诱导性ppp2r1a基因敲除小鼠模型的表型和机制研究

摘要

目的研究诱导性ppp2r1a基因全身敲除对成年小鼠的主要生理功能影响并探讨相关机制。方法将ppp2r1aflox/flox小鼠和CAGG-CreER小鼠杂交繁殖,获得20只CAGG-CreERppp2r1aflox/flox小鼠,设立为纯合子组,并同时选取同窝野生型小鼠20只,采用单纯随机法,将纯合子、野生型小鼠分别分为4组,共8组,每组5只,腹腔注射他莫昔芬0、2、4、6d,建立ppp2r1a基因诱导性敲除小鼠模型。采用Western blot法检测主要脏器中PP2A Aα（由ppp2r1a基因编码）的敲除效率,并观察小鼠体重、脏器病理改变以及外周血细胞计数和血生化,采用Real-time PCR法检测肝脏糖脂代谢相关基因的表达改变。结果他莫昔芬注射6 d后,小鼠心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏和脑的PP2A Aα敲除效率分别约为35%、12%、15%、60%、69%和72%。他莫昔芬注射6 d后,纯合子小鼠体重[（17.42±1.76）g]低于野生型小鼠[（21.69±1.82）g]（P＜0.05）。纯合子小鼠活动减少,腹部和肾周脂肪少,存活不超过7d。第6天后,纯合子小鼠脾脏的脏器系数[（0.36±0.05）%]低于野生型小鼠[（0.59±0.10）%]（P＜0.05）,组织病理HE染色显示脾脏萎缩明显,有核细胞明显减少。Tunel染色发现脾脏中淋巴细胞凋亡增多。纯合子小鼠血浆中谷丙转氨酶（ALT）和谷草转氨酶（AST）水平[（153.68±62.80）U/L和（193.2±44.28）U/L]均高于野生型小鼠[（41.02±12.91）U/L和（69.40±9.55）U/L]（P值均＜0.05）,提示ppp2r1a敲除导致肝损伤。纯合子血糖水平[（4.20±1.99）mmol/L]低于野生型[（8.88±0.65）mmol/L]（P＜0.05）,而总胆固醇、HDL-C和β-羟基丁酸（β-HB）水平[（3.12±0.39）、（1.53±0.38）和（2.49±0.89）mmol/L]均高于野生型小鼠[（1.69±0.92）、（0.78±0.50）和（0.45±0.30）mmol/L]（P值均＜0.05）,表明ppp2r1a敲除会扰乱葡萄糖和胆固醇代谢。此外,纯合子小鼠白细胞计数（WBC）和淋巴细胞计数[（1.88±0.89）×10~9/L和（0.92±0.37）×10~9/L]低于野生型小鼠[（3.91±0.80）×10~9/L和（2.74±0.52）×10~9/L]（P值均＜0.05）。纯合子小鼠肝脏中糖异生基因葡萄糖-6-磷酸酶（G6P）和磷酸烯醇丙酮酸羧化酶的mRNA相对表达水平[（0.46±0.11）和（0.72±0.07）]均低于野生型小鼠[（1.02±0.07）和（1.02±0.06）]（P值均＜0.05）。结论全器官ppp2r1a基因对成年小鼠的存活是必不可少的,且ppp2r1a基因可能通过调控肝脏葡萄糖和胆固醇代谢发挥重要作用。