Per2基因在制备双相障碍动物模型中的应用

本发明属于基因及其应用领域，涉及per2基因在制备双相障碍动物模型中的应用。

背景技术：

1、双相障碍是一种严重的心境障碍，由于临床表现为躁狂或轻躁狂和抑郁两种症状群交替出现，常被误诊为抑郁症。目前双相障碍的基础研究领域存在的瓶颈：即现有的国际上公认的双相障碍动物模型(包括钠-钾-atp酶抑制剂哇巴因模型、安非他明模型、线粒体dna累积突变模型等)仅能模拟双相障碍的躁狂状态，不能充分模拟该疾病的躁狂/抑郁两种表型。受限于双相障碍动物模型不能用一种机制模拟躁狂/抑郁两种表型，严重制约了双相障碍发病机制的研究与新的治疗药物的研发。因此，发明两种表型转换的双相障碍动物模型对于双相障碍的发病机制和新药研发将有重大推动作用。

2、时钟基因period(per)又称周期基因，属于核心时钟基因的一种。包括per1、per2、per3三种亚型。其中，关于per1和per2基因参与情感障碍的报道较多。临床研究发现，双相障碍患者的外周血per2基因水平降低和躁狂症状相关，可被锂盐治疗逆转。然而，per2基因是否参与双相障碍患者的抑郁发作，目前尚无研究报道。因此能够揭示该基因与双相障碍间的关系，进而获得双相障碍动物模型，为双相障碍的治疗和研究提供更好的平台，成为本领域亟待解决的重大科学问题之一。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述情况，本发明的发明人提供了per2基因在制备双相障碍动物模型中的应用，所述的per2基因属于时钟基因又称周期基因，发明人利用相关病毒载体分别敲低和过表达per2基因，结果发现通过调控per2基因表达水平影响抑郁和躁狂情绪的双重作用，进而可以诱发大鼠躁狂样行为表型和抑郁样行为表型，从而获得相应的动物模型，打破了以往双相障碍动物模型只能模拟一种表型的局限，是分别研究双相障碍两种不同表型的理想模型，可以广泛应用于双相障碍发病机制和新药的研发。

2、本发明的具体原理如下：

3、发明人首次发现per2基因也参与双相障碍的抑郁发作，即：per2基因既介导躁狂又介导抑郁——两种表型的发生。基于per2基因在躁狂和抑郁发生中的作用，发明人将其应用于动物模型的制备中，最终获得了双相障碍新的动物模型：采用腺相关病毒(aav-shper2)敲低海马ca1脑区per2基因的表达能诱发大鼠躁狂样行为表型；采用慢病毒(lv-per2)使海马ca1脑区per2基因过表达诱发大鼠抑郁样行为表型。发明人利用敲低和过表达技术以调节per2基因的表达水平，能较完整地呈现双相障碍的两种相反的表型，而且这个过程只涉及一种基因的干预，避免了两种因素的干扰，更好地体现了一种疾病的病理生理学过程，突破了国际上双相障碍动物模型的难题。

4、本发明的具体技术方案如下：

5、per2基因在制备双相障碍动物模型中的应用，具体步骤如下：

6、分别构建敲低per2基因表达的腺相关病毒载体aav-shper2，其核苷酸序列如seqid no.1所示，构建使per2基因过表达的慢病毒载体lv-per2，其核苷酸序列如seq id no.2所示。

7、获得上述病毒载体后，即可制备躁狂样行为表型动物模型，具体步骤如下：

8、在sd大鼠海马ca1脑区微注射aav-shper2病毒载体1ul，其中病毒液浓度为4×1011gc/ml，敲低时钟基因per2的表达，在脑区微注射术后21天进行行为学测试，发现实验组大鼠表现在强迫游泳实验中不动时间显著缩短；在旷场实验中，中央区停留时间显著延长，活动总距离显著增多；在高架十字迷宫测试中，开臂停留时间显著增多，即躁狂样行为表型。

9、抑郁样行为表型动物模型的制备方法，具体步骤如下：

10、在sd大鼠海马ca1脑区微注射lv-per2病毒载体1ul，其中病毒滴度为4×108tu/ml，使per2过表达，在脑区微注射术后12天进行行为学测试，发现实验组大鼠表现在强迫游泳实验中不动时间显著延长；在糖水测试中，糖水偏爱比值显著降低；在旷场实验中，中中央区停留时间显著缩短，活动次数和活动总距离显著减少；在高架十字迷宫测试中，开臂停留时间显著缩短，即抑郁样行为表型。

11、可见在大鼠海马ca1脑区敲低per2基因，能诱发大鼠躁狂样行为表型；在大鼠海马ca1脑区过表达per2基因，能诱发大鼠抑郁样行为表型，以上技术方法模拟了双相障碍患者的躁狂状态和抑郁状态，为深入研究双相障碍的发病机制，开发新的治疗药物提供了表型完整的动物模型。

12、如背景技术中所述，在现有双相障碍动物模型中，常用的动物模型仅能模拟双相障碍的一种状态，不能充分显示该疾病的两种表型转换，不利于充分揭示其发病机制。为解决这一问题，同时为了进一步揭示双相障碍的发病机制，发明人首次在本领域利用per2基因表达水平影响抑郁和躁狂情绪的双重作用，在大鼠海马ca1脑区分别敲低per2基因和过表达per2基因，以诱发大鼠躁狂样行为表型和抑郁样行为表型；相比其他现有模型，本模型有以下优势：

13、首先，本模型表型充分，既模拟了双相障碍的躁狂表型，又模拟了双相障碍的抑郁表型。这是国际上第一次实现了同时模拟双相障碍躁狂和抑郁表型的动物模型，具有理论与方法学的创新，将对本领域产生重要影响。

14、其次，本模型创新性地发现了per2基因既能导致躁狂行为和又能导致抑郁行为的发生，并发现了此基因发挥作用的具体脑区——海马ca1脑区。此模型只涉及一种基因的干预，即per2基因。这符合一个疾病的病理生理过程，避免了两种因素的干扰。

15、第三，在海马ca1脑区分别敲低和过表达per2基因以诱发躁狂和抑郁表型，以模拟双相障碍患者的躁狂发作和抑郁发作，有利于研究双相障碍的发病机制，此模型是分别研究双相障碍两种不同表型的理想模型，可以广泛应用于双相障碍发病机制和新药的研发。

技术特征：

1.per2基因在制备双相障碍动物模型中的应用，其特征在于：制备双相障碍动物模型时采用敲低per2基因表达的腺相关病毒载体aav-shper2，其核苷酸序列如seq id no.1所示；使per2基因过表达的慢病毒载体lv-per2，其核苷酸序列如seq id no.2所示。

2.根据权利要求1所述per2基因在制备双相障碍动物模型中的应用，其特征在于：制备躁狂样行为表型动物模型，具体步骤如下：

3.根据权利要求1所述per2基因在制备双相障碍动物模型中的应用，其特征在于：制备抑郁样行为表型动物模型，具体步骤如下：

技术总结
本发明属于基因及其应用领域，涉及Per2基因在制备双相障碍动物模型中的应用，所述的Per2基因属于时钟基因又称周期基因，发明人利用相关病毒载体分别敲低和过表达Per2基因，结果发现通过调控Per2基因表达水平影响抑郁和躁狂情绪的双重作用，进而可以诱发大鼠躁狂样行为表型和抑郁样行为表型，从而获得相应的动物模型，打破了以往双相障碍动物模型只能模拟一种表型的局限，是分别研究双相障碍两种不同表型的理想模型，可以广泛应用双相障碍发病机制和新药的研发。

技术研发人员：王新玲,陈炜
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12