新生儿先天性消化道梗阻是一种由多种因素引起的胎儿发育期消化系统结构异常。本技术介绍了一种构建新生儿先天性消化道梗阻的斑马鱼模型方法,通过设计gRNA靶点序列实现。
背景技术
新生儿先天性消化道梗阻是在胎儿发育过程中由于多种因素引发的消化系统结构畸形,其发病率在1/10000至1/4000之间。根据梗阻发病位置的不同,可分为食管闭锁或狭窄、十二指肠闭锁或狭窄、空肠或回肠闭锁或狭窄、肛门直肠畸形等几种常见类型。先天性消化道梗阻典型的临床特征是消化道不通,表现为呕吐、腹胀、吞咽困难和无正常胎便排出等。除了消化道解剖结构的异常,此类患者还可能伴有消化道动力功能障碍。尽管手术治疗是目前唯一公认的有效方法,但术后可能出现感染、粘连、吻合口瘘等严重不良反应。
先天性消化道梗阻的病因和发病机制至今尚未完全阐明。遗传因素、环境暴露、激素水平变化等因素都可能与此类疾病的发生相关。早期的研究提出了肠空泡化不全、胚胎晚期肠系膜血运障碍、肠壁内神经和起搏器细胞发育不全等学说,但都不能对疾病的发生作出完整解释。随着胚胎学、免疫学和遗传学等学科的深入研究,越来越多的证据表明消化道畸形的形成与遗传因素密不可分,多种基因参与其发生和发展。
ZIC3基因位于人类第X号染色体,负责编码锌指蛋白家族成员之一的锌指蛋白3(Zincfingerprotein3)。研究表明,ZIC3基因的突变或功能不全与身体左右对称性的建立紊乱密切相关(例如心脏、肠道和其他内脏器官的位置异常),这种紊乱尤其在心脏发育缺陷中表现显著。Gebbia等人在1997年的研究中首次揭示了ZIC3基因突变与左右轴发育异常的关联。有趣的是,除了心脏发育缺陷和内脏异位症外,部分携带ZIC3基因突变的个体还表现出肛门畸形和十二指肠闭锁等消化道异常,这表明ZIC3基因在消化道发育中也可能发挥关键作用。2020年,Bishop等人在十二指肠闭锁患儿中发现了一例ZIC3基因变异,为该基因与消化道畸形的关联提供了新的证据。ZIC3可能通过影响内胚层和中胚层细胞的分化,引发先天性消化道梗阻的异常表型。
本研究利用CRISPR/Cas9系统构建 ZIC3
斑马鱼系,通过对突变体消化道畸形的结构和病理分析描述突变鱼系的发病情况。
实现思路