Dmdmdx点突变小鼠模型介绍

别名：mdx

这些自发性 Dmdmdx 突变小鼠不表达抗肌萎缩蛋白，可用于研究杜氏肌营养不良。

Dmdmdx点突变小鼠详情描述

X 连锁的抗肌萎缩蛋白基因(Dmd)在肌肉细胞中高度表达，编码定位于肌纤维膜内表面的细胞骨架蛋白。抗肌萎缩蛋白分子结合细胞骨架 F-肌球蛋白和跨膜β-抗肌萎缩蛋白聚糖形成复杂的复合物，介导胞内细胞骨架和胞外基质的信号转导。结构和定位也表明抗肌萎缩蛋白对于稳定质膜很重要，特别是在肌肉收缩期间。Dmd 的 mdx 突变呈隐性，雌性杂合子小鼠在外观上与野生型小鼠没有显著差别。Dmdmdx 等位基因纯合雌鼠和半合雄鼠的寿命正常，可存活长达 2 年。与罹患最常见的神经肌肉疾病之一，杜氏肌营养不良(DMD) 的人类患者相同，Dmdmdx 基因突变小鼠不表达抗肌萎缩蛋白，因此常被用作该疾病的动物模型，尽管其产生的肌病理状态与人类病程相比显著更轻。

Dmdmdx 基因突变小鼠的肌肉在早期的产后发育中正常进行，在组织学上没有异常，但从约 3 周开始发生肌肉坏死，且伴有部分可观察到的肌无力症状。相关病理的生化分析包括血清肌酸激酶和C3H6O酸激酶水平升高以及巨噬细胞的聚集，都是肌肉退行性病变的早期标志物。尽管肢体骨骼肌表现出的特征是持续的渐进性退行性病变和坏死，但该这个过程被卫星细胞和肌肉过度生长激活的再生反应所抵消。形态学方面，再生性纤维的典型特征是小直径中心成核纤维；但小鼠行为学上的表现正常。Dmdmdx 基因突变小鼠的肌肉弹性整体降低，使其更易由于长时间激活而受伤。值得注意的是，突变小鼠的肌肉最初正常发育，但再生肌小管分化为快纤维和慢纤维的过程被显著抑制。Dmdmdx 小鼠相对轻微的表型可部分归因于抗肌萎缩蛋白相关蛋白的补偿功能，它在成年后的 Dmdmdx 突变小鼠中的再生肌纤维中高度上调。这一功能冗余在这两种胞质膜蛋白双重缺陷的小鼠体内得到了证实，在该小鼠中观察到的肌营养不良严重程度极为显著，导致抗肌萎缩蛋白/抗肌萎缩相关蛋白双突变体提前死亡。此外，肌肉特异性转录因子 MYOD 也可能参与促进突变小鼠中的肌肉再生，因为缺乏 MYOD 的 Dmdmdx 小鼠表现出更严重的肌营养不良。与肢体肌肉相反， Dmdmdx 小鼠的膈肌未出现明显的再生阶段，从而导致持续的营养不良，并随年龄的增长削弱了这些肌肉。在 Dmdmdx 突变体中，隔膜的收缩力、特殊最大力和最大功率均有所降低。

脑干听觉诱发电位评估表明Dmdmdx 突变小鼠的听觉功能发生改变，使其更易受到噪声的伤害。小鼠心肌细胞中，抗肌萎缩蛋白和 L 型钙通道共存，在 Dmdmdx 突变小鼠中，这些通道的抑制降低，电压依赖性活化改变至更正的电位，证明该蛋白在心组织中可以调控钙通道活性。在与学习、记忆和认知功能相关的大脑区域，在突触后特化区可以检测到抗肌萎缩蛋白及其同型。在 Dmdmdx 小鼠交感神经颈上神经节中，免疫细胞化学和免疫沉淀技术证明含有 α3 亚型的突触后C10H14N2乙酰胆碱受体复合物是不稳定的。在神经组织中，适当的抗肌萎缩蛋白功能与突触配体门控离子通道组织有关，这为DMD患者认知缺陷的病理机制提出了新的可能性。[Watchko et al.2002, Durbeej and Campbell 2002; Ahn and Kunkel 1993; Cook and Davisson 1991; Doolittle 1997; Monaco and Kunkel 1987; Tamura et al.1993; Stevens and Faulkner 2000; Del Signore et al.2002; Houzelstein et al.1992; Sicinski et al.1989; Deconinck et al.1997; Grady et al.1997; Earnshaw et al.2002; Chen et al.2002; D'Souza et al.1995; Lynch et al.2001; Carretta et al.2001; Sadeghi et al.2002; Lidov et al.1995 ]

可在 1 日龄的小鼠的晶状体中可观察到核性浑浊（白内障）。在150日龄小鼠体内，随着4天观察到轻微的前囊下混浊，

进展至完全前囊下混浊。

Dmdmdx点突变小鼠构建

“X 染色体连锁抗肌营养不良”(mdx) 自发突变可追溯至1977 年在英国农业研究委员会家禽研究中心的 C57BL/10ScSn 小鼠中产生，该类小鼠源自 M. Festing （MRC 实验室动物中心，Carshalton, Surrey, U.K.）。mdx 突变随后被鉴定为一个 C-至-T 转换，造成 X 染色体上抗肌萎缩蛋白肌营养不良基因(Dmd) 23 号 外显子 2983 位点处的终止密码子(ENSMUST00000114000 chrX:g.83803333 C>T; p.Q995*)[注，Sicinski et al., 1989 最初报道终止密码子位于 3185 位点]。携带 mdx 等位基因的小鼠于 1984 年，该品系由Thomas Roderick 博士获取自Karen Moore 博士(Department of Genetics, University of California, Berkley)，并引入杰克森实验室。C57BL/10ScSn-Dmdmdx 种群通过将雌性纯合子小鼠与雄性半合子小鼠进行维系，小鼠可繁育至 6 月龄。在2002 年，该品系达到 F49。[Bulfield et al., 1978 and 1984].