基因敲除/敲入小鼠模型的建立和标准化

Animal models are important experimental approaches critical for the understanding the importance of genes in development of diseases such as cancer. Conventional knockout, conditional knockout and knock-in are the most common mouse models. PAC1 is a target of p53 in signaling apoptosis. PTEN tumor suppressor is a phosphatase with a C2 domain that has mutations in cancers. We have recently created conventional knockout of PAC1 gene and knock-in of the C2 domain of PTEN, demonstrating that we have successful experience in animal models. Here we propose that we will establish an animal model platform to systematically create a series of models of gene knockout and knock-in mice in order to evaluate the importance of genes in tumor development and determine the signal pathways of these genes and their functions. These mouse models can be used for drug screening and clinical trials in the future.We also plan to improve transgenic methods and to standardize mouse model production lines with creating a pool for CreERT2 delete lines, which would significantly benefit establishment of conditional knockout mice.

动物模型是现代医学科学研究的重要实验方法和手段，能更有效地认识疾病的发生、发展规律并研究防治措施。经典基因敲除、条件性敲除以及敲入小鼠模型是最常用的小鼠模型。PAC1是p53介导凋亡的靶标；PTEN的C末端在许多肿瘤中都发生突变。项目申请人具有丰富的构建抑癌基因小鼠模型经验，已成功建立了经典的PAC1敲除小鼠模型和PTEN的C末端基因敲入小鼠模型（PTEN R189X)，并对其开展了功能研究，对这两个基因在肿瘤发生中的作用有了更深的了解。运用同样或相似的技术，本项目拟建立一系列条件性敲除或基因敲入小鼠模型, 包括PP2A条件性敲除小鼠模型和PTEN K144I基因敲入小鼠模型等，以便开展后续功能研究。同时，本项目期望能够解决小鼠模型建立过程中的技术性难题，并将模型建立标准化，构建一个组织特异性表达的CreERT2的工具鼠库，为条件性敲除小鼠的研究提供帮助。

动物模型是现代医学科学研究的重要实验方法和手段，能更有效地认识疾病的发生、发展规律并研究防治措施。小鼠模型是最广泛应用的动物模型之一，其中经典基因敲除、条件性敲除以及敲入小鼠模型是最常用的小鼠模型。在本项目的支持下，本课题组成功构建了多个小鼠模型，且应用到了肿瘤相关的研究中，为揭示肿瘤发生、发展的分子机制，获得新的药物靶点的研究提供了帮助。同时，还完善各个步骤的操作程序，制定相关条例和统一规范，确立标准流程，使模型建立标准化。基于本项目所构建小鼠模型的科学研究，已发表于本领域高水平杂志。全身敲除Rpa1的杂合小鼠为世界上首例Rpa1杂合小鼠，对其在体诱导结直肠癌模型的实验结果表明，缺失了Rpa1的杂合小鼠相较野生型更易诱发肿瘤，证明RPA1对于抑制结直肠癌十分重要，RPA1是PTEN抑制肿瘤形成与发展机制中重要的一个分支。另一个小鼠模型Ptenα基因敲除小鼠模型是世界上首例Ptenα敲除的小鼠模型，通过基于该小鼠模型的研究揭示了PTENα在神经系统中的重要作用，鉴定了一个新的分子调控通路PTENα-CaMKII-NR2B，并证实了该信号通路在调控海马长时程增强（LTP）和恐惧记忆及空间学习能力的重要性。该模型可以帮助研究者更好地了解PTEN家族的复杂性及其在神经生理和病理调控过程中的重要作用。这些研究发现对于将来的神经疾病的分子诊断及治疗有重要的指向作用。构建符合研究者需要的小鼠疾病模型至关重要，不仅可以提供探索科学问题的有力工具，而且可以用于药物筛选与临床前期评估。