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人类代谢性炎症研究:用猪模型弥补小白鼠之不足

来源:科技日报2021-08-04 09:18

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  科技日报讯 (记者瞿剑)据中国农业科学院最新消息,该院北京畜牧兽医研究所动物基因工程与种质创新科技创新团队,成功构建了人类代谢性炎症猪模型,用来弥补与人类存在巨大免疫学差异的啮齿类动物(如小白鼠等)作为实验模型之不足,为人类代谢炎症转化医学研究提供了重要实验材料。相关研究成果发表于《免疫学前沿(Frontiers in Immunology)》。

  该项研究负责人、中国农科院北京牧医所研究员杨述林介绍,营养过剩引起的慢性、低度炎症是肥胖相关2型糖尿病、非酒精性脂肪性肝病和动脉粥样硬化等常见代谢性疾病的共同发病基础。作为传统实验模型的啮齿类动物,具有成本低、易操作等优点,但与人类之间存在巨大的免疫学差异,限制了相关治疗药物从试验到临床的转化应用效率。小型猪作为杂食动物,其胃肠道结构、营养代谢和免疫反应等与人更相似,已广泛应用于人类营养代谢相关疾病等方面的研究,但单纯的饮食诱导短期内获得具有典型临床病理特征的NASH模型仍有一定困难。

  研究团队利用多基因定点整合技术,将人类三种代谢性疾病易感基因(GIPRdn、hIAPP和PNPLA3I148M)转入猪基因组,经组织特异性启动子调控GIPRdn和hIAPP在胰岛β细胞表达,调控人PNPLA3I148M在肝脏中表达,该猪模型表现出葡萄糖耐量受损、脂肪性胰腺、脂肪和肝脏慢性炎症等病理特征。通过对在炎症发生过程中发挥关键作用的30个基因蛋白质序列进行同源性比对,发现其中24个基因在猪与人之间的相似性较其在啮齿类与人之间相似性平均高出13%,具有重要免疫调节作用的干扰素γ在猪与人之间的相似性较其在大鼠与人、小鼠与人之间的相似性分别高出24%和22%。结果表明,该猪模型脂肪和肝脏代谢炎症触发及级联分子特征与人类高度相似,适宜作为临床转化医学研究的实验材料。

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