固醇性状的QTL。方法改进业已构建的核质互作分析模型和方法,并对公共数据库的DBA/2J（D2）和CAST/EiJ（CAST）衍生的正反F2群体总胆固醇量及脂蛋白数据进行分析。结果发现了控制小鼠总胆固醇、高密度脂蛋白、非高密度脂蛋白3个性状的6个QTL,分别定位于基因图谱的4个连锁群中,在本研究构建的模型下,发现1个QTL与细胞质背景有显著的交互作用,改变了前人对该数据分析的结果,对于了解小鼠胆固醇量及脂蛋白性状的遗传构成开拓了新的思路。结论小鼠胆固醇性状是核基因与细胞质背景共同作用的结果。     

IRM-2近交系小鼠的生殖生长特性

观察复方女贞子对实验性高血糖模型的影响。结果表明：该药对由肾上腺素、葡萄糖引起的小鼠血糖升高有明显的对抗作用;可明显降低四氧嘧啶糖尿病大、小鼠的血糖水平及降低高血糖大鼠并发血清甘油三酯升高的作用。对正常血糖无明显影响。     

高低转移性小鼠肝癌细胞系基因组的不稳定性

目的：了解小鼠高、低转移性肝癌细胞系Hca／16A3—F(F)和Hca／A2—P(P)发生基因组不稳定性情况。方法：随机选择小鼠7号和ll号染色体上21个微卫星多态标记，采用聚合酶链式反应—简单重复序列多态性(simple sequence length poly—morphism，SSLP)方法对F和P细胞系进行分析。结果：F和P细胞系有信息的微卫星基因座等位基因与近交系C3H小鼠相同，且存在多基因座等位基因异常；P和F细胞在3个基因座表现不同的等位基因条带。结论：小鼠高、低转移性肝癌细胞系存在基因组不稳定性，并在小鼠肝癌的发生、发展中起重要作用；源自纯合性小鼠的一个肿瘤的两个亚克隆细胞系存在不同的遗传学特征。     

微卫星DNA多态性在十种近交系小鼠遗传监测中的应用研究

目的：研究微卫星DNA多态性在近交系小鼠遗传监测中的应用。方法：选取小鼠不同染色体上的16个微卫星位点，应用PCR技术对常用的10个近交系小鼠进行了微卫星DNA多态性分析。结果：14个微卫星DNA具有稳定扩增效果，在同一品系不同个体之间表现单态性；在不同品系之间表现多态性。结论：运用所筛选的14个位点进行微卫星多态性分析，能够快速、经济地对近交系小鼠进行遗传监测。     

单管双向等位基因专一性扩增方法在近交系小鼠遗传检测中的应用

目的将新近建立的单管双向等位基因专一性扩增(single-tube bi-directional allele specific amplification,SB-ASA)方法用于分析近交系小鼠基因组中的单核苷酸多态性(SNP)。方法以5个近交系小鼠为研究对象,采用SB-ASA方法对其16个SNP位点进行检测,并通过双盲实验和测序验证该方法的可靠性;且考察了该方法中PCR反应各成分及扩增条件对结果的影响。结果16个SNP位点,SB-ASA都成功地对5个品系小鼠进行了分型,与测序结果完全一致;双盲实验结果显示通过3个SNP位点即可鉴别5个品系。结论SB-ASA方法可用于近交系小鼠SNP的遗传检测,可望作为一种新的分子生物学遗传检测方法推广应用。     

Genetic analysis of maturity and flowering characteristics in maize (Zea mays L.)

Objective

To elucidate the pattern of inheritance and determine the relative magnitude of various genetic effects for maturity and flowering attributes in subtropical maize.

Methods

Four white grain maize inbred lines from flint group of corn, two with late maturity and two with early maturity, were used. These contrasting inbred lines were crossed to form four crosses. Six generations (P₁, P₂, F₁, F₂, BC₁, and BC₂) were developed for each individual cross. These were evaluated in triplicate trial for two consecutive years.

Results

Both dominance gene action and epistatic interaction played major role in governing inheritance of days to pollen shedding, 50% silking, anthesis silking interval and maturity.

Conclusions

Preponderance of dominance gene action for these traits indicated their usefulness in hybrid programs of subtropical maize.     

野生来源TW近交系小鼠的遗传监测

目的　对中国特有野生来源的TW (TianjinWild)小鼠近交系进行遗传质量检测。方法　按照国标GB T14 92 7 1 2 0 0 1、GB T14 92 7 2 2 0 0 1及WHO(国际实验动物科学理事会 )遗传检测操作规程 ,对TW近交系小鼠进行Akp1等 2 5个遗传生化标记基因纯合度测定 ,进行组织相容性基因纯合度的测定。结果　对TW近交系小鼠进行Akp1等 2 5个遗传生化标记基因的测定 ,所检基因均为纯合体。同时 ,在所检的 2 5个遗传位点中 ,发现有 8个罕见生化标记基因多态性位点 ;检测的组织相容性基因为纯合。结论　按照国家标准 ,野生来源的TW小鼠近交系遗传纯合度已达国标 ,成为高度纯合的近交实验小鼠品系 ,并可望成为具有标准基因库 (型 )的近交小鼠品系     

利用多重荧光STR技术分析上海地区7品系常用近交系小鼠核心群的遗传特性

目的 建立一种裸鼹鼠骨髓巨噬细胞分离培养的方法,并通过与小鼠骨髓巨噬细胞进行比较研究其吞噬功能.方法 分离裸鼹鼠骨髓细胞,在含60 ng/mL巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)完全培养基的诱导下,体外贴壁培养6～7 d,采用倒置显微镜观察细胞的生长状态.裸鼹鼠骨髓细胞诱导结束后,采用流式细胞术检测贴壁细胞表面抗原CD11b和F4/80的阳性率,鉴定骨髓巨噬细胞的纯度;采用异硫氰酸荧光素(FITC)-dextran根据荧光强度比较裸鼹鼠和ICR小鼠骨髓巨噬细胞的吞噬功能.结果 通过本方法获得的贴壁细胞具有典型的巨噬细胞的形态特征,且细胞表面抗原CD1 1b和F4/80的阳性率均高于80％;裸鼹鼠与ICR小鼠骨髓巨噬细胞的吞噬率分别为99.87％士0.13％和88.79％±0.90％.结论 本文建立的方法是一种简单实用的体外分离培养裸鼹鼠骨髓巨噬细胞的方法,且能够获得高纯度、高活性的巨噬细胞.裸鼹鼠骨髓巨噬细胞的吞噬功能高于小鼠骨髓巨噬细胞.