糖原贮积症Ⅴ型斑马鱼疾病模型的构建及其表型分析

建立肌型糖原磷酸化酶基因pygma和pygmb突变体斑马鱼疾病模型,对人类PYGM基因突变导致的糖原贮积症Ⅴ型(glycogen storage disease typeⅤ,GSDⅤ)的研究具有重要意义。利用CRISPR/Cas9技术成功敲除了斑马鱼pygma和pygmb基因,分别获得pygma^(-11bp-/-)和pygma^(+14bp-/-)两种纯合突变体,以及pygmb^(+1bp-/-)和pygmb^(-2bp-/-)两种纯合突变体。过碘酸希夫糖原染色(periodic acid Schiff stain)实验显示pygma^-/-和pygmb^-/-纯合突变体心脏和肌肉组织出现明显的糖原累积。对野生型斑马鱼15个早期发育时间点以及12个成鱼组织中pygma和pygmb基因表达分析显示,pygma和pygmb早期发育阶段表达模式相似,从24 hpf到125 hpf,两基因表达量总体呈上升趋势,且pygmb的上升幅度大于pygma的上升幅度。在检测的12个组织中,pygma和pygmb只在少数几个组织中有明显表达。pygma在肌肉组织中表达最高,其次为心脏和皮肤组织;pygmb在心脏、脑、眼睛3个组织中高表达,在肌肉组织中也有表达,但表达量相对较低。斑马鱼pygma^-/-和pygmb^-/-突变体具有GSDⅤ病肌肉糖原累积的典型特征,该疾病模型的建立为进一步研究糖原贮积症的发病进程、详细机制和药物筛选等治疗策略提供基础数据。