心脏组织特异性过表达KCNQ1V180L QT间期延长综合症转基因小鼠模型

QT间期延长综合症是指心电图上QT间期延长、室性心律失常、晕厥和猝死的一组综合征，可能伴有先天性耳聋。到目前为止，已确定了100多个KCNQ1突变与LQTS相关，是引起LQTS最常见的基因型，约占LQTS基因型的50%。遗传性LQTS主要表现形式有两种：不伴有先天性耳聋的RW综合征(Romano-Ward syndrome) ，其为常染色体显性遗传，和伴有先天性耳聋的JLN综合征(Jervell- Lange-Nielsen syndrome) ，其为常染色体隐形遗传。LQT在一般人群中的发病率为1/10000，我国约有20万人有LQTS基因缺陷，LQT两个重要诊断指标为QT间期较正常间期明显延长（QTs≥0.46s）和应激诱发的昏厥。LQT1在非治疗情况下，第一次晕厥后第一年死亡率为21%，10年内50~80%。

扩增并经测序比对正确的KCNQ1V180L突变片段插入α-MHC启动子下游构建心脏特异表达KCNQ1V180L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KCNQ1V180L突变蛋白的表达情况（图1）。

图1. KCNQlV180L转基因小鼠的建立

(A) 将靶基因KCNQlV180L插入心脏特异表达的α-MHC启动子下游，构建KCNQlV180L转基因表达载体；(B) PCR鉴定KCNQlV180L转基因小鼠基因型，M: DNA分子量标记；1：阳性对照；2：阴性对照；3：空白对照；6，8：阳性转基因小鼠；4，5，7：阴性转基因小鼠；(C) Western Blot分析KCNQl蛋白在转基因小鼠心脏组织中的表达。

1.转基因小鼠出生后离乳前即出现猝死，最早记录为15天，最长记录为7月龄，死亡主要发生在出生后20天内，病理解剖大体观察未见明显心肌病变异常。至小鼠8月龄观察记录终点时转基因系小鼠的存活率为79.3%，阴性小鼠无死亡发生。Spss16.0软件Kaplan-Meier curves分析显示，转基因小鼠（n = 29）与阴性小鼠（n = 37）相比，死亡率具有显著性差异（图2，P < 0.01）。

图2. KCNQlV180L转基因小鼠生存率分析

注：从出生后至8月龄时，阴性对照小鼠（n=37）无死亡发生，经Spss16.0软件Kaplan-Meier curves分析，KCNQlV180L转基因小鼠死亡率显著性增加（n=29, P < 0.01）。

2. 1、3、5和7月龄KCNQlV180L转基因小鼠左室收缩和舒张末期内径显著减小（P<0.05；P<0.01），1和3月龄小鼠左室后壁厚度显著增加（P<0.05，P<0.01），从5月龄开始转基因小鼠与阴性对照小鼠室壁厚度差异消失。1月龄小鼠短轴缩率显著增大（P<0.001），从3月龄开始转基因小鼠与阴性对照小鼠短轴缩率差异消失（表1和图3A）。

表1. 1、3、5和7月龄KCNQlV180L转基因小鼠超声分析

注：*P <0.05, **P <0.01, ***P <0.001.

3. 从1月龄开始记录转基因小鼠II导联心电变化，BIOPAC MP150分析系统分析心肌电生理各项参数变化，结果与阴性小鼠相比，1，3，5和7月龄时KCNQlV180L转基因小鼠QT间期显著延长（P<0.05）；1，3和5月龄时QRS间期显著延长（P<0.01）；7月龄时R波峰值显著增加（P<0.01），S波峰值显著降低（P<0.01）（图3B和表2）

图3. KCNQlV180L转基因小鼠M型超声与心电表型分析

(A) 7月龄阴性对照及KCNQlV180L转基因小鼠心脏左室纵向M型超声分析截图；(B) 7月龄阴性对照及KCNQlV180L小鼠经II导联，BIOPACMP150系统分析心电信号截图。

表2. KCNQlV180L转基因小鼠心电参数变化

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（ILAS-GC-2012-001）。

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。