[发明专利]一种小鼠骨质疏松症模型的构建方法和应用

说明书

本发明涉及生物技术领域，具体公开了一种小鼠骨质疏松症模型的构建方法和应用。本发明首次证明小鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)中Mapk7基因的条件性敲除会诱导骨质疏松的病理学特征，并进一步阐明了Mapk7基因敲除通过抑制Wnt/β‑catenin通路活性导致MSCs的成骨分化减弱，成脂分化增强及骨质疏松症的发生。本发明的技术方案即明确了诱导骨质疏松的靶向基因，又运用条件性基因敲除等手段改变目的基因模拟出近似人类骨质疏松的症状和体征，阐明Mapk7基因特异靶向作用于MSCs的成骨成脂分化调控骨质疏松发生的分子机制。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其是涉及一种小鼠骨质疏松症模型的构建方法和应用。

背景技术

骨质疏松症是一种常见的骨骼疾病，表现为骨密度降低、骨微结构损伤和骨脆性增加。骨质疏松症和骨质疏松性骨折会造成包括疼痛、残疾和死亡在内等多种后果，因此，构建骨质疏松动物模型，探索骨质疏松症发生的病理生理过程及发生机制，开发新的治疗靶点及方案对骨质疏松症的防治具有重要的临床和科学意义。

目前骨质疏松症动物模型的建立包括诱导建模和基因工程建模。诱导建模可以分为手术诱导(卵巢切除术、甲状旁腺切除、松果体切除等)、药物诱导(如维甲酸、糖皮质激素等)、饮食诱导(如低钙、磷、维生素D饮食等)、失用性诱导(如悬尾、固定等)等。基因工程建模是指通过基因编辑技术将外源性基因插入动物基因组或对动物自身基因进行突变、敲除、过表达等使动物具有骨质疏松特性。基因敲除动物模型根据目标基因缺失的靶细胞不同，又分为全身性基因敲除和条件性基因敲除两种动物模型。

构建骨质疏松动物模型的方法多种多样各有利弊，手术去势法是最早最常用的技术手段，能够模拟绝经后骨质疏松的病理特征，但未能模拟雄性动物骨质疏松的病理生理状况，同时手术带来的创伤应激对实验动物也是种不可忽视的损伤，其局限性制约着其发展及推广。激素法是在生理性成骨与破骨这平衡的启迪下逆推衍生而来的，只能够研宄单变量的影响。药物法建模缺乏统一的量化标准，故其横向及纵向对比的说服力仍有待考证。制动法操作相对复杂需要实验人员定期检查制动效是否达到预期，减少实验误差，提高可信度等。而基因工程建模目前多为全身性基因敲除动物模型和基因过表达动物模型，这类骨质疏松模型尽管目的基因明确，但细胞靶向性差，无法解释目的基因的时空调控规律，影响其研究价值。

发明内容

现有的全基因敲除造模技术虽然目的基因明确，但细胞靶向性差，无法解释目的基因的时空调控规律。本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种小鼠骨质疏松症模型的构建方法和应用。本发明首次证明小鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)中Mapk7基因的条件性敲除会诱导骨质疏松的病理学特征，并进一步阐明了Mapk7基因敲除通过抑制Wnt/β-catenin通路活性导致MSCs的成骨分化减弱，成脂分化增强及骨质疏松症的发生。本发明的技术方案即明确了诱导骨质疏松的靶向基因，又运用条件性基因敲除等手段改变目的基因模拟出近似人类骨质疏松的症状和体征，阐明Mapk7基因特异靶向作用于MSCs的成骨成脂分化调控骨质疏松发生的分子机制。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种小鼠骨质疏松症模型的构建方法，包括以下步骤：

1)确定消除待敲除基因的特异性靶位点，利用Cre重组酶敲除Mapk7基因，构建纯合子Mapk7^fl/fl小鼠；

2)将纯合子Mapk7^fl/fl小鼠和Prx1-cre小鼠杂交，获得F1代Prx1-Cre/Mapk7^fl/wt小鼠，将F1代Prx1-Cre/Mapk7^fl/wt小鼠和纯合子Mapk7^fl/fl小鼠杂交，构建Prx1-Cre/Mapk7^fl/fl条件性基因敲除小鼠，利用特异性引物通过PCR的方法进行基因型的鉴定。