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张永清研究组合作研究发现ApoE基因突变家犬忠实重现人类动脉粥样硬化所致心脑血管疾病

  随着人民生活水平的提高和饮食习惯的改变,动脉粥样硬化引发的脑中风和心梗已成为世界范围内的主要死亡病因。脂质代谢失调是动脉粥样硬化的重要成因,而E型载脂蛋白质(ApoE)在胆固醇代谢中起关键作用。ApoE突变导致胆固醇水平升高的小鼠和大鼠等多种模式动物已被广泛用于动脉粥样硬化的病理学研究,但这些动物模型中很少表现出病人严重的动脉粥样硬化及相关临床症状,限制了它们在转化研究中的应用。家犬在解剖学、生理学和新陈代谢等多方面比小鼠更接近人类,与人类长期共同生活,具有相似的饮食结构,因此有可能是研究心脑血管疾病的理想模型。 

 

  中国科学院遗传与发育生物学研究所张永清研究组与北京希诺谷生物科技公司,北京宣武医院吉训明教授团队,西安交大医学院刘恩岐教授团队等通力合作,利用磁共振成像,超声波诊断,多组学和免疫化学分析等多学科交叉方法揭示ApoE基因敲除家犬表现广泛而严重的动脉粥样硬化斑块,动脉狭窄和闭塞,血栓形成,最后导致脑中风和坏疽,忠实地重现了动脉粥样硬化病人的病理和临床表现。人类动脉粥样硬化最重要的临床表现来自脑动脉和冠状动脉的病变,这些病变在ApoE突变家犬中表现明显,但其他动物如小鼠突变体中很少表现。家犬动脉粥样硬化及其相关脑中风可以使用医院常用的非侵入性MRI和超声分析进行检查,便于对疾病进展和预后进行评估。上述结果表明,ApoE突变家犬可用于动脉粥样硬化和脑中风等相关疾病的基础和转化研究。 

 

  研究结果于202192日在线发表于Science China Life Sciences杂志(DOI:10.1007/s11427-021-2006-y)。遗传发育所赵晖博士,宣武医院吴迪博士和希诺谷公司赵建平,孙照霖博士为该论文共同第一作者,希诺谷公司米继东,西安交大刘恩岐教授,宣武医院吉训明教授与遗传发育所张永清研究员为共同通讯作者。遗传发育所蛋白质组学平台汪迎春研究员,脂质组学平台税光厚研究员以及分子系统生物学中心杜茁研究员参与了该项目的合作。本项目得到科技部,基金委,北京市和中科院的大力支持。 

   

图:ApoE纯合突变家犬大脑基底动脉与心脏冠状动脉因严重动脉粥样硬化造成血管狭窄与闭塞。