Production of humanized mouse models for Hemoglobin E and [beta]0-thalassemia

Abstract

ฮีโมโกลบินอีเกิดจากการกลายพันธุ์ของยีนเบต้า-โกลบิน ที่ตำแหน่ง codon ที่ 26 ซึ่งทำให้เกิดการแทนที่ของ Glutamic acid ด้วย Lysine การกลายพันธุ์นี้ยังส่งผลให้เกิดการกระตุ้นตำแหน่ง ctyptic splice ที่ codon 25 ทำให้เกิด weal aberrant splicing ในคนที่เป็นเฮทเทอโรไซกัสฮีโมโกลบินอีจะมีความผิดปกติของเม็ดเลือดแดงและมีโลหิตจางเล็กน้อยแต่ในคนที่มีทั้งยีนฮีโมโกลบินอีและยีนเบต้า-ธาลัสซีเมียจะมีโลหิตจางตั้งแต่เล็กน้อยจนถึงรุนแรง โรคเบต้า-ธาลัสซีเมียเกิดจากการกลายพันธุ์ของยีนเบต้า-โกลบิน โดยส่วนใหญ่เกิดจากการเปลี่ยนของนิวคลีโอไทด์เพียงหนึ่งตำแหน่ง หรือ การขาดหายไปของนิวคลีโอไทด์ช่วงสั้น ๆซึ่งจะมีผลต่อทำให้การสร้างสายเบต้า-โกลบินลดลงหรือสร้างไม่ได้เลย การกลายพันธุ์แบบที่มีการขาดหายไปของนิวคลีโอไทด์ 4 ตัว (-TTCT) ที่ตำแหน่ง codons 41/42 ทำให้เกิด frameshift และ stop codon ขึ้นที่ตำแหน่ง codon 59 mRNA ส่งผลทำให้เกิดโรคเบต้าศูนย์-ธาลัสซีเมีย งานวิจัยนี้ได้สอดใส่การกลายพันธุ์ ฮีโมโกลบินอี และ 4 bp deletion ลงไปในกลุ่มยีนเบต้า-โกลบินของมนุษย์และสอดใส่ชิ้นดีเอ็นเอนี้เข้าไปในโครโมโซมของหนู โดยวิธี microinjection เพื่อสร้างหนูทรานส์จีนิค จากนั้นได้ทำการผสมพันธุ์ระหว่างหนูทรานส์จีนิค และหนูเฮทเทอโรไซกัสเบต้า-โกลบินน็อกเอาท์ซึ่งมีการขาดหายไปของยีนเบต้า-โกลบินของหนูจากโครโมโซมหนึ่งข้าง โดยพบว่าฮีโมโกล-บินอีทรานส์ยีนสามารถแสดงออกและลดความรุนแรงของภาวะโลหิตจางในหนูเฮทเทอโรไซกัสน็อกเอาท์ในขณะที่การแสดงออกของยีนเบต้า-โกลบินที่มีการกลายพันธุ์แบบ 4 bp deletion ไม่สามารถลดความรุนแรงของภาวะโลหิตจางในหนูเฮทเทอโรไซกัสน็อกเอาท์ได้ การผสมพันธุ์ของหนูเหล่านี้ทำให้สามารถคัดเลือกหนูที่มียีนฮีโมโกลบินอีของมนุษย์โดยปราศจากยีนเบต้า-โกลบินของหนูสามารถมีชีวิตรอดและมีการแสดงออกของโรคธาลัสซีเมียตั้งแต่ซีดเล็กน้อยถึงปานกลาง ขึ้นอยู่กับจำนวน transgene copy numberส่วนหนูที่มีทรานส์ยีน 4 bp deletion และปราศจากยีนเบต้า-โกลบินของหนูนั้นตายตั้งแต่ก่อนคลอดเนื่องจากอาการซีดอย่างรุนแรง