Los artículos se utilizan a menudo para referirse a artículos que realizan investigaciones en diversos campos académicos y describen resultados de investigaciones académicas. Los siguientes son artículos médicos que recopilé sobre tecnología genéticamente modificada. ¡Bienvenido a consultarlos!
1 Características y perspectivas de aplicación de la tecnología transgénica y los modelos animales de enfermedades transgénicas en la investigación médica
1.1 Ventajas y desventajas de las principales tecnologías de modificación genética utilizadas en la producción de modelos animales
1.1.1 Tecnología transgénica Esta tecnología inyecta ADN que contiene un marco de expresión genética construido in vitro directamente en el pronúcleo masculino de óvulos fertilizados, lo que permite insertarlo aleatoriamente en el genoma durante el proceso de amplificación del ADN genómico. Entre ellos, los transgenes BAC tienen elementos reguladores que pueden retener completamente la expresión genética. Las secuencias ascendentes y descendentes del gen reducen en gran medida el impacto de las secuencias alrededor del sitio de inserción. El número de copias del genoma insertado es bajo y las generaciones son estables. no están disponibles en los transgenes tradicionales. Esta tecnología puede utilizar potentes impulsores para sobreexpresar genes y puede usarse para simular y replicar algunas enfermedades causadas por la amplificación de genes. Por ejemplo, muchos tumores son causados por la amplificación de oncogenes. La tecnología transgénica también se puede utilizar para expresar microARN dirigidos a uno o cierto tipo de ARNm en el cuerpo, y desactivar o anular la expresión de estos genes, reproduciendo así las enfermedades causadas por la pérdida de expresión de estos genes. Las principales desventajas de esta tecnología son: en primer lugar, la aleatoriedad de la inserción puede provocar que la expresión del transgén exógeno no siga completamente el patrón de expresión del gen endógeno original y también puede interferir con la expresión del gen endógeno; en segundo lugar, la eficiencia; es bajo.
1.1.2 Tecnología de modificación genética basada en recombinación homóloga. Esta tecnología logra el propósito de la modificación genética reemplazando la secuencia original con una secuencia modificada mediante recombinación homóloga. Esta tecnología requiere obtener ratones quiméricos mediante cultivo de células ES, cribado de células ES recombinantes, inyección de blastocistos, trasplante de útero y otras etapas, y luego obtener el primer ratón transgénico estable a partir de la descendencia de los ratones quiméricos. Esta tecnología se puede utilizar para la mutación de genes dirigida al sitio, el reemplazo total o parcial de la secuencia que conduce a la pérdida de la función del gen y puede lograr la eliminación tradicional de genes específicos combinando los sistemas Cre-loxp y Flp-Frt. , incluida la caracterización de tejidos y knockouts específicos de etapas de desarrollo. Esta tecnología puede simular y reproducir enfermedades humanas o animales causadas por mutaciones puntuales de genes. Puede desactivar la expresión de uno o parte de genes en células de tejidos específicos y etapas de desarrollo específicas, simulando y reproduciendo así la aparición de enfermedades específicas relacionadas con estos tejidos. células o etapas de desarrollo. Las principales desventajas de esta tecnología son: limitada por la tecnología de cultivo de células ES (actualmente solo hay varias líneas de células ES de ratón y rata), baja tasa de adquisición de ratones inicialmente establecidos y tiempo de ciclo largo.
1.1.3 Tecnología de modificación genética basada en endonucleasas artificiales En los últimos años, muchos estudiosos han descubierto varias endonucleasas a partir de microorganismos que pueden reconocer específicamente ciertas secuencias de bases y llevaron a cabo sus mejoras y las desarrollaron en endonucleasas artificiales. Esta tecnología puede identificar, combinar y escindir específicamente ciertas secuencias de ADN específicas, promoviendo así la inserción de secuencias de ADN extrañas en espacios para lograr el propósito de excluir o reemplazar las secuencias originales y lograr la modificación genética. En los últimos años, la tecnología de endonucleasa artificial se ha desarrollado rápidamente, incluidas las tecnologías ZFN, TALEN y CRISPR/Cas9, que tienen las características de operación simple, alta precisión de modificación, alta eficiencia, ciclo corto, no restringidas por células ES y pueden transformar una variedad de genes intracelulares. Entre ellos, la tecnología CRISPR/Cas9 ha sido bien desarrollada y aplicada en el Instituto de Investigación con Animales Modelo de la Universidad de Nanjing. Al utilizar esta tecnología, Huang Xingxu et al. lograron con éxito la transformación genética en varias especies y líneas celulares de línea germinal, incluidas las células madre embrionarias humanas, y lograron con éxito la transformación genética en ratones, ratas y monos, incluidas transformaciones knockout condicionales. El desarrollo y la utilización de nuevas tecnologías como CRISPR/Cas9 han mejorado la tasa de éxito de los transgenes y han hecho posible construir modelos animales de enfermedades transgénicas de diversos géneros y cepas.
1.2 Aplicación y características de los modelos animales de enfermedades transgénicas en la investigación médica
1.2.1 Características y perspectivas de aplicación en la investigación de la medicina occidental Basado en una investigación en profundidad sobre la información genética del ratón y la humana. Los resultados de la investigación genética de enfermedades de ratones y una variedad de modelos de ratones que pueden replicar enfermedades humanas y de ratones se han construido mediante tecnología de transformación genética y se utilizan ampliamente para estudiar y revelar las vías de señalización, los genes y su regulación involucrados en la aparición y el desarrollo. de enfermedades.
Dado que la aparición y el desarrollo de tumores es esencialmente un proceso de mutación y acumulación de genes en células somáticas o células germinales, los modelos de enfermedades tumorales construidos mediante tecnología de modificación genética pueden reproducir la aparición y el desarrollo de diversos tumores, por lo que en la investigación médica oncológica y en la lucha contra ellos. desarrollo de fármacos tumorales Tiene un gran valor de aplicación y logró excelentes resultados. En la actualidad, se sabe que el proceso de aparición y desarrollo de tumores es un proceso en el que se activan vías de señalización como la vía Ras, la vía WNT o la vía PI3K/AKT, mientras que se activan vías de señalización que inhiben la proliferación celular como la vía p53 o la vía Rb. son destruidos. Sobre la base de una comprensión profunda y completa de estos mecanismos moleculares, se han desarrollado una variedad de fármacos antitumorales. Por ejemplo, los fármacos dirigidos al EGFR se han utilizado en tratamientos clínicos antitumorales. La comprensión del modo de regulación de la vía p53 y la comprensión de las estructuras moleculares relacionadas han contribuido a la aparición del inhibidor de MDM2 RG7112, que hasta cierto punto tiene un buen efecto en ciertos tumores. En los últimos años, una comprensión profunda de los mecanismos moleculares implicados en la metástasis de tumores en ratones ha proporcionado una base teórica para el desarrollo de fármacos que pueden inhibir ampliamente la metástasis de tumores. Actualmente, debido a limitaciones técnicas como la dificultad para cultivar células madre embrionarias, la mayoría de los modelos animales de enfermedades genéticamente modificadas se derivan de ratones. La aplicación exitosa de la tecnología CRISPR/Cas9 en una variedad de modelos animales ha permitido realizar una gama más amplia de transgenes animales, eliminando así obstáculos técnicos para la construcción de modelos animales de enfermedades transgénicas distintas a los ratones.
1.2.2 Características y perspectivas de aplicación en la investigación de la medicina tradicional china Debido a la inconsistencia e incertidumbre en la teoría y el método de estandarización y cuantificación de los síntomas de la medicina tradicional china, la descripción y caracterización de los síntomas de la medicina tradicional china. son controvertidos, lo que hace que la base de los modelos animales de enfermedades construidos por la teoría de la medicina tradicional china sea muy limitada. Desarrollar estándares de diagnóstico unificados para los síntomas de la MTC lo antes posible, explorar métodos cuantitativos consistentes con la teoría de la MTC y explorar y revelar la relación entre los síntomas de la MTC y la regulación de la expresión genética y sus funciones contribuirá a un mayor desarrollo de la práctica y la teoría de la MTC. La visión holística y la visión dialéctica de la teoría de la medicina tradicional china enfatizan el papel clave de la integridad del cuerpo, la especificidad individual y la dialéctica patogénica en el diagnóstico de enfermedades, la exploración de la etiología y patogénesis y el tratamiento de las enfermedades, lo que sugiere la necesidad de utilizar genómica funcional, transcriptómica y conceptos genómicos. y métodos como la proteómica y la metabolómica para comprender la etiología y patogénesis de los síntomas de la MTC. Por tanto, desde un punto de vista genético, la explicación de los síntomas de la MTC se refleja más en la correlación y funcionalidad (integridad y dialéctica) entre múltiples genes dominados por un determinado gen, y más en el desarrollo de síntomas provocados por cambios epigenéticos (individualidad). ). El tremendo progreso en la tecnología moderna de modificación genética y la aparición de nuevas tecnologías como CRISPR/Cas9 han hecho posible modificar de forma económica y rápida múltiples genes en un individuo y simular artificialmente la regulación natural. Con la unificación teórica y la determinación de la estandarización y cuantificación de los síntomas de la MTC, y la mejora continua y el reconocimiento generalizado de los métodos, se cree que en un futuro próximo estarán disponibles modelos animales de síntomas de la MTC construidos mediante tecnología de modificación genética, lo que proporcionará una Se espera que la plataforma impulse la práctica y el desarrollo teórico de la medicina tradicional china a un nuevo nivel.
2 Resumen
Cualquier fenotipo, incluidos los fenotipos de enfermedades, puede atribuirse a la función, regulación y cambios de genes relacionados. Desde esta perspectiva, los modelos animales de enfermedades construidos mediante transformación genética pueden comprender las causas fundamentales de la aparición y el desarrollo de enfermedades, ayudar a los académicos a comprender fundamentalmente las leyes de la aparición y el desarrollo de enfermedades y también proporcionar información para el desarrollo de medicamentos nuevos, seguros y eficaces. Excelente plataforma experimental. Con la profundización de la comprensión de la naturaleza de la medicina y la genética, se espera que la tecnología moderna de modificación genética representada por la tecnología CRISPR/Cas9 se utilice más ampliamente en la construcción de modelos animales de enfermedades, lo que promoverá eficazmente el desarrollo de la medicina moderna.
；