許黎黎，秦　川

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物研究所，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院比較醫(yī)學(xué)中心，北京　100021)

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復(fù)雜性狀遺傳CC小鼠在傳染病領(lǐng)域的應(yīng)用及研究進(jìn)展

許黎黎，秦川

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物研究所，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院比較醫(yī)學(xué)中心，北京100021)

動物模型是傳染病防控研究體系中的重要支撐環(huán)節(jié)，起到連接實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)科研和臨床診療的橋梁作用。小鼠是目前最被廣泛使用的傳染病動物模型，然而，免疫系統(tǒng)完整的成熟小鼠很多情況下對某些傳染病病原并不易感。近年來，開發(fā)臨床病例表征與人類更接近的協(xié)同雜交(Collaborative Cross, CC)小鼠，又稱復(fù)雜性狀遺傳小鼠資源是目前的研究熱點(diǎn)和建立疾病動物模型的另一切入口。本文將對目前使用CC小鼠感染傳染病病原(包括病毒、細(xì)菌、真菌等)后呈現(xiàn)出表型多樣性的研究報道做一綜述，以期為進(jìn)一步研究CC小鼠對不同傳染病的易感性，豐富我國傳染病動物模型資源庫，為應(yīng)對各種重大及新發(fā)突發(fā)傳染病及臨床的精細(xì)化診療提供有價值的參考數(shù)據(jù)。并在此基礎(chǔ)上，提出一系列有關(guān)CC小鼠資源目前亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題，同時對未來在傳染病領(lǐng)域的應(yīng)用作一展望，以作拋磚引玉之用。

復(fù)雜性狀遺傳小鼠；傳染??；易感性；動物模型

人類社會的發(fā)展歷史也是不斷同各種疾病，尤其是傳染病(Infectious disease)進(jìn)行斗爭的歷史。目前，傳染病在各類疾病發(fā)病率的排行榜中高居榜首，而全球每年死于各類傳染病的人數(shù)占總死亡人數(shù)的三分之一。隨著新發(fā)傳染病的不斷出現(xiàn)和原來流行病病原體的不斷變異并產(chǎn)生耐藥性等問題，再加上全球的城市化進(jìn)程加快、交通日益發(fā)達(dá)、及人口老齡化等因素又為傳染病的流行創(chuàng)造了條件，其結(jié)果導(dǎo)致傳染病的流行正在全球復(fù)活[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1973年以來，僅新發(fā)現(xiàn)的傳染病就達(dá)幾十種，且仍在不斷增加。這些新發(fā)傳染病的出現(xiàn)在嚴(yán)重威脅人類的健康的同時，還影響到社會穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全。

當(dāng)傳染病疫情爆發(fā)時，應(yīng)急防控的主要任務(wù)一般包括：確定病原、流行病學(xué)調(diào)查、易感動物篩查、探索臨床救治方案、研制疫苗、研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化檢測試劑等，這其中病原的診斷和檢測、監(jiān)測預(yù)警和防治策略評價研究等都依賴于動物模型的建立[2]。合適的動物模型可為傳染病的病原體溯源、國家衛(wèi)生防控政策制定、傳染病的民眾個人防護(hù)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和生物安全保障；為各種臨床救治策略的科學(xué)性驗(yàn)證和推廣提供動物模型支撐；為國家的藥物和疫苗儲備提供科學(xué)性的動物實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)；為拓展現(xiàn)有藥物的新功能，增加新適應(yīng)癥，縮短藥物研發(fā)和應(yīng)用周期，及時有效的為對抗疫情提供藥物做出保障。

理想的傳染病動物模型，應(yīng)能全部或基本上模擬人類疾病的臨床表現(xiàn)、疾病過程、病理生理學(xué)變化、免疫學(xué)反應(yīng)等疾病特征。小鼠由于體積小，飼養(yǎng)管理方便，易于控制，生產(chǎn)繁殖快，有明確的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，是目前最被廣泛使用的實(shí)驗(yàn)動物，已擁有大量的近交系、突變系和封閉群，包括人們熟知的BALB/c小鼠、C57BL/6小鼠、DBA小鼠、ICR小鼠等，也包括多種自發(fā)突變疾病模型品系。近交系動物由于高度的基因純合和遺傳的均質(zhì)性，在相同的環(huán)境因素作用下，表現(xiàn)型是均一的，對各種刺激的反應(yīng)是一致的，具有良好的重復(fù)性。

然而，免疫系統(tǒng)完整的成熟小鼠很多情況下對某些傳染病病原并不易感，推測可能是由于其強(qiáng)大的先天免疫系統(tǒng)，尤其是IFN-Ⅰ型反應(yīng)所導(dǎo)致[3]。通過將病原在小鼠體內(nèi)連續(xù)傳代獲得小鼠適應(yīng)株，是建立該疾病小鼠感染模型的途徑之一。但感染病原適應(yīng)株后的小鼠很多情況下與人類患者在臨床表征、組織病理等方面仍表現(xiàn)出顯著性差異，一些非常重要的臨床感染現(xiàn)象均無法體現(xiàn)。近年來，由于小鼠遺傳工程技術(shù)的迅猛發(fā)展，開發(fā)臨床病例表征與人類更接近的協(xié)同雜交(Collaborative Cross, CC)小鼠，又稱復(fù)雜性狀遺傳小鼠資源是目前的研究熱點(diǎn)和建立疾病動物模型的另一切入口。CC小鼠包括數(shù)百種基因型不同的小鼠系，能體現(xiàn)不同小鼠亞種的遺傳學(xué)變異，其單核苷酸多態(tài)性是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室小鼠的四倍，因此其感染某一病原后，可以更好地模擬人類患者的不同病理過程，為研究個體間基因差異和疾病易感性、靶向藥物療效提供動物模型資源，并為“精準(zhǔn)醫(yī)療計(jì)劃”的實(shí)施奠定研究基礎(chǔ)[4]。

有基于此，目前越來越多的研究團(tuán)隊(duì)開始利用CC小鼠資源來填補(bǔ)現(xiàn)有某些病原體自然感染小鼠模型的空白，或者針對已經(jīng)建立了小鼠模型的一些病原，擴(kuò)展豐富現(xiàn)有小鼠模型資源，更好的模擬人類患者臨床病理表征的多樣性。本文將對目前使用CC小鼠感染傳染病病原(包括病毒、細(xì)菌、真菌等)后呈現(xiàn)出表型多樣性的研究報道做一綜述，以期為進(jìn)一步研究CC小鼠對不同傳染病的易感性，豐富我國傳染病動物模型資源庫，為應(yīng)對將來可能出現(xiàn)的新發(fā)突發(fā)傳染病提供有價值的前期參考。

1　CC小鼠品系的構(gòu)建及基因型的多態(tài)性

CC小鼠包括數(shù)百種基因型不同的小鼠系，它們來自于八個原始種系：五個實(shí)驗(yàn)室品種(C57BL/6J, A/J, 129S1/SvImJ, NOD/ShiLtJ, NZO/H1LtJ)和三個源自野生小鼠的近交系(CAST/EiJ, PWK/PhJ, WSB/EiJ)[5, 6]。Robert等證實(shí)這八種品系小鼠的多樣性等位基因可覆蓋小鼠全基因組90%的區(qū)域[7]，品系間總共存在36M的單核苷酸多態(tài)性(SNPs)[8]，這也是選擇這幾種品系作為“founder”的原因所在。

八種原始品系小鼠作為G0代，首先互相交配形成56種可能的G1代雜交組合，G1的后代再分別進(jìn)行交配從而獲得4種G2代小鼠，G2 × G2可獲得首批8種子代雜交小鼠，通過對G2：F1代進(jìn)行數(shù)代的近交，大概在G2:F22代時獲得充分近交的子代，最終繁育形成的獨(dú)立CC小鼠品系分別具有八種原始品系小鼠獨(dú)一無二的基因組重組模式[9]。這種育種方式稱為“漏斗型育種”(breeding funnel)，在系統(tǒng)化的育種設(shè)計(jì)中，每個位點(diǎn)上的每一個原始種系的等位基因頻率理論上為0.125(1/8)，但其通常出現(xiàn)在常染色體位點(diǎn)上，未必會在線粒體基因組和性染色體上實(shí)現(xiàn)，因此在設(shè)計(jì)育種漏斗組合時，要盡量選擇使雜交重組平衡分布于X，Y，及常染色體上的育種方式[5]。

2　CC小鼠感染病原體后的表型多樣性

2.1CC小鼠感染病毒后的表型多樣性2

2.1.1埃博拉(Ebola)病毒：免疫系統(tǒng)完整的成熟小鼠(包括常見近交系和封閉群)不能感染埃博拉病毒。Rasmussen等的一項(xiàng)在47個CC小鼠種系中測試埃博拉引發(fā)的宿主應(yīng)答的研究證實(shí)病毒感染對不同小鼠種系造成的影響并不相同[10]。這項(xiàng)刊登在2014年11月21日《科學(xué)》雜志上的最新研究為揭示埃博拉易感性背后的遺傳學(xué)差異奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)47個CC小鼠系被感染埃博拉病毒的小鼠適應(yīng)株時，所有小鼠在感染初期都出現(xiàn)了體重減輕的現(xiàn)象，19%的小鼠系能抵抗病毒并在兩周內(nèi)恢復(fù)體重，11%的小鼠系對病毒有部分抗性，70%的小鼠系感染后的病死率超過50%。不同品系表現(xiàn)出的癥狀也有較大差異，有的小鼠只出現(xiàn)肝臟炎癥，有的小鼠還表現(xiàn)出凝血障礙等埃博拉病毒感染的標(biāo)志性癥狀，這些小鼠很好的模擬了人類患者的不同病理過程。研究人員進(jìn)一步分析了對埃博拉病毒最易感和最不易感的兩種CC小鼠品系，易感性高的小鼠感染后會出現(xiàn)凝血缺陷、內(nèi)出血、脾臟增大和肝臟嚴(yán)重?fù)p傷，感染后5或6 d死亡。對埃博拉病毒不易感的小鼠感染后5 d體重下降15%，但并無其它癥狀，14 d后體重完全恢復(fù)至感染前。研究顯示，在最易感和最不易感的兩種CC小鼠的肝和脾中，病毒的RNA拷貝數(shù)并無顯著性差異。但易感小鼠組織中病毒滴度水平是不易感小鼠的十倍。研究人員還比較了兩種CC小鼠的基因表達(dá)模式，內(nèi)皮細(xì)胞酪氨酸激酶基因Tie1和Tek的轉(zhuǎn)錄水平有顯著差異，而這兩種酶與凝血功能有關(guān)。Tie1等位基因在8個CC原始品系中變化較大，極有可能就是造成不同CC小鼠品系癥狀差異的主要原因。

2.1.2流感病毒(Influenza virus)：Ferris等使用H1N1亞型流感病毒的鼠肺適應(yīng)株P(guān)R8感染8種原始CC小鼠品系(A/J (AJ), C57BL/6J (C57BL6J), 129S1/SvImJ (129S1), NOD/ShiLtJ (NOD), NZO/HILtJ (NZO), CAST/EiJ (CAST), PWK/PhJ (PWK), 以及WSB/EiJ (WSB))，證實(shí)感染后第4天，8種小鼠在體重下降率、肺組織病毒滴度、感染引起的炎癥反應(yīng)、及病理改變等方面均呈現(xiàn)出較大的差異性(p值范圍：0.15～1.37×10-9)。小鼠的體重下降率介于0.78%(NZO/HILtJ)～16.09%(C57BL/6J)，肺組織病毒滴度介于101.06(NZO/HILtJ)～105.75(129S1/SvImJ)，呼吸道炎癥評分介于0.33(NZO/HILtJ)～2.67(129S1/SvImJ)，血管炎癥評分介于0.33(NZO/HILtJ)～1.67(129S1/SvImJ)，肺泡炎癥評分介于0(NZO/HILtJ)～1.67(129S1/SvImJ和CAST/EiJ)[11]。Xiong等的重復(fù)實(shí)驗(yàn)也得到了類似的結(jié)論[12]。

通過進(jìn)行數(shù)量性狀基因座定位(quantitative trait loci (QTL) mapping)分析，研究者鑒定了宿主動物的遺傳基因多態(tài)性(genetic polymorphisms)，來闡明引起疾病不同表型的最終原因。通過利用全基因組測序數(shù)據(jù)，一個位于抗流感明星基因Mx1內(nèi)的關(guān)鍵宿主反應(yīng)QTL(HrI3和HrI4)被證實(shí)是導(dǎo)致不同品系小鼠感染后呈現(xiàn)差異化表型的最主要等位基因[11, 13, 14]。

Leist等則使用H3N2亞型流感病毒來感染8種原始CC小鼠品系，通過觀察小鼠感染后的死亡率、體重下降率、檢測肺組織病毒滴度等，證實(shí)8種小鼠對H3N2病毒的易感性具有顯著性差異，其中A/J，CAST/EiJ，WSB/EiJ三種品系表現(xiàn)為高度易感，C57BL/6J，129S1/SvImJ，NOD/ShiLtJ中度易感，NZO/HILtJ和PWK/PhJ則最不易感。研究者還發(fā)現(xiàn)CAST/EiJ品系的小鼠感染后呈現(xiàn)的表型與其它品系具有較大差異，盡管肺組織能檢測到高滴度的病毒，但并未出現(xiàn)粒細(xì)胞浸潤和巨噬細(xì)胞增多的現(xiàn)象。肺組織的病理檢測和轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果證實(shí)CAST/EiJ品系的小鼠感染后出現(xiàn)了異常的白細(xì)胞招募(leukocyte recruitment)反應(yīng)，較好的模擬了人類患者的白細(xì)胞黏附缺陷現(xiàn)象，進(jìn)一步擴(kuò)展了現(xiàn)有流感動物模型的資源庫[15]。

2.1.3SARS冠狀病毒(SARS-CoV)：Xiong等使用了與Ferris等類似的做法，將感染病原體由流感病毒替換成SARS病毒，用SARS-CoV的鼠肺適應(yīng)株感染8種原始CC小鼠品系，證實(shí)感染后第4天，129S1/SvImJ和CAST/EiJ兩種CC品系的肺組織攜帶的病毒RNA拷貝數(shù)較NZO/HILtJ和NOD/ShiLtJ品系小鼠具有顯著性差異(P<0.05)，8種品系小鼠感染后的體重下降率也呈現(xiàn)出多樣性，感染后第4天時，NOD及AJ小鼠已恢復(fù)至感染前體重，NZO品系體重僅下降5%，而CAST和PWK小鼠體重下降接近20%，剩余3種品系小鼠體重下降10%左右[12]。

Gralinski等進(jìn)一步通過遺傳圖譜揭示導(dǎo)致SARS-CoV感染不同品系CC小鼠后呈現(xiàn)多樣化表型的多個基因座，通過將表型和基因型數(shù)據(jù)進(jìn)行集成匯總，同時結(jié)合基因敲除小鼠動物感染實(shí)驗(yàn)，一種E3泛素連接酶基因Trim55,被證實(shí)在維持肌纖維、血管套及相關(guān)炎癥反應(yīng)的形成等方面具有至關(guān)重要的作用[16]。

2.1.4西尼羅(West Nile)病毒：通過C57BL/6J小鼠感染模型，西尼羅病毒感染后的先天和獲得性免疫特征已得到較充分的研究，但該小鼠模型在臨床癥狀、免疫反應(yīng)多樣性等方面與臨床患者仍存在較大差異。Graham等通過使用5種F1代的雜交CC小鼠品系，證實(shí)它們感染西尼羅病毒后，在生存率、臨床癥狀表現(xiàn)、組織攜帶的病毒滴度、以及外周組織和中樞神經(jīng)系統(tǒng)所激發(fā)的先天和獲得性免疫等方面均呈現(xiàn)出較大的差異[17]。通過鑒定不同品系CC小鼠的Osa1b等位基因，證實(shí)了前人關(guān)于Osa1b是決定西尼羅病毒宿主易感性的關(guān)鍵基因的結(jié)論。同時，他們還發(fā)現(xiàn)即使不同品系的CC小鼠的Osa1b基因狀態(tài)完全一致，其感染西尼羅病毒后所呈現(xiàn)出的表型也具有較大的差異性，這在很大程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)C57BL/6J小鼠感染模型的單一性和局限性，為深入研究西尼羅病毒的感染和免疫機(jī)制提供了具有遺傳多樣性的小鼠模型。

2.2CC小鼠感染細(xì)菌后的表型多樣性

2.2.1肺炎桿菌(Klebsiellapneumoniae)：Vered等通過對四種近交系小鼠(BALB/CJ, DBA/2J, C3H/HeJ和C57BL/6J)和73種品系的CC小鼠腹腔內(nèi)接種克雷伯氏肺炎桿菌，結(jié)果證實(shí)對于近交系而言，盡管所有小鼠感染后全部死亡，但不同品系的平均存活天數(shù)存在較大差異(P< 0.05)。BALB/CJ小鼠最易感，平均存活天數(shù)僅2 d，與其它三種近交系小鼠存在顯著性差異。DBA/2J和C3H/HeJ品系最不易感，分別存活4和3.8 d。對于73種CC小鼠而言，感染后的存活率和平均存活天數(shù)存在更加顯著的差異(P< 0.0001)，存活率最高者可達(dá)40%，但大部分品系仍100%死亡；平均存活天數(shù)最短者僅1 d，最長者達(dá)12 d[18]。

2.2.2綠膿桿菌(Pseudomonasaeruginosa)：Lore等使用17個CC品系和A/J小鼠進(jìn)行綠膿桿菌的感染性實(shí)驗(yàn)[19]，A/J小鼠感染7 d后死亡率為30%，但CC小鼠的死亡率表現(xiàn)出極大的差異，其中有完全不易感的品系，感染7 d后100%存活，也有品系在感染1.5 d時即100%死亡。體重方面，不同的CC品系感染后在體重下降方面也呈現(xiàn)出較大的差異性，有的品系感染3天內(nèi)體重減輕23%，有的品系感染5 d后體重即完全恢復(fù)，而A/J小鼠感染3 d時體重減輕16%，且在感染7 d時并未完全恢復(fù)至感染前水平。本研究證實(shí)了宿主遺傳背景的差異是導(dǎo)致對綠膿桿菌的易感性呈現(xiàn)多樣化的主要原因，而非宿主個體的體重、性別、年齡等因素。

2.3CC小鼠感染真菌后的表型多樣性

Durrant等鑒定了4種近交系小鼠(BALB/cJ, DBA/2J, C3H/HeJ, C57BL/6J)和66種CC小鼠品系對煙曲霉菌(Aspergillusfumigatus)Af293的易感性差異[20]，結(jié)果證實(shí)BALB/cJ小鼠對其高度不易感，感染后平均存活天數(shù)為23.2 d；DBA/2J和C3H/HeJ小鼠的易感性較高，平均存活天數(shù)分別為5.8 d和7.0 d；C57BL/6J小鼠感染后的平均存活天數(shù)為12.7 d。四種近交系小鼠感染后的體重下降和體溫升高程度與存活天數(shù)呈反比。對于CC小鼠而言，本研究中所有66種品系的CC小鼠感染后的平均存活時間均優(yōu)于四種近交系，其中17種品系對煙曲霉菌Af293完全不易感，至28 d觀察期結(jié)束100%存活；14種CC品系存活4～10 d，21種CC品系存活10～20 d，14種CC品系存活20～27 d。

3　目前待解決的關(guān)鍵問題及未來研究展望

自Collaborative Cross項(xiàng)目啟動至今已過去十年，第一代的8種原始近交品系已應(yīng)用于包括傳染病在內(nèi)的多項(xiàng)研究中。這些具有復(fù)雜性狀和遺傳多樣性的小鼠資源為研究者們提供了一個前所未有的機(jī)會，通過利用系統(tǒng)遺傳學(xué)的研究手段,對大規(guī)模不同遺傳背景的小鼠品系在群體層面對各種生理和病理表型進(jìn)行的全面分析, 揭示各種表型與潛在的遺傳變異、基因之間、以及基因與環(huán)境之間的相互作用關(guān)系, 為人類疾病的研究提供技術(shù)和理論支持。

綜觀CC小鼠在傳染病方面的報道，絕大多數(shù)的研究僅使用8種原始近交小鼠品系，得到的多樣化表型仍有限，為了更好的模擬人類患者感染后呈現(xiàn)的病理表征多樣化，目前亟需繁殖培育出更多的CC小鼠品系，經(jīng)過20多代不同品系之間的雜交，最終獲得包含8個親本不同染色體組合的近200個獨(dú)立品系，并進(jìn)行穩(wěn)定的傳代保種。

另一點(diǎn)目前待解決的關(guān)鍵問題，是QTL分辨率尚未達(dá)到基因水平。鑒于關(guān)聯(lián)作圖可以得到高質(zhì)量的野生小鼠基因數(shù)據(jù)，因此可通過將CC小鼠進(jìn)行遠(yuǎn)系雜交，得到高分辨率的遺傳圖譜，以彌補(bǔ)大量的可重復(fù)基因型帶來的缺陷[21]，為更加精確的定位傳染病易感基因、深入研究傳染病致病機(jī)制奠定基礎(chǔ)。

最后，對于傳染病研究領(lǐng)域而言，目前僅有極少數(shù)病原體被用來進(jìn)行CC小鼠多樣化易感性的測試，研究者應(yīng)充分利用已有病原體、動物和技術(shù)資源，觀察更多的病原體，包括現(xiàn)在正在世界范圍內(nèi)流行的寨卡(Zika)病毒、中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV)等，感染多品系CC小鼠后呈現(xiàn)出的表型多樣性，為目前迫在眉睫的疫情防控、精細(xì)化的臨床救治方案的確定提供及時而必要的臨床前指導(dǎo)數(shù)據(jù)。在進(jìn)行層出不窮的新發(fā)突發(fā)傳染病疫情防控的同時，研究者還應(yīng)針對一些傳統(tǒng)的傳染病，如流感、結(jié)核病、病毒性肝炎等，利用CC小鼠資源，進(jìn)一步擴(kuò)展現(xiàn)有小鼠模型的范圍，分別建立可模擬人類患者不同臨床病理表征的多品系小鼠模型資源庫，同時完成與人臨床癥狀的比較醫(yī)學(xué)比對，總結(jié)每種CC品系感染后的關(guān)鍵臨床特征，建立相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，使相關(guān)藥物和疫苗的評價實(shí)驗(yàn)更有針對性，更接近不同的臨床表現(xiàn)，在疫情再次爆發(fā)時搭建新藥研發(fā)的綠色、高效通道。

[1]Zwizwai R.Infectious disease surveillance update[J]. Lancet Infect Dis,2016, 16(4):415.

[2]Sutton TC,Subbarao K.Development of animal models against emerging coronaviruses: From SARS to MERS coronavirus[J]. Virology,2015,479-480:247-258.

[3]Bray M.The role of the Type I interferon response in the resistance of mice to filovirus infection[J].J Gen Virol,2001,82(6):1365-1373.

[4]Churchill GA,Airey DC,Allayee H,etal.The Collaborative Cross,a community resource for the genetic analysis of complex traits[J].Nat Genet,2004,36(11):1133-1137.

[5]Chesler EJ,Miller DR,Branstetter LR,etal.The Collaborative Cross at Oak Ridge National Laboratory: developing a powerful resource for systems genetics[J]. Mamm Genome,2008,19(6):382-389.

[6]Threadgill DW,Churchill GA.Ten years of the Collaborative Cross[J].Genetics,2012,190(2):291-294.

[7]Roberts A,Pardo-Manuel de Villena F,Wang W,etal.The polymorphism architecture of mouse genetic resources elucidated using genome-wide resequencing data: implications for QTL discovery and systems genetics[J]. Mamm Genome,2007,18(6-7):473-481.

[8]Keane TM,Goodstadt L,Danecek P,etal.Mouse genomic variation and its effect on phenotypes and gene regulation[J].Nature,2011,477(7364):289-294.

[9]Broman KW.The genomes of recombinant inbred lines[J].Genetics,2005,169(2):1133-1146.

[10]Rasmussen AL,Okumura A,Ferris MT,etal.Host genetic diversity enables Ebola hemorrhagic fever pathogenesis and resistance[J].Science,2014,346(6212):987-991.

[11]Ferris MT,Aylor DL,Bottomly D,etal.Modeling host genetic regulation of influenza pathogenesis in the collaborative cross[J].PLoS Pathog,2013,9(2):e1003196.

[12]Xiong H,Morrison J,Ferris MT,etal.Genomic profiling of collaborative cross founder mice infected with respiratory viruses reveals novel transcripts and infection-related strain-specific gene and isoform expression[J].G3(Bethesda),2014,4(8):1429-1444.

[13]Kollmus H,Wilk E,Schughart K.Systems biology and systems genetics-novel innovative approaches to study host-pathogen interactions during influenza infection[J].Curr Opin Virol,2014,6:47-54.

[14]Bottomly D,Ferris MT,Aicher LD,etal.Expression quantitative trait Loci for extreme host response to influenza a in pre-collaborative cross mice[J].G3(Bethesda),2012,2(2):213-221.

[15]Leist SR,Pilzner C,van den Brand JM,etal.Influenza H3N2 infection of the collaborative cross founder strains reveals highly divergent host responses and identifies a unique phenotype in CAST/EiJ mice[J].BMC Genomics,2016,17(1):143.

[16]Gralinski LE,Ferris MT,Aylor DL,etal.Genome Wide Identification of SARS-CoV Susceptibility Loci Using the Collaborative Cross[J].PLoS Genet,2015,11(10):e1005504.

[17]Graham JB,Thomas S,Swarts J,etal.Genetic diversity in the collaborative cross model recapitulates human West Nile virus disease outcomes[J].MBio,2015,6(3):e00493-15.

[18]Vered K,Durrant C,Mott R,etal.Susceptibility to Klebsiella pneumonaie infection in collaborative cross mice is a complex trait controlled by at least three loci acting at different time points[J].BMC Genomics,2014,15:865.

[19]Lorè NI,Iraqi FA,Bragonzi A.Host genetic diversity influences the severity of Pseudomonas aeruginosa pneumonia in the Collaborative Cross mice[J]. BMC Genet,2015,16:106.

[20]Durrant C,Tayem H,Yalcin B,etal.Collaborative Cross mice and their power to map host susceptibility to Aspergillus fumigatus infection[J].Genome Res,2011,21(8):1239-1248.

[21]Flint J,Mott R.Applying mouse complex-trait resources to behavioural genetics[J].Nature,2008,456(7223):724-727.

Application and Research Progress of Collaborative Cross mice in Infectious Disease Area

XU Li-li, QIN Chuan

(Institute of Laboratory Animal Science, Chinese Academy of Medical Sciences (CAMS) &Comparative Medicine Centre, Peking Union Medical Collage (PUMC), Beijing 100021, China)

Animal model plays an important role in prevention and control of infectious disease, which could link basic research in laboratory with clinical diagnosis and treatment for human patients. Mouse is the most widely used animal model of infectious disease, however, adult immunocompetent mice are resistant to some pathogens. The highly genetically diverse Collaborative Cross (CC) mice could recapitulate many of the genetic characteristics of an outbred population, such as humans. Based on this, this review will focus on the application and research progress of CC mice in infectious disease (including viruses, bacteria, fungi etc.), which could provide useful reference data for expansion of animal model resource bank, and implement of precision medicine of major and new emerging infectious diseases. We hope this review could serve as a modest spur to induce other researchers to come forward with their valuable contributions.

Collaborative Cross mice; Infectious disease; Susceptibility; Animal model

十二五科技重大專項(xiàng)(2012ZX10004501-004)；國家自然科學(xué)基金(31370203)；北京市自然科學(xué)基金(7142106)，協(xié)和科技新星培養(yǎng)項(xiàng)目。

許黎黎，副教授，碩士生導(dǎo)師。E-mail: xull@cnilas.org。

秦川，教授，博士生導(dǎo)師。E-mail: qinchuan@cnilas.org。

專題研究

R-332

A

1671-7856(2016)08-0020-05

10.3969.j.issn.1671-7856.2016.08.002

2016-07-05