心脏组织特异性过表达LMNAE82K扩张型心肌病转基因小鼠模型

扩张型心肌病以心腔扩张、心肌收缩功能受损为主要特征，其为原发性心肌病的主要类型，临床表现包括进行性心力衰竭，心律失常，气短及水肿。扩张型心肌病是除冠心病和高血压以外导致心力衰竭的主要病因之一，至今，除行心脏移植外，扩张型心肌病仍无特异有效的治疗方法，其主要是对症治疗，但随病情进一步发展，心衰加重最终导致死亡，其病症出现后5年存活率约为40%。

扩增并经测序比对正确的LMNAE82K突变片段插入α-MHC启动子下游构建心脏特异表达LMNAE82K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LMNAE82K突变蛋白的表达情况（图1）。

图1. LMNAE82K转基因小鼠模型的建立及鉴定

将LMNAE82K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; 5,6: LMNAE82K阳性转基因小鼠; 4,7: 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; F030: 首建鼠30号; F035: 首建鼠35; GAPDH: 内参.

1. 从3月龄开始LMNAE82K转基因小鼠即出现死亡，至10月龄时F030系和F035系小鼠死亡率分别为15.8%（n = 19）和11.1%（n = 18）。

2. LMNAE82K突变使心重比增加10%（图2A, n = 14, P < 0.01）。

3. LMNAE82K转基因小鼠表现为进行性心室扩张和收缩功能下降（表1，图2B-C），心肌细胞排列不齐，间质纤维化增加，肥厚标志物BNP, Actα1 and Col3α1表达显著增高（图2D-F）

4. LMNAE82K转基因小鼠心电出现异常，PR间期和QRS间期显著增长（表2）。

5. LMNAE82K转基因小鼠心肌细胞凋亡显著增加（图3,5.67 ± 2.94% vervus 0.67 ± 1.03 %, P < 0.01），同时线粒体依赖和非依赖凋亡通路中Fas,caspase 8,9,3及细胞色素c的释放均显著增加（图4-5）。

图2. LMNAE82K转基因小鼠心脏形态功能及肥厚标志物分析

LMNAE82K转基因小鼠心重/体重比值(A, n=14, ‡ P <0.01 versus WT)，M型超声分析截图(B), 心脏切片H&E染色整体(C)及高倍(D)截图, 心脏切片Masson染色(E), 及心肌肥厚标志物(F)的表达.

表1. 6月龄LMNAE82K转基因小鼠超声参数

LV: 左室;LVEDD: 左室舒张末期内径; LVESD: 左室收缩末期内径;LVPWD: 左室舒张末期后壁厚度;LVPWS: 左室收缩末期后壁厚度;LVAWD: 左室舒张末期前壁厚度;LVAWS: 左室收缩末期前壁厚度;EF%: 射血分数; FS%: 短轴缩短率; HR: 心率. *P <0.05 versus NTG mice; ‡ P <0.01 versus NTG mice; #P <0.001 versus NTGmice.

表 2. 7月龄LMNAE82K转基因小鼠心电参数

PR interval: PR间期; QRSduration: QRS间期. *P <0.05 versus NTG mice.

图3. LMNAE82K转基因小鼠心肌细胞TUNEL染色分析

LMNAE82K转基因小鼠心脏切片TUNEL染色(A)及凋亡细胞定量分析(B), n=3, ‡ P <0.01 versus NTG mice.

图4. LMNAE82K转基因小鼠心肌组织Fas, caspase8,3表达分析

Western blot 法分析LMNAE82K转基因小鼠心肌组织中Fas, caspase8,3蛋白的表达(A)及灰度扫描定量分析(B), n=3,*P <0.05 versus NTG mice; ‡ P <0.01 versus NTG mice; #P <0.001 versus NTG mice.

图5. LMNAE82K转基因小鼠心肌组织caspase 9和细胞色素c表达分析

Western blot 法分析LMNAE82K转基因小鼠心肌组织中caspase 9和细胞色素c的表达(A)及灰度扫描定量分析(B), n=3, #P <0.001 versus NTG mice.

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。