[发明专利]一种突变型GABRG2转基因斑马鱼癫痫模型的构建方法及应用

说明书

本发明公开了一种由突变型GABRG2转基因诱导的癫痫斑马鱼模型构建方法，以斑马鱼作为模式动物，通过将突变人GABRG2基因转入斑马鱼使其成为具有癫痫表型的斑马鱼系，该斑马鱼系可用于研究GABRG2突变与癫痫发病机制的关系，并用于抗癫痫药物筛选。

技术领域

本发明属于生物学和基础医学研究中的动物模型制备技术领域，具体涉及一种利用癫痫相关基因GABRG2突变体所构建的转基因斑马鱼癫痫模型，和该癫痫斑马鱼模型的构建方法及其在癫痫发病机制、药物筛选和抗癫痫药物靶点鉴定等研究工作中的应用。

背景技术

癫痫是一种常见的慢性神经系统疾病，其特征是存在自发的无端复发性癫痫发作，是最常见的致残性神经系统疾病之一，影响着全世界5000多万人，每年约有240万人被诊断患有癫痫症。癫痫发作频率、持续时间和严重程度增加，可能会增加患者的认知和情绪障碍，导致癫痫性脑病的发生，引起患者认知障碍、情绪焦虑等一系列后遗症。癫痫根据病因分为原发性和继发性两种，其中原发性癫痫多与基因缺陷相关。在过去二十年中，随着二代测序等基因组技术的发展，已经鉴定出近1000个基因的突变与癫痫的发生有关，其中包含许多离子通道和非离子通道的基因突变。

γ-氨基丁酸A受体(GABA_AR)是中枢神经系统中快速抑制性突触传递的主要介质，已被反复证明在癫痫发作中具有关键作用。GABA_A受体是通过多个亚基组装形成的异戊二聚体，目前已经检测到GABA_A受体亚基α1，β1，β2，β3，γ2和δ的突变均与癫痫发病密切相关，且这些突变通常具有常染色体显性遗传特征。

GABA_A受体γ2亚基(GABRG2)对于GABA_A受体转运和突触功能具有重要的意义，目前已经发现十多个与癫痫发病相关的GABRG2突变，包括错义突变、无义突变、移码突变以及截短突变，这些突变通过不同机制，如mRNA和内质网相关蛋白降解、影响受体正常功能、突变蛋白的聚集等，不同程度降低了离子通道功能，所导致的临床表型从单纯性热性惊厥，到更为复杂的遗传性癫痫伴热性惊厥附加症，甚至严重的Dravet综合征等不尽相同。有研究从临床患儿中发现一组与癫痫性脑病高度相关的错义型GABRG2突变，其中F343L突变位于GABRG2跨膜区，使得GABA电流下降30％左右，且有这种突变的患儿对已有抗癫痫药基本不敏感。

斑马鱼作为脊椎动物，具有复杂的神经系统，遗传结构与人类相似，约70％的基因与人类共享，约84％的人类疾病已知相关基因也在斑马鱼中表达。与小鼠等啮齿类动物相比，斑马鱼遗传操作简单，更适合用于制备癫痫模型，并用于高通量药物筛选以及抗癫痫药物的新分子靶点鉴定等研究中。斑马鱼中GABA_A受体通常以α1β2γ2、α1β2δ、α2bβ3γ2、α2bβ3δ、α4β2γ2、α4β2δ、α6bβ2γ2和α6bβ2δ等组成形式存在。目前虽已有GABA_A受体α1亚基(GABRA1)敲除模型，该模型中斑马鱼幼鱼表现出活动增加、脑电活跃、死亡率增加等癫痫表型，但仍未有GABRG2突变癫痫斑马鱼系的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种由突变型GABRG2转基因诱导的癫痫斑马鱼模型构建方法。该方法是以斑马鱼作为模式动物，通过将突变GABRG2基因转入斑马鱼使其成为具有癫痫表型的斑马鱼系，该斑马鱼系可用于研究GABRG2突变与癫痫发病机制的关系，并用于抗癫痫药物筛选。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种突变型GABRG2转基因斑马鱼癫痫模型的构建方法，将突变人GABRG2基因转入斑马鱼使其成为具有癫痫表型的斑马鱼系。

所述的突变斑马鱼为转入错义突变GABRG2基因的斑马鱼。

所述的癫痫斑马鱼模型为GABRG2错义突变引起。

所述的GABRG2错义突变为人GABRG2基因第343位氨基酸Phe密码子中碱基T突变为C(F343L)。