一种构建颞下颌关节骨关节炎动物模型的方法

本发明涉及动物模型，具体为一种构建颞下颌关节骨关节炎动物模型的方法。

背景技术：

1、颞下颌关节(temporomandibular joint,tmj)是人体中唯一能够进行开闭口等复杂运动的关节之一，其健康状态对于维持正常的咀嚼、说话和面部表情至关重要。然而，tmj的功能障碍，特别是颞下颌关节骨关节炎(tmj osteoarthritis,tmj oa)，是一种普遍的慢性退行性疾病，影响着全球数百万人的生活质量。tmj oa的特点包括软骨退化、骨重塑、关节炎症和疼痛，但其病理生理机制至今尚未完全阐明。

2、在过去，研究人员通过多种方法建立了tmj oa的动物模型，旨在模拟人类疾病的病理特征，以便研究其发展机制和评估潜在的治疗方法。这些模型主要包括机械应力诱导模型、生物化学诱导模型以及遗传操纵动物模型。机械应力模型通常通过外科手术或机械装置引起关节的不稳定和过度负荷，模拟oa的发展过程。生物化学诱导模型则是通过局部注射破坏软骨的酶，如胶原酶或蛋白酶，来诱导关节退变。尽管这些模型为tmj oa的研究提供了重要信息，但它们往往缺乏特定基因变异对疾病进程的影响，这在人类疾病中被认为是关键因素。

3、遗传操纵动物模型通过敲除或突变与oa发展相关的基因，提供了另一种研究tmjoa的方法。但是，这些模型的建立往往需要复杂的遗传操作和长时间的育种，且对特定基因功能的理解不够深入，限制了其在疾病机理研究中的应用。

4、crispr/cas9技术的出现为精确操纵基因组提供了一种强大的工具，使得在动物模型中快速、高效地进行基因敲除、敲入或编辑成为可能。然而，尽管这项技术为解析基因功能和疾病机制提供了前所未有的机会，但其在tmj oa模型中的应用尚不广泛，特别是在直接相关性、病理特征以及治疗应答方面的研究。

5、因此，现有tmj oa模型的局限性突显了对更精确、可控的遗传操纵模型的需求，这种模型应能够更贴近人类tmj oa的遗传和病理特征。对此，我们提出了利用crispr/cas9技术构建tmj oa动物模型的研究，旨在克服现有技术的局限，深入探讨关键基因在tmj oa病理过程中的作用，并为开发新的治疗策略提供科学依据。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种构建颞下颌关节骨关节炎(tmj oa)动物模型的方法，通过精确的基因编辑，我们能够特异性地敲除或过表达特定基因，创建可重复的tmj oa动物模型。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种构建颞下颌关节骨关节炎动物模型的方法，包括以下步骤：

3、s1、选择一组与tmj oa相关的候选基因；

4、s2、设计针对所述候选基因的特异性单向导向rna(sgrna)；这些sgrna专门针对上述候选基因，以引导crispr/cas9系统进行精确的基因编辑；

5、s3、构建包含所述单向导向rna及crispr/cas9系统的表达载体；

6、s4、通过显微注射将所述表达载体引入动物受精卵；

7、s5、将处理过的受精卵植入至代理动物母体中；

8、s6、识别并选择具有所述候选基因编辑的后代动物。

9、优选的，所述候选基因包括col1a1、col2a1、il1、tnf、mmps、adamts、runx2、smad3、alpl和gdf5中的至少一个；这些基因是根据它们在tmj oa发病机制中的已知或预期作用进行选择的。

10、优选的，所述候选基因为col2a1基因。

11、优选的，所述表达载体包括选择性标记基因以辅助筛选具有所述候选基因编辑的后代动物，这些标记基因使得筛选过程更加高效和准确。

12、优选的，所述动物为哺乳动物。

13、优选的，所述哺乳动物选自小鼠、大鼠和兔，这些模型动物为进一步的tmj oa研究提供了宝贵的生物学工具，使研究人员能够在体内环境中研究tmj oa的病理生理学和分子生物学机制。

14、优选的，识别具有所述候选基因编辑的后代动物的步骤包括使用聚合酶链反应(pcr)和dna序列分析，通过pcr和dna序列分析等技术，可以识别具有所述候选基因编辑的后代动物。

15、本发明还提供颞下颌关节骨关节炎动物模型构建方法得到的颞下颌关节骨关节炎动物模型在进行颞下颌关节骨关节炎的病理机制研究的应用。

16、本发明还提供颞下颌关节骨关节炎动物模型构建方法得到的颞下颌关节骨关节炎动物模型在测试针对颞下颌关节骨关节炎的治疗方法有效性的应用。

17、本发明还提供颞下颌关节骨关节炎动物模型构建方法得到的颞下颌关节骨关节炎动物模型在进行颞下颌关节骨关节炎的药物筛选的应用。

18、通过本发明构建的tmj oa动物模型，可以深入解析tmj oa的病理机制，评估药物治疗的效果，以及开发和测试新的预防和治疗方法。这些模型的使用有助于加速tmj oa相关治疗策略的研究和开发，对于患者的临床治疗具有重要意义。

19、本发明提供了一种构建颞下颌关节骨关节炎动物模型的方法。具备以下

20、有益效果：

21、本发明通过精确的基因编辑，我们能够特异性地敲除或过表达特定基因，创建可重复的tmj oa模型，这为研究oa的分子机制提供了一个可靠的工具，可以帮助更好地理解了软骨退行性变化、炎症反应、骨重塑等在tmj oa发展中的作用，揭示了疾病的分子基础。

技术特征：

1.一种构建颞下颌关节骨关节炎动物模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种构建颞下颌关节骨关节炎动物模型的方法，其特征在于，所述候选基因包括col1a1、col2a1、il1、tnf、mmps、adamts、runx2、smad3、alpl和gdf5中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的一种构建颞下颌关节骨关节炎动物模型的方法，其特征在于，所述候选基因为col2a1基因。

4.根据权利要求1所述的一种构建颞下颌关节骨关节炎动物模型的方法，其特征在于，所述表达载体包括选择性标记基因以辅助筛选具有所述候选基因编辑的后代动物。

5.根据权利要求1所述的一种构建颞下颌关节骨关节炎动物模型的方法，其特征在于，所述动物为哺乳动物。

6.根据权利要求5所述的一种构建颞下颌关节骨关节炎动物模型的方法，其特征在于，所述哺乳动物选自小鼠、大鼠和兔。

7.根据权利要求1所述的一种构建颞下颌关节骨关节炎动物模型的方法，其特征在于，识别具有所述候选基因编辑的后代动物的步骤包括使用聚合酶链反应和dna序列分析。

8.一种使用权利要求1-7任一项所述方法构建的颞下颌关节骨关节炎动物模型在进行颞下颌关节骨关节炎的病理机制研究的应用。

9.一种使用权利要求1-7任一项所述方法构建的颞下颌关节骨关节炎动物模型在测试针对颞下颌关节骨关节炎的治疗方法有效性的应用。

10.一种使用权利要求1-7任一项所述方法构建的颞下颌关节骨关节炎动物模型在进行颞下颌关节骨关节炎的药物筛选的应用。

技术总结
本申请涉及动物模型领域，公开了一种构建颞下颌关节骨关节炎动物模型的方法，包括以下步骤：S1、选择一组与颞下颌关节骨关节炎相关的候选基因；S2、设计针对所述候选基因的特异性单向导向RNA；S3、构建包含所述单向导向RNA及CRI SPR/Cas9系统的表达载体；S4、通过显微注射将所述表达载体引入动物受精卵；S5、将处理过的受精卵植入至代理动物母体中；S6、识别并选择具有所述候选基因编辑的后代动物。本发明通过精确的基因编辑，我们能够特异性地敲除或过表达特定基因，创建可重复的TMJ OA模型，这为研究OA的分子机制提供了一个可靠的工具，可以帮助更好地理解了软骨退行性变化、炎症反应、骨重塑等在TMJ OA发展中的作用，揭示了疾病的分子基础。

技术研发人员：张玉鑫,黄栋,郑吉驷,杨驰,张大河,罗怡
受保护的技术使用者：上海交通大学医学院附属第九人民医院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17