Fat-1 小鼠模型
 

fat-1 mouse model

我们实验室培育的fat-1转基因小鼠,能自己合成必需omega-3脂肪酸,这种功能是其它哺乳动物所不具备的。转基因小鼠携带来源于线虫(C. elegans)的fat-1基因,可以把omega-6脂肪酸转化为omega-3脂肪酸,因此,动物组织和器官富含omega-3脂肪酸,其组织的omega-6omega-3比例趋于均衡。一般地,这种情况只能通过喂养富含omega-3脂肪酸的饮食而获得,而此品系的小鼠则可以不依赖于饮食中omega-3的来源。Fat-1小鼠提供了一种理想的动物模型,能在不改变饮食结构的状态下研究体内omega-3脂肪酸生物学作用。

膳食补充是改变组织中营养素组份(如脂肪酸等)的传统方法。给动物饲养不同来源的饮食,将给实验带来许多变异性的因素, 可能会导致不一致或矛盾的结果。因此,食物中的干扰因素成为动物营养学研究的一个具有挑战性的大问题。

使用fat-1小鼠模型可在高omega-6饮食状态下,同窝小鼠中产生两种不同脂肪酸组份的动物(比如说,高与低omega-6/omega-3比例)。当fat-1杂合子小鼠与野生型小鼠进行杂交,子代将会有两种基因型:fat-1转基因型和野生型(11)。这些同窝出生的小鼠给于相同的饮食,在野生型和fat-1转基因小鼠组织中分别呈现高和低omega-6/omega-3比例的两种孑然不同的脂肪酸组份。一般情况下,这两种脂肪酸组份必须通过分别喂养富含omega-6omega-3脂肪酸的饲料而获得。因为fat-1小鼠的应用不必再用两种不同的饲料的喂养,因而可消除不同饮食对实验的影响。这些饲料潜在的影响因素包括纯度、气味、热量、不同油(如鱼油和玉米油)中其他成分(如饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、胆固醇、抗氧化剂、污染物和其它未鉴定的物质),以及来源于饲料的其它因素,如制备方法、保存条件和进食时间等。因此,这种小鼠模型将为omega-3脂肪酸药理评价和机理研究提供了一个良好的对照和没有食料干扰因素的实验条件。

另外,使用fat-1小鼠模型可以减少因长期喂养(2-3月或更长)不同饲料所带来的麻烦,节省时间与金钱。在转基因小鼠体内,脂肪酸成分的改变(从omega-6 转化为 omega-3)发生早在胚胎阶段,并持续整个寿命。因此,fat-1小鼠提供了一个方便的模型来研究在不同的年龄或时间点 omega-3脂肪酸的生物学作用。

此外,fat-1转基因小鼠可以和现有疾病模型小鼠(转基因或基因敲除小鼠,如ob/ob肥胖 模型和apoE-/-动脉粥样硬化模型)进行交配,所产生的子代可用于研究omega-3脂肪酸或不同omega-6/omega-3比例在疾病发生发展过程中的影响。

与饮食干预的方法相比较,这种转基因的方法在改变组织中omega-6/omega-3比例方面有独特的优势。它不仅可以增加omega-3脂肪酸的绝对含量,而且可以明显减低omega-6脂肪酸的水平,从而更有效的使omega-6/omega-3比例趋于均衡,而不改变总体脂肪酸的含量(如转基因小鼠和野生型小鼠组 织中omega-3omega-6脂肪酸总量保持不变,但其比例已发生改变)。因此,fat-1小鼠模型是改变组织中omega-6/omega-3比例的理想方法。

Fat-1小鼠模型具有上述不可替代的优势,从而引起了广泛的关注与兴趣。到目前为止, 我们已经收到全世界二十多个国家超过100多个生物医学领域实验室的使用fat-1小鼠模型的请求。我们实验室现已与不同国家的十几个实验室建立了紧密的合作关系,共同使用fat-1转基因小鼠进行omega-3脂肪酸的药理学研究。大量的研究成果已经发表,再次证明了fat-1小鼠 的实用性,而且第一次使用无饮食因素干扰的实验系统进行omega-3脂肪酸的药理作用及其分子机制的研究。我们将继续使用该模型连同其它基因改造的各种疾病模型,采用先进的脂类组学、遗传学、蛋白质组学的技术和方法来进一步研究omega-3脂肪酸的药理作用及其分子机制。

 

发表文章(节选):

  1. Kang JX, Wang J, Wu L, Kang ZB.Fat-1 transgenic mice convert n-6 to n-3 fatty acids. Nature 2004; 427;504.
  2. Kang JX. Fat-1 transgenic mice: A new model for omega-3 research. Prostaglandins, Leukotrienes, and Essential Fatty Acids 2007;77:263-267.
  3. Hudert C, Weylandt KH, Wang J, Lu Y, Song H, Dignass A, Serhan CN, Kang JX.  Fat-1 transgenic mice are protected from experimental colitis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006;103(30):11276-11281.
  4. Xia SH, Wang J, Lu Y, Song H, Serhan CN and Kang JX. The growth of melanoma is reduced in Fat-1 transgenic mice: Impact of n-6/n-3 essential fatty acids.Proc Natl Acad Sci USA.2006;103:12499-12504.
  5. Connor KM, SanGiovanni JP, Lofqvist C, Aderman CM, Chen J, Higuchi A, Hong S, Pravda E, Majchrzak S, Carper D, Hellstrom A, Kang JX, Chew EY, Salem N, Serhan CN, Smith LEH. Increasing dietary intake of ω-3 PUFA reduces pathological retinal angiogenesis. Nature Medicine2007;13(7):868-873.
  6. Berquin IM, Min Y, Wu R, Perry D, Cline MJ, Thomas MJ, Thornberg T, Zhang H, Wu H, Kang JX, Chen YQ. Modulation of prostate cancer genetic risk by omega-3 and omega-6 fatty acids. J  Clin Investig 2007;117:1866-1875

Fat-1 小鼠模型研讨会:

  1. Importance of Omega-6/Omega-3 Fatty Acid Ratio in Disease Prevention:
    Evidence from the Fat-1 Transgenic Mouse Studies
    Athens, Greece
    November 14, 2007
    Workshop Program

  2. Unraveling the role of omega-3 fatty acids using the Fat-1 mouse
    Geneva, Switzerland
    October 6, 2008
    Workshop Program

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