[发明专利]DJ-1功能丧失的细胞模型的构建方法与应用

说明书

本发明公开了DJ‑1功能丧失的细胞模型的构建方法与应用。该细胞模型的构建方法包括如下步骤：降低多能干细胞的DJ‑1蛋白活性和/或表达量、抑制多能干细胞的DJ‑1基因表达、或、敲除多能干细胞的DJ‑1基因，得到DJ‑1功能丧失的多能干细胞；诱导所述DJ‑1功能丧失的多能干细胞为神经干细胞或间充质干细胞，得到细胞模型；多能干细胞为胚胎干细胞或诱导多能干细胞。采用本发明构建的细胞模型可以制备DJ‑1突变导致的帕金森病的细胞模型。本发明为帕金森病的发病机制进行疾病治疗奠定基础，具有重要的应用前景。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及DJ-1功能丧失的细胞模型的构建方法与应用，尤其涉及DJ-1功能丧失的人胚胎干细胞模型、DJ-1功能丧失的神经干细胞模型和DJ-1功能丧失的间充质干细胞模型的构建方法与应用。

背景技术

衰老的自由基学说认为，在衰老过程中，细胞会不断产生活性氧自由基(reactiveoxygen species，ROS)，而这种自由基可以引起DNA损伤从而导致突变，也可以使细胞中的多种物质发生氧化，损伤生物膜。干细胞(如神经干细胞(Neural stem cell，NSC)、间充质干细胞(Mesenchymal stem cells，MSC))对细胞内和细胞外的氧化压力高度敏感，过度的氧化压力会导致干细胞的衰老，导致个体衰老以及衰老相关疾病。因此，研究氧化压力对干细胞内稳态的调控具有重要的生物学意义。

成体干细胞是存在于机体内，具有自我更新和一定分化潜能的细胞总称，对于机体内环境稳态维持、补充损耗的多种终末分化细胞有重要作用，成体干细胞的稳态失衡、衰退及耗竭与机体衰老关系密切。神经干细胞以对称分裂和不对称分裂两种方式增殖，在特定条件下诱导分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。神经干细胞具有很强的可塑性，不仅可以分化为各种类型的成熟神经细胞，还可以在特定环境下分化产生不同组组织的细胞。例如神经干细胞可实现跨胚层转化，分化为骨骼肌细胞和造血样细胞，具有重要的实用价值。间充质干细胞是成体干细胞的重要成员，最初来自发育早期的中胚层和外胚层，具有自我复制能力以及向脂肪、肌肉、心肌、软骨、成骨等多种细胞分化的能力，对于机体内炎症反应的调控也具有重要意义，间充质干细胞的异常或加速耗竭是引起骨质疏松、肌肉萎缩及某些早衰症的重要诱因。在应用方面，基于分离、体外分化、培养人类间充质干细胞的体系较为成熟，及间充质干细胞具有重要的功能、作用等优点，间充质干细胞已经成为细胞治疗领域重要的工具细胞类型。研究表明，体外培养的间充质干细胞明显地表现出复制性衰老的表型。综上，在人类成体干细胞(如神经干细胞、间充质干细胞)中研究氧化还原状态的维持具有重要的作用。

DJ-1基因又名PARK7(Parkinsonism associated deglycase)基因，位于人1号染色体(1p36.12-1p36.33)，共7个外显子。DJ-1基因编码DJ-1蛋白，DJ-1蛋白由189个氨基酸组成，分子量为21KDa。DJ-1的突变导致其功能的失活，造成常染色体隐性遗传性帕金森病。在氧化压力条件下，DJ-1能够通过自身氧化或者调控抗氧化相关蛋白(如NRF2、SOD1)清除氧化压力。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以用来制备帕金森病细胞模型的细胞模型。

本发明首先保护一种构建细胞模型的方法，可为a1)或a2)或a3)：

a1)降低干细胞的DJ-1蛋白活性和/或表达量，得到细胞模型；

a2)抑制干细胞的DJ-1基因表达，得到细胞模型；

a3)敲除干细胞的DJ-1基因，得到细胞模型。

上述方法中，所述干细胞可为多能干细胞、神经干细胞或间充质干细胞。