Um regime de fenotipagem de camundongos geneticamente modificados usados ​​para estudar genes implicados nas doenças humanas do envelhecimento

Victoria L. Patterson; Brian S. Thompson; Catherine Cherry; Shao-bin Wang; Bo Chen; Josephine Hoh

doi:10.3791/54136

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Artigo de método

Um regime de fenotipagem de camundongos geneticamente modificados usados para estudar genes implicados nas doenças humanas do envelhecimento

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DOI:

10.3791/54136

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14 de julho de 2016

Victoria L. Patterson^*¹ , Brian S. Thompson^*¹ , Catherine Cherry^*¹ , Shao-bin Wang² , Bo Chen² , Josephine Hoh¹^,²

¹Department of Environmental Health Sciences, Yale University School of Medicine, ²Department of Ophthalmology, Yale University School of Medicine

^* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

Uma abordagem de genética reversa para entender as famílias de genes associadas a doenças humanas é apresentada, usando camundongos como sistema modelo, e o cronograma de fenotipagem subsequente de camundongos é descrito. Como os camundongos defeituosos em um gene de interesse, HtrA2, manifestaram sintomas parkinsonianos, o regime de fenotipagem é focado na identificação de defeitos neurológicos.

Resumo

As doenças relacionadas à idade estão se tornando cada vez mais prevalentes e o fardo continua a crescer à medida que nossa população envelhece. Tratamentos eficazes são necessários para diminuir o impacto de condições debilitantes, mas permanecem indescritíveis em muitos casos. Somente entendendo as causas e a patologia das doenças associadas ao envelhecimento, os cientistas podem começar a identificar potenciais alvos terapêuticos e desenvolver estratégias de intervenção. As condições mais comuns relacionadas à idade são distúrbios neurodegenerativos, como doença de Parkinson e cegueira. A degeneração macular relacionada à idade (DMRI) é a principal causa de cegueira em idosos. Estudos de associação genômica ampla identificaram anteriormente loci que estão associados ao aumento da suscetibilidade a esta doença e identificaram duas regiões de interesse: o fator H do complemento (CFH) e o locus 10q26, onde estão localizados os genes da suscetibilidade à maculopatia relacionada à idade 2 (ARMS2) e do fator de exigência de alta temperatura A1 (HtrA1). O CFH atua como um regulador negativo da via alternativa (PA) do sistema complemento, enquanto o HtrA1 é uma serina protease extracelular. O ARMS2 está localizado a montante de HtrA1 no genoma do primata, embora o gene esteja ausente em camundongos. Para estudar os efeitos desses genes, linhagens de camundongos knock-in humanizados de Cfh e ARMS2, nocautes de Cfh, HtrA1, HtrA2, HtrA3 e HtrA4, bem como uma deleção neural condicional de HtrA2 foram gerados. De todos os camundongos geneticamente modificados produzidos, apenas camundongos sem HtrA2, seja sistemicamente ou em tecidos neurais, exibiram fenótipos claros. Para examinar esses camundongos de forma completa e sistemática, foi estabelecido um cronograma inicial de fenotipagem, composto por uma série de testes relacionados a duas doenças principais de interesse: DMRI e Parkinson. Camundongos geneticamente modificados podem ser submetidos a experimentos apropriados para identificar fenótipos que podem estar relacionados às doenças associadas em humanos. Um regime de fenotipagem com foco mitocondrial é apresentado aqui juntamente com resultados representativos dos testes de interesse.

Introdução

doenças associadas à idade estão se tornando cada vez mais prevalente na sociedade moderna. Como a ciência médica melhora e expectativa de vida aumenta, a população continua a idade e o peso dessas doenças cresce. Os tratamentos eficazes são necessárias para diminuir o impacto de condições debilitantes, mas permanecem ainda desconhecidos em muitos casos. Somente através da compreensão das causas e patologia das doenças associadas com o envelhecimento pode cientistas começar a identificar potenciais alvos terapêuticos e desenvolver estratégias para a intervenção. condições relacionadas com a idade comuns incluem desordens neurodegenerativas tais como a doença de Parki....