心脏组织特异性过表达cTnIR145G转基因肥厚型心肌病小鼠模型

肥厚型心肌病是原发性心肌病主要类型之一，以心肌肥厚、心肌纤维排列紊乱为特征，临床表现包括呼吸困难，心绞痛，晕厥及猝死。HCM是常染色体显性遗传性疾病，60%~70%为家族性，目前，已证实至少14个基因突变与肥厚型心肌病的发病有关，其中有10种为编码肌小节结构蛋白的基因，绝大部分突变位于这些基因中。

扩增并经测序比对正确的cTnIR145G突变片段插入α-MHC启动子下游构建心脏特异表达cTnIR145G表达载体。用显微注射法将线性化的转基因载体注射到C57BL/6J小鼠的受精卵中，用ICR小鼠作假孕受体，制备转基因小鼠。PCR法鉴定小鼠基因型，Western Blot分析cTnIR145G突变蛋白的表达情况（图1）。

图1. cTnIR145G转基因小鼠模型的建立及鉴定

将cTnIR145G突变基因片段插入α-MHC心脏组织特异性启动子下游构建转基因表达载体(A). PCR法鉴定小鼠基因型(B), M: 分子量标记; 1: 阳性对照; 2: 阴性对照; 3: 空白对照; 5,8: cTnIR145G阳性转基因小鼠; 4,6,7: 阴性转基因小鼠. Western Blot分析LMNAE82K突变蛋白表达(C), WT: 同龄阴性对照小鼠; F028,24,4,45: 首建鼠28,24,4,45号; GAPDH: 内参.灰度扫描定量分析蛋白表达情况(D).

1.从24号转基因系仔代小鼠从出生后即陆续出现死亡，最早记录为17天，最长记录为出生后60天，至小鼠3月龄观察期终点时，经Spss16.0软件Kaplan-Meier curves分析显示，24号转基因系，与NTG小鼠、4号及45号两系小鼠及相比，生存率具有显著性差异[图2，F024, 0% (n = 37); F04,100% (n = 16); F045, 96% (n = 25); P < 0.001]，而4号和45号两系小鼠与NTG小鼠生存率无显著性差异。

图2. CYP2E1转基因小鼠生存率分析

记录小鼠从出生至3月龄时， 24号，4号及45号转基因各系小鼠的存活率。Spss16.0软件Kaplan-Meiercurves分析显示，NTG小鼠无死亡发生，24号与4及45号两系小鼠及阴性对照小鼠死亡率具有显著性差异(P< 0.001)，而4号和45号两系小鼠与NTG小鼠死亡率无显著性差异。

2. 于20日龄时对24号转基因系小鼠进行心脏超声影像分析，结果反映心脏形态及功能的超声参数[左室收缩末期内径(left ventricularend-systole diameter, LVESD)，左室收缩末期后壁厚度(left ventricular posterior wall atend-systole, LVPWS)及短轴缩率(percentfractional shortening, FS%)]未见明显变化。于1、3和7月龄对4号及45号转基因系阳性小鼠和NTG小鼠进行心脏超声影像分析，结果显示，与NTG小鼠相比，4号转基因系1月龄[NTG, 2.02 ± 0.21(n=26),TG, 1.78 ± 0.22 (n=8), P < 0.01]，3月龄[TG, 2.38 ± 0.26(n=25), TG,1.90 ± 0.30 (n=8), P < 0.001]及7月龄[NTG, 2.54 ± 0.22(n=18),TG, 2.06 ± 0.34(n=6), P < 0.001]小鼠LVESD显著减小（图3A），左室容积显著减小，左室后壁厚度显著增加，1月龄[NTG, 40.19 ± 4.54 (n=26),TG, 42.58 ± 5.24 (n=8)]，3月龄[NTG, 35.60 ± 4.78 (n=25), TG, 43.00 ± 6.32 (n=8), P < 0.01]及7月龄[NTG, 32.59 ± 4.69(n=18),TG, 40.63 ± 4.55(n=6), P <0.01]小鼠FS%显著增大（图3B）。同时，4号及45号转基因系小鼠超声检查结果相近，图3仅列出4号转基因系小鼠LVESD及FS%的比较结果，其他参数及45号小鼠结果未列出。

图3.cTnIR145G转基因小鼠心脏LVESV及FS%变化

3. 于7月龄时，对4号转基因系小鼠进行病理组织学观察，与NTG小鼠相比（图4A, C），转基因阳性小鼠室壁增厚，心腔缩小，心肌细胞排列出现紊乱，心肌细胞出现不均匀肥大（图4B,D）。而于20日龄时对24号转基因系小鼠进行病理组织学观察，于NTG小鼠相比（图4E），转基因阳性小鼠心肌形态结构未见明显异常（图4F）。

图4.cTnIR145G转基因小鼠组织学改变

4. 24号转基因系小鼠于出生后第20天记录II导联心电变化，LabChart软件包分析心电记录各项参数变化，结果与NTG小鼠相比，QT间期[NTG, 0.018 ± 0.0056( n=7), TG, 0.027 ± 0.0069 (n=5), P<0.05]及R-R间期[NTG,0.123 ± 0.0094 (n=7), TG, 0.147 ± 0.0107 (n=5), P<0.01]显著延长，而QRS间期无显著变化（表1），提示24号转基因系小鼠存在心室复极化缺陷。

表1. 24号转基因系20日龄小鼠心电参数变化

注：*P <0.05；**P <0.01

实验中涉及动物的操作程序已经得到中国医学科学院医学实验动物研究所实验动物使用与管理委员会的批准（GC05004）。

动物症状观察：

表现为体重减轻、弓背竖毛，在回输后的一个月后死亡。