心脏组织特异性过表达LMNAE82K扩张型心肌病转基因小鼠模型

2023-12-21 15:26:44

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摘要：扩张型心肌病（Dilated cardiomyopathy, DCM）
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心脏组织特异性过表达LMNAE82K扩张型心肌病转基因小鼠模型

资源英文名称

疾病概述

扩张型心肌病（Dilated cardiomyopathy, DCM）

实验动物背景信息

心脏组织特异性过表达LMNAE82K扩张型心肌病转基因小鼠模型

模型制作方法

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）。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)。

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.

模型表型数据

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% vervus0.67 ± 1.03 %, P< 0.01），同时线粒体依赖和非依赖凋亡通路中Fas, caspase8,9,3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 <0.01versus 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

Parameters	NTG	LMNAE82K(F030)	LMNAE82K(F035)
Number of mice	19	18	18
LVEDD, mm	3.92 ±0.24	4.59 ±0.29#	4.41 ±0.23#
LVESD, mm	2.71±0.28	3.57±0.47#	3.49±0.26#
LVPWD, mm	0.66 ±0.09	0.56 ±0.10‡	0.56 ±0.06‡
LVPWS, mm	0.91 ±0.09	0.72 ±0.12#	0.71 ±0.07#
LVAWD, mm	0.74 ±0.07	0.68 ±0.08	0.61 ±0.06#
LVAWS, mm	0.94 ±0.12	0.83 ±0.13*	0.77 ±0.09#
EF%	58.76 ±6.38	48.65 ±8.96#	45.99 ±9.63#
FS%	30.86 ±4.46	24.76 ±5.38#	23.28 ±5.08#
HR, bpm	441.72 ±60.38	423.60 ±55.85	437.97 ±60.14

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 <0.05versus NTGmice; ‡ P <0.01versus NTGmice;#P <0.001 versus NTGmice.

表 2. 7月龄LMNAE82K转基因小鼠心电参数

Parameters	NTG	LMNAE82K(F030)	LMNAE82K(F035)
Number of mice	6	7	7
PR interval, ms	0.0269 ±0.0019	0.0298 ±0.0028	0.0290±0.0036
QRS duration, ms	0.0112±0.0014	0.0129±0.0028	0.0134±0.0017*

PR interval: PR间期; QRS duration: QRS间期. *P <0.05versus NTGmice.

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 <0.01versus NTGmice.

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 <0.05versus NTGmice; ‡ P <0.01versus NTGmice;#P <0.001 versus NTGmice.

图5. LMNAE82K转基因小鼠心肌组织caspase9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caspase9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 NTGmice.

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