DMP1敲除兔低血磷性佝偻病模型的建立

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1、分类号：Q812单位代码：10183研究生学号：2016884003密级：公开吉林大学硕士学位论文（专业学位）DMP1敲除兔低血磷性佝偻病模型的建立TheconstructionofDMP1knockoutrabbitmodelofhypophosphatemicrickets作者姓名：刘亭君类别：工程硕士领域（方向）：转基因动物与克隆指导教师：李占军副教授培养单位：动物科学学院年6月DMP1敲除兔低血磷性佝偻病模型的建立TheconstructionofDMP1knockoutrabbitmo

2、delofhypophosphatemicrickets作者姓名：刘亭君领域（方向）：转基因动物与克隆指导教师：李占军副教授类别：工程硕士答辩日期：2018年6月4日中文摘要DMP1敲除兔低血磷性佝偻病模型的建立低血磷性佝偻病（HypophosphatemicRickets，HR）是由肾脏中磷酸盐的丢失导致血磷降低，最终引起骨骼矿化异常的一类骨疾病。常染色体隐性遗传低血磷性佝偻病（AutosomalRecessiveHypophosphatemicRickets,ARHR）是其中的一种，主要表现

3、为佝偻病和骨软化症等，同时伴有身材矮小，骨骼及牙齿发育异常，血清FGF23水平升高，血磷降低等临床症状。ARHR的主要致病基因为DMP1（DentinMatrixProtein1）基因，位于人染色体4q21-22，含有7个外显子，编码一种在骨骼和牙齿中高表达的酸性非胶原蛋白，在骨和牙齿的形成和矿化过程中发挥重要作用。DMP1通过成纤维细胞生长因子23（FGF23），一种由骨细胞和成骨细胞合成的具有内分泌功能的蛋白质，调节体内磷酸酶的稳态，加速磷酸盐代谢，进而调节血磷水平。因此，对DMP1的研究有

4、助于提高人们对骨骼矿化、肾脏中磷转运机制的认识，进而揭示ARHR的发病机理。随着科学技术的发展，人们迫切希望对疾病有更深刻的了解。研究发现，疾病的发生与基因突变密切相关。但由于临床表现的复杂性，疾病的发病机理尚不明确，因而缺少有效的预防和治疗措施。因此，建立模拟人类疾病的动物模型对于疾病发病机理的研究以及治疗方法的筛选至关重要。目前，研究人员已经成功建立了小鼠的ARHR模型。但是由于小鼠骨组织形态学特点和关节炎的病理变化与人类存在差异，不能完全模拟人类ARHR疾病。而兔作为一种经典的模式动物，它

5、的生理结构与人类更为相似，同时还具有饲养费用低、妊娠周期短等优点，是一种模拟人类疾病的更为可靠的、理想的模式动物。本研究中，我们利用CRISPR/Cas9技术对兔DMP1基因进行编辑，成功获得了DMP1基因敲除兔，并且经过检测未发现脱靶现象。对DMP1基因敲除兔表型鉴定，结果发现：DMP1基因敲除兔调磷基因表达异常，血清中FGF23升高、血磷降低。牙齿，下颌体，长骨等多处骨骼矿化不全，骨密度降低。肋骨和I椎骨具有佝偻病典型症状，出现“串珠状”结节。长骨发育异常，骨细胞突变，造成长骨变短变粗。这些

6、表型与人类ARHR患者的临床表现相一致。兔ARHR模型的建立有助于揭示人类ARHR的发病机理，同时为ARHR的药物筛选和临床治疗提供理想的动物模型。关键词：ARHR，CRISPR/Cas9，兔，DMP1IIAbstractTheconstructionofDMP1knockoutrabbitmodelofhypophosphatemicricketsHypophosphatemicrickets(HR)isabonediseasecausedbylossofthelossofphosphates

7、inthekidneyanddecreaseinserumphosphoruslevels,leadingtobonemineralizationabnormalities.Autosomalrecessivehypohosphatemicrickets(ARHR)isakindofHR.Itstypicalclinicalmanifestationsarericketsandosteomalacia,accompaniedbyshortstature,abnormalityinboneandt

8、oothdevelopment,elevatedserumFGF23levels,anddecreasedserumphosphoruslevels.ThemainpathogenicgeneofARHRisDMP1(DentinMatrixProtein1)gene,locatedon4q21-22with7exons,encodinganacidicnon-collagenousextracellularmatrixproteinwhichhighlyexpressesinbonesandt