其他(活体表观遗传生物传感器/小鼠模型) 2008

The agouti mouse model: an epigenetic biosensor for nutritional and environmental alterations on the fetal epigenome.

Nutrition reviews Dolinoy DC
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组成图示

The agouti mouse model: an epigenetic... 传感器构成示意图

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传感器类型

其他(活体表观遗传生物传感器/小鼠模型)

检测对象

检测对象:染料木素(genistein)、双酚A(bisphenol A, BPA)、甲基供体(folic acid、betaine、vitamin B12、choline);样品基质:母体饮食暴露下的 Avy/a 小鼠胎儿/后代组织(brain、kidney、liver)及毛色表型。

检测原理

母体在妊娠和哺乳期间接触营养或环境因素后,这些物质在早期胚胎发育窗口改变 Avy IAP 5′ LTR 的 CpG 甲基化水平。甲基化是识别事件后的表观遗传界面变化:低甲基化使 IAP 隐蔽启动子活跃,驱动异位 Agouti 表达,产生黄色毛色;高甲基化沉默异位表达,产生伪阿古提棕色毛色。毛色分布作为活体信号读出,组织 DNA 甲基化作为分子验证。由于表观标记可随细胞分裂遗传并持续至成年,早期微小甲基化变化被放大为稳定表型。BPA 降低甲基化使毛色向黄色偏移,genistein 或甲基供体增加甲基化使毛色向伪阿古提偏移。

检测灵敏度

原文未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。

效应效果

该模型表现出可重复的表型响应:母体 genistein 250 mg/kg 使 Avy/a 后代毛色向伪阿古提偏移,增加 Avy IAP 六个 CpG 位点甲基化;母体 BPA 50 mg/kg 使毛色向黄色偏移(p=0.007),降低 Avy IAP 九个 CpG 位点及 CabpIAP 甲基化,提示效应非单一基因座特异。BPA 未显著影响窝仔数、存活、断奶体重、基因型比或性别比(p>0.25)。甲基供体或 genistein 可逆转 BPA 诱导的低甲基化。三胚层组织甲基化相似,说明早期发育窗口作用;表观变化可延续至成年并可能跨代遗传。作者认为其可用于环境表观基因组学毒性评估。

传感器的构成

  • 活体换能器:Avy/a 小鼠(viable yellow agouti, Avy)及其 Agouti 基因座,承载表观遗传响应并产生表型信号
  • 识别/响应元件:Avy IAP 逆转录转座子(intracisternal A particle, IAP)5′ LTR CpG 位点,响应营养与环境因素
  • 表观标记层:DNA CpG 甲基化(DNA methylation),作为暴露诱导的表观遗传变化
  • 信号读出层:毛色表型(yellow/pseudoagouti coat color)与异位 Agouti 表达,反映甲基化程度
  • 暴露样品基质:母体饮食(AIN-93G、genistein、BPA、甲基供体 folic acid/betaine/vitamin B12/choline)
  • 验证检测层:三胚层组织(brain, kidney, liver)DNA 甲基化分析与毛色分布统计

中文摘要

环境因素通过表观遗传机制影响健康与疾病。本文以 viable yellow agouti(Avy)小鼠模型作为活体表观遗传生物传感器,评价营养与环境因素对胎儿表观基因组的影响。Avy 等位基因由 IAP 逆转录转座子插入 Agouti 基因上游形成,其 5′ LTR CpG 甲基化程度决定异位 Agouti 表达,并表现为从黄色到伪阿古提棕色的毛色变化。母体饮食补充染料木素(genistein,250 mg/kg)使后代毛色向伪阿古提偏移,增加 Avy IAP 六个 CpG 位点甲基化,并持续至成年、降低肥胖;母体双酚A(BPA,50 mg/kg)暴露使毛色向黄色偏移,降低 Avy IAP 九个 CpG 位点及 CabpIAP 甲基化,甲基供体或染料木素可逆转该低甲基化。该模型提示早期发育是表观遗传易感窗口,可用于环境表观基因组学与毒性评估。

英文摘要

关键词

表观遗传生物传感器Avy小鼠DNA甲基化双酚A染料木素环境表观基因组学