[發明專利]皮層擴張以及溝回形成的小鼠模型的建立

有效

• 申請號: 201710610807.0
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN109295234B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 王曉群;吳倩;劉靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院生物物理研究所
• 主分類號: C12Q1/6888
• 分類號: C12Q1/6888;C12N15/87;G01N33/569;A01K67/027;A61K45/00;A61P25/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 關旭穎

本發明涉及皮層擴張以及溝回形成的小鼠模型的建立。具體是通過單細胞測序發現TMEM14B基因是在人腦oRG細胞特異表達的基因。基于此建立皮層擴張以及溝回形成的小鼠模型，另外，本發明還涉及TMEM14B基因在疾病預測、診斷以及治療上的應用。

發明領域

本發明涉及神經生物學領域，具體涉及TMEM14B基因在人腦oRG細胞中的特異表達，以及基于此，TMEM14B基因用于制備具有溝回的動物腦模型的用途及制備的動物腦模型的應用。

背景技術

大腦新皮層(Neocortex)是哺乳動物的高級情感和認知中心。大腦皮層的進化在功能上表現為更高的學習和認知能力，在結構上表現為皮層表面積的擴張和神經元數量種類的增多。于是，溝回的產生是大腦發育的飛躍。大腦皮層的正常發育取決于神經干細胞特定時程內的分裂，分化已經新生神經元的遷移和成熟。腦容量和皮層擴張主要基于神經干細胞的種類、分裂方式、細胞周期長短等因素。目前大腦皮層發育研究的熱點主要在大腦擴張的進化機制、腦發育相關疾病的發生機制的研究。

近期的跨物種研究顯示靈長類皮層進化出新的增生區腦室外區，此區域包含大量的具有增殖能力的oRG細胞。對oRG細胞分裂能力和自身分子特性的深入了解為解釋大腦皮層的進化提供了可能。

目前的研究主要集中在通過熒光蛋白標記來觀察分裂行為，以及免疫染色來觀察表達特性。由于對oRG細胞分子表達譜的認知缺乏，現有的研究主要集中于對oRG特異表達基因的篩選。

小鼠由于其獨特的飼養繁殖近緣優勢，是常見的生物學研究的模式動物。然而小鼠是平滑腦，人類是溝回腦。雖然小鼠和人腦發育很多過程和機制在進化上保守，然而由于形態上的差別，小鼠用于研究人腦的發育過程就有些不足之處。

現有技術中，通過在胚胎期在小鼠腦中利用胚胎電轉的方法敲降神經干細胞調控基因(鼠源的Trnp1)，或者瞬時過表達人源基因ARHGAP11B，使得小鼠腦中出現了溝回的結構[1,2]。另外，通過在胚胎期在小鼠腦中通過胚胎電轉以及定點敲入人源基因TBC1D3的方法過表達人源基因，小鼠腦中出現了溝回的結構[3]。

發明內容

本專利通過單細胞測序發現TMEM14B基因是在人腦oRG細胞中特異表達的基因。本專利制備了人源TMEM14B基因的條件敲入小鼠，發現小鼠腦發育表現出皮層擴張并出現似人腦的溝回，從而可以通過小鼠模型來模型人腦的發育，作為工具模型對大腦皮層進化的研究有著重要意義。

具體而言，本發明一方面涉及腦不同類型神經干細胞的分選方法，所述方法包括以下步驟：

1)分離腦的左右半球；

2)根據腦圖譜切下前額葉的位置進行震蕩切片；

3)通過顯微精細分割出腦室區，腦室外區，皮層區；

4)用酶消化不同區域的組織；

5)中和反應后重懸步驟4)得到的單細胞；

6)利用流式抗體通過流式細胞術分選不同類型神經干細胞。

在優選的實施方案中，步驟4)中使用的酶是木瓜蛋白酶。

在優選的實施方案中，步驟5)中所述中和利用含胎牛血清的DMEM完全培養基。

在優選的實施方案中，所述胎牛血清含量為5％。

在優選的實施方案中，所述流式抗體根據要分離的神經干細胞類型選擇。

在優選的實施方案中，對于腦室區和腦室外區收集CD15陽性/CD184陽性/CD56陰性/CD140α陰性的細胞，對于皮層區收集CD56陽性/CD184陰性的神經元。