低密度脂蛋白受体相关蛋白2结合蛋白在心脏特异转基因小鼠中引起的心脏功能代偿

目的建立心脏特异表达的低密度脂蛋白受体相关蛋白2结合蛋白(Lrp2bp)转基因小鼠,研究该基因在心肌病发病中的作用。方法克隆鼠源Lrp2bp基因入α-MHC启动子下游,构建a-MHC-Lrp2bp表达载体,显微注射法建立Lrp2bp转基因小鼠。PCR鉴定转基因首建鼠的基因型。Westernblotting鉴定Lrp2bp在心脏中的表达,心脏超声检测转基因鼠及野生型小鼠心脏结构和功能,透射电镜观察心肌细胞的超微结构改变。结果得到了4个Lrp2bp转基因品系,其中3个品系心脏Lrp2bp蛋白表达量与同龄野生型鼠相比明显增加。1M龄转基因小鼠与同窝阴性对照小鼠相比,心壁变厚,心腔变大,射血分数和短轴缩短率下降。结论心脏特异表达的Lrp2bp基因能引起心肌肥厚表型,可能是参与心肌代偿性肥厚的基因之一。     

心脏特异表达Dhcr24转基因小鼠的建立和表型分析

目的建立心脏特异表达小鼠24-脱氢胆固醇还原酶基因（Dhcr24）转基因小鼠,研究该基因在心脏中表达对小鼠心脏发育,形态和功能维持中的作用。方法RT-PCR法克隆小鼠24-脱氢胆固醇还原酶基因,把Dhcr24基因插入-αMHC启动子下游,构建转基因表达载体,通过显微注射法建立Dhcr24 C57BL/6J转基因小鼠。并利用特异引物PCR法鉴定转基因小鼠的基因型,RT-PCR和Western Blotting检测基因表达水平,光学显微镜和超声检测不同月龄Dhcr24转基因小鼠心脏的组织结构改变。结果建立了2个品系的心脏特异表达Dhcr24转基因小鼠。转入的Dhcr24基因在心脏组织的表达水平超过内源性Dhcr24的3倍。心脏组织学和超声检查证实：Dhcr24转基因小鼠的心室壁变厚,心腔变小,但心脏功能保持正常。结论成功建立了心脏特异表达Dhcr24转基因小鼠,Dhcr24基因在心脏组织的过度表达对小鼠心脏发育和功能维持中的作用需要进一步探讨。     

Dkk3心脏特异表达转基因小鼠心脏功能分析

目的建立心脏特异表达Dkk3转基因模型小鼠,研究Dkk3对心脏发育及和心肌病的调节作用。方法把Dkk3基因插入心肌特异启动子-αMHC下游,构建转基因表达载体,显微注射法建立C57BL/6J Dkk3转基因小鼠,PCR鉴定转基因小鼠基因型,采用Northern blot检测Dkk3在心脏组织中的表达,HE染色和超声检查转基因小鼠心脏结构和功能。结果建立了3个不同表达水平的Dkk3转基因小鼠品系。转入的Dkk3基因在心脏组织的表达水平均高于同龄对照小鼠。组织学分析显示Dkk3小鼠室壁变厚,心腔减小,心肌细胞排列轻度紊乱。超声检查显示心室壁变厚,收缩期容积和舒张期容积显著减小,射血分数,短轴缩短率增加。结论Dkk3过表达导致转基因小鼠室壁变厚,心腔减小,心肌细胞排列轻度紊乱,心肌舒张功能轻度失调。     

心脏特异性高表达hAPE1基因小鼠的构建与鉴定

本研究拟建立心脏特异性表达hAPE1转基因小鼠,为研究hAPE1基因功能及其突变与心脏发育和心血管疾病的关系提供工具动物。将人APE1(human APE1,hAPE1)基因插入到心脏特异性启动子α-肌球蛋白重链(α-MHC)下游,构建了心肌细胞特异性表达hAPE1的转基因表达载体,显微注射法导入C57BL/6J小鼠受精卵中,经胚胎移植获得转基因首建者小鼠,建立hAPE1转基因小鼠,PCR鉴定转基因小鼠基因型,Western blotting鉴定h APE1蛋白在心脏中的表达并筛选高表达的转基因品系。研究表明,将含有心肌细胞特异性α-MHC启动子和hAPE1基因的转基因载体进行显微注射于小鼠胚胎中,接着将胚胎移植入假孕母鼠的输卵管中发育,建立了心脏组织特异性高表达hAPE1转基因小鼠品系,获得子代小鼠40只。PCR检测发现有15只小鼠在其基因组上整合有hAPE1基因,Western blotting检测hAPE1在这些小鼠心脏中高度特异性表达。本研究成功获得了在小鼠心肌细胞中特异性表达hAPE1的转基因小鼠,为研究基因在心脏发育与相关疾病中的功能提供了有利的工具。     

心脏特异性表达KCNQ1^（V180L）转基因小鼠的建立及表型分析

目的建立心脏特异性表达KCNQ1^V180 L转基因小鼠,为研究KCNQ1基因功能及其突变与心律失常性心脏疾病的关系提供工具动物。方法把KCNQ1^V180 L基因插入α-MHC启动子下游,构建转基因表达载体,显微注射法建立C57BL/6J KCNQ1^V180 L转基因小鼠,PCR鉴定转基因小鼠的基因型,采用Western Blot鉴定KCNQ1^V180 L在心脏组织中的表达,记录转基因小鼠死亡情况,超声分析转基因小鼠心脏结构形态和功能改变,心电分析转基因小鼠心肌电生理变化。结果建立了2个心脏组织特异性表达KCNQ1^V180 L转基因小鼠品系。转基因小鼠离乳前即出现猝死;超声检查显示转基因小鼠左心室内径变短,心室壁变厚,短轴缩短率增加;心电分析显示其心室复极异常。结论 KCNQ1^V180 L转基因小鼠具有临床长QT综合征类似的病理改变,可作为研究KCNQ1基因功能及其突变与心律失常发病机制的疾病动物模型。     

心脏特异表达Calponin 1转基因小鼠的心脏功能分析

目的建立心脏特异表达Calponin 1转基因小鼠,研究Calponin 1对心脏发育及心肌病的调节作用。方法利用心脏特异启动子α-MHC构建转基因表达载体,显微注射法建立Calponin 1转基因小鼠,PCR法鉴定转基因小鼠的基因型,Western Blot检测Calponin 1在心脏组织中的表达,心脏超声检测转基因小鼠的心脏结构和功能,HE染色和Masson染色检测转基因小鼠心脏的病理改变。结果 Calponin 1在野生型小鼠心脏中有表达,在扩张型心肌病小鼠的心脏组织表达降低。通过显微注射法,建立了2个心脏组织Calponin 1基因高表达的转基因小鼠系。与野生型小鼠相比,Calponin 1转基因小鼠收缩期左室内径（LVID,systolic）增加28%（P〈0.01,n=12）,舒张期左室内径（LVID,diastolic）增加16.2%（P〈0.01,n=12）,收缩期左室后壁厚度（LVPW,systolic）减小15.7%（P〈0.01,n=12）,舒张期左室后壁厚度（LVPW,diastolic）减小21%（P〈0.01,n=12）,射血分数（ejection fraction,EF）降低11.5%（P〈0.01,n=12）,短轴内径缩短率（fraction shortening,FS）降低14.6%（P〈0.05,n=12）。转基因小鼠心脏组织病理H＆E染色和Masson染色显示,转基因小鼠心室扩张,心肌细胞不均匀肥大,细胞间隙变大,心肌间质纤维增多。结论 Calponin 1在心脏特异过表达引起转基因小鼠心脏左室内径增加,收缩期容积和舒张期容积显著增大,心室壁变薄,射血分数及短轴缩短率降低等扩张性心肌病表型,推测Calponin 1是参与心肌病病理发生的基因之一。     

心脏特异表达肾素（原）受体转基因小鼠的建立

目的建立心脏特异表达（p）RR的转基因小鼠,研究（p）RR在心肌病发病过程中的调节作用。方法将（p）RR基因插入到心脏特异表达启动子α-MHC下游,构建转基因表达载体,通过显微注射的方法建立（p）RR转基因小鼠,PCR法鉴定转基因小鼠的基因型;Western blot和免疫组化的方法检测（p）RR在心脏组织中的表达;利用小动物超声仪检测转基因小鼠的心脏结构和功能;双色免疫荧光共聚焦进行（p）RR蛋白在转基因小鼠中的亚细胞定位,Western blot方法检测了钙泵（ATP2A2）、钠-钙交换体1（NCX 1）以及肌钙蛋白T（cTnT）在转基因小鼠心脏组织中表达量的变化情况。结果建立了心脏高表达（p）RR的转基因小鼠品系;内源性和转基因高表达的（p）RR蛋白均定位在细胞内高尔基体和内质网上;心脏特异高表达（p）RR蛋白使小鼠心脏收缩功能增强,主要表现在与同窝阴性对照小鼠相比,转基因小鼠收缩期左室内径（LVID,systolic）降低9%（P〈0.05,n=18）,收缩期容积（LVESV,systolic）减少了23%（P〈0.05,n=18）,射血分数EF（ejection fraction）升高14%（P〈0.01,n=18）,短轴缩短率FS（fraction shortening）升高20%（P〈0.01,n=18）;和心脏收缩功能和钙离子相关的ATP2A2和NCX 1表达均下调,而cTnT表达量上调。结论在心脏中过表达（p）RR能够引起心脏收缩功能明显增强,同时直接或间接调节ATP2A2、NCX 1和cTnT表达。提示（p）RR可能是调节心脏中的钙离子而参与影响心肌功能。     

WIF-1心脏特异表达转基因小鼠心脏功能分析

目的建立心脏特异表达WIF-1转基因小鼠,研究该基因在心脏中表达对小鼠心脏发育,形态和功能维持中的作用。方法RT-PCR法克隆人WIF-1基因,把WIF-1基因插入α-MHC启动子下游,构建转基因表达载体,通过显微注射法建立转WIF-1C57BL/6J小鼠。并利用特异引物PCR法鉴定转基因小鼠的基因表型,RT-PCR和Westernblot检测基因表达水平,超声检测不同月龄WIF-1转基因小鼠心脏结构及功能变化。结果建立了2个系的心脏特异表达WIF-1转基因小鼠。心脏超声检查证实,WIF-1转基因小鼠与对照小鼠比较,左心室重量减小,舒张期左室内径和容积变小,每搏输出量和心输出量减小。结论WIF-1基因是心脏功能的负调控因子。     

心脏特异表达NOL3转基因小鼠的建立

目的建立心脏特异表达NOL3转基因小鼠,用于研究该基因在心肌病发病中的作用。方法Western blot检测小鼠NOL3表达谱。构建aMHC-NOL3表达载体,显微注射法建立NOL3转基因小鼠。PCR鉴定转基因鼠的基因型,心脏超声检测转基因及野生型小鼠心脏功能及几何构型。结果NOL3在1月龄野生型鼠心脏、脑、骨骼肌中的高表达,在心脏中的表达不随年龄而改变。通过转基因小鼠的筛选,得到了3个NOL3转基因品系,其中1个品系心脏NOL3蛋白表达量与野生型鼠相比明显增加。单转NOL3基因的小鼠心脏功能及几何构型与野生型小鼠相比无显著变化。结论成功建立了心脏特异表达NOL3转基因小鼠,为进一步和心肌病小鼠模型杂交,研究该基因在心肌病发病中的作用提供了工具。     

microRNA转基因小鼠在心脏发育研究中的应用

microRNA（miRNA）参与调控胚胎心脏的发育,在心脏形态发生、心肌细胞生长及分化过程中发挥着极其重要的作用。通过转基因技术可以实现特异miRNA在心肌组织的过表达与敲除,据此建立的心肌特异性miRNA转基因小鼠模型可以在整体水平揭示miRNA心脏方面的功能。近年,以miRNA为研究对象的心肌特异性转基因小鼠模型数量不断增加。     

不同鼠龄的人多巴胺D5^F173L突变基因转基因高血压小鼠血压及心脏结构与功能分析

目的通过对不同年龄多巴胺D5^F173L突变基因及D5正常基因转基因小鼠的血压和心脏结构与功能进行分析,了解多巴胺D5受体在高血压发生发展过程中的作用。方法利用无创血压测量仪和高分辨率小动物超声系统检测两种转基因小鼠的血压和左心室壁厚度、左心室内径、左心室容积、射血分数、短轴缩短率和左心室质量等心脏功能指标。结果 D5^F173L转基因小鼠4月龄、6月龄、16月龄时收缩压、舒张压都明显高于D5转基因小鼠;4月龄、6月龄的D5F173L转基因小鼠与D5转基因小鼠相比舒张期和收缩期左室壁厚度均明显增大、左室内容积均明显变小、左心室重量增加;16月龄的D5^F173L转基因小鼠与D5转基因小鼠相比左心室前壁增厚、心腔内径缩短,心腔容积下降、心室重量增加、射血分数提高、短轴缩短率提高;在18月龄时D5^F173L转基因小鼠相比于D5转基因小鼠左心室收缩期前壁厚度增加,后壁厚度减少,舒张期前壁厚度增加,后壁厚度减少;另外在18月龄时D5^F173L转基因小鼠与其16月龄时相比,射血分数、短轴缩短率明显降低,收缩期左心室容积明显增大。结论 D5^F173L转基因小鼠的血压及心脏功能与结构的分析结果符合原发性高血压的特征。D5^F173L转基因小鼠可作为原发性高血压动物模型。     

磁共振成像对扩张型心肌病转基因模型小鼠左右心室对比分析

目的对cTnTR141W扩张型心肌病转基因模型小鼠左、右心室进行对比分析,研究cTnTR141W转基因小鼠作为右心室心肌病的动物模型的可行性。方法利用7.0 T高场强磁共振成像(MRI)技术,定量分析了2、4、6和8月龄对照组及cTnTR141W转基因模型小鼠左、右心室的舒张末容积(EDV)、收缩末容积(ESV)和射血分数(EF)的变化情况,同时对6月龄对照组cTnTR141W转基因模型小鼠心肌组织进行组织学分析。结果转基因阴性对照小鼠相比,cTnTR141W转基因小鼠左、右心室的容积在2月龄时已有增大趋势,而射血分数有减小趋势。右心室射血分数减小出现最早也最显著(P<0.05)。随年龄增加,cTnTR141W转基因小鼠与转基因阴性对照小鼠相比,右心室的结构和功能的病理生理变化与左心室同时趋于严重。该小鼠左、右心室在4月龄后表现典型的扩张型心肌病表型。结论 cTnTR141W转基因模型小鼠左心室和右心室的扩张性心肌病表型同时出现,该小鼠可作为右室性心肌病等右心室功能下降相关疾病研究的动物模型。     

人心肌肌钙蛋白C两种突变转基因小鼠模型建立与对比分析

目的：为建立心肌组织特异性表达人cTnCD145E和cTnCG159D突变基因转基因小鼠,为对比分析两种不同心肌病的发生发展建立模型。方法利用定点突变技术分别制备人cTnC基因的cTnCD145E和cTnCG159D两个突变体,随后插入心肌特异性表达启动子α-MHC下游构建人cTnCD145E和cTnCG159D基因转基因载体。通过显微注射法建立转基因C57BL/6小鼠。利用心脏超声和病理观察对比分析不同年龄转基因小鼠心脏的结构与功能。结果建立了心肌组织高表达人cTnCD145E和cTnCG159D突变基因转基因小鼠,cTnCD145E和cTnCG159D转基因小鼠随年龄增加,有分别向HCM和DCM发展的趋势,12月龄时,cTnCD145E转基因小鼠收缩末期和舒张末期左室容积（ left ventricle end-diastolic volume and end-systolic volume,EDV and ESV）与同窝阴性小鼠相比下降,射血分数（ejection fraction, EF）和收缩末期左心室后壁厚度（left ventricle end-systolic posterior wall thickness ,ESPWT）增加,而cTnCG159D转基因小鼠EDV和ESV与同窝阴性小鼠相比上升,EF和ESPWT减少。结论心肌组织特异性表达人cTnCD145E突变基因转基因小鼠表现肥厚型心肌病病理表型,而心肌组织特异性表达人cTnCG159D突变基因转基因小鼠表现扩张型心肌病病理表型,二者可作为对比研究由不同发病机制导致的心肌病模型。     

Expression of SERCA isoform with faster Ca2+ transport properties improves postischemic cardiac function and Ca2+ handling and decreases myocardial infarction

Myocardial ischemia-reperfusion (I/R) injury is associated with contractile dysfunction, arrhythmias, and myocyte death. Intracellular Ca(2+) overload with reduced activity of sarco(endo)plasmic reticulum Ca(2+)-ATPase (SERCA) is a critical mechanism of this injury. Although upregulation of SERCA function is well documented to improve postischemic cardiac function, there are conflicting reports where pharmacological inhibition of SERCA improved postischemic function. SERCA2a is the primary cardiac isoform regulating intracellular Ca(2+) homeostasis; however, SERCA1a has been shown to substitute SERCA2a with faster Ca(2+) transport kinetics. Therefore, to further address this issue and to evaluate whether SERCA1a expression could improve postischemic cardiac function and myocardial salvage, in vitro and in vivo myocardial I/R studies were performed on SERCA1a transgenic (SERCA1a(+/+)) and nontransgenic (NTG) mice. Langendorff-perfused hearts were subjected to 30 min of global ischemia followed by reperfusion. Baseline preischemic coronary flow and left ventricular developed pressure were significantly greater in SERCA1a(+/+) mice compared with NTG mice. Independent of reperfusion-induced oxidative stress, SERCA1a(+/+) hearts demonstrated greatly improved postischemic (45 min) contractile recovery with less persistent arrhythmias compared with NTG hearts. Morphometry showed better-preserved myocardial structure with less infarction, and electron microscopy demonstrated better-preserved myofibrillar and mitochondrial ultrastructure in SERCA1a(+/+) hearts. Importantly, intraischemic Ca(2+) levels were significantly lower in SERCA1a(+/+) hearts. The cardioprotective effect of SERCA1a was also observed during in vivo regional I/R with reduced myocardial infarct size after 24 h of reperfusion. Thus SERCA1a(+/+) hearts were markedly protected against I/R injury, suggesting that expression of SERCA 1a isoform reduces postischemic Ca(2+) overload and thus provides potent myocardial protection.     

心脏特异表达LMNA^E82K转基因小鼠的建立

目的建立心脏特异表达LMNAE82K转基因小鼠,为研究LMNAE82K与心肌病发病机制的关系提供工具动物。方法把LMNAE82K基因插入α-MHC启动子下游,构建转基因表达载体,显微注射法建立C57BL/6JLMNAE82K转基因小鼠,PCR鉴定转基因小鼠的基因型,采用Western Blot鉴定LMNAE82K在心脏组织中的表达,H＆E染色和超声检测转基因小鼠心脏的病理改变。结果建立了2个心脏组织特异表达LMNAE82K的转基因小鼠品系。超声检查显示转基因小鼠心室壁变薄,收缩期容积和舒张期容积增加,射血分数及短轴缩短率降低。结论LMNAE82K转基因小鼠具有LMNAE82K引起的家族性扩心病有类似的病理变化,为研究LMNAE82K与心肌病发病机制的关系的研究提供了有价值的疾病动物模型。     

Cardiac-specific attenuation of natriuretic peptide A receptor activity accentuates adverse cardiac remodeling and mortality in response to pressure overload

Atrial (ANP) and brain (BNP) natriuretic peptides are hormones of myocardial cell origin. These hormones bind to the natriuretic peptide A receptor (NPRA) throughout the body, stimulating cGMP production and playing a key role in blood pressure control. Because NPRA receptors are present on cardiomyocytes, we hypothesized that natriuretic peptides may have direct autocrine or paracrine effects on cardiomyocytes or adjacent cardiac cells. Because both natriuretic peptides and NPRA gene expression are upregulated in states of pressure overload, we speculated that the effects of the natriuretic peptides on cardiac structure and function would be most apparent after pressure overload. To attenuate cardiomyocyte NPRA activity, transgenic mice with cardiac specific expression of a dominant-negative (DN-NPRA) mutation (HCAT D 893A) in the NPRA receptor were created. Cardiac structure and function were assessed (avertin anesthesia) in the absence and presence of pressure overload produced by suprarenal aortic banding. In the absence of pressure overload, basal and BNP-stimulated guanylyl cyclase activity assessed in cardiac membrane fractions was reduced. However, systolic blood pressure, myocardial cGMP, log plasma ANP levels, and ventricular structure and function were similar in wild-type (WT-NPRA) and DN-NPRA mice. In the presence of pressure overload, myocardial cGMP levels were reduced, and ventricular hypertrophy, fibrosis, filling pressures, and mortality were increased in DN-NPRA compared with WT-NPRA mice. In addition to their hormonal effects, endogenous natriuretic peptides exert physiologically relevant autocrine and paracrine effects via cardiomyocyte NPRA receptors to modulate cardiac hypertrophy and fibrosis in response to pressure overload.