基于Cre/LoxP系统建立软骨组织特异性印第安刺猬蛋白基因敲除小鼠模型

背景:印第安刺猬蛋白(Ihh)条件性基因敲除小鼠动物模型的建立,实现了印第安刺猬蛋白条件性基因敲除能够在时间和组织上具有选择性,能够为进一步研究与生长板有关的严重遗传病提供实验基础。目的:基于Cre/LoxP系统建立软骨组织特异性印第安刺猬蛋白基因敲除小鼠模型,并进一步观察其表型变化差异。方法:SPF级亲代Ihh^(fl/fl)小鼠与Col2a1-CreERT2小鼠,均由美国布朗大学魏垒教授赠予。将亲代Ihh^(fl/fl)小鼠与Col2a1-CreERT2小鼠杂交,获得基因型Col2a1-CreERT2,Ihh^(fl/-)小鼠;再将此基因型小鼠自交,获得刚出生的小鼠。通过琼脂糖凝胶电泳对刚出生小鼠进行基因鉴定,随机分为2组:实验组小鼠于出生后第1天开始腹腔注射玉米油溶解的20 g/L他莫昔芬10μL,连续注射3 d;对照组小鼠腹腔注射等量玉米油。出生后第6天RT-qPCR检测印第安刺猬蛋白基因的敲除率;第8天小鼠膝关节行番红固绿染色、Von Kassa染色进行初步表型观察;第8周行小鼠大体形态观察、记录后肢股骨/胫骨长度,后肢X射线片观察。结果与结论:①通过RT-qPCR证实了印第安刺猬蛋白条件性基因敲除率为76.83%,8周龄小鼠大体形态表现为肢体短小畸形(P <0.01);②X射线显示敲除小鼠胫骨明显缩短且骨骺端发育异常;③番红固绿染色显示印第安刺猬蛋白条件性敲除表达在发育中的小鼠胫骨生长板软骨组织这一特定区域;④Von Kassa染色显示Ihh^(d/d)小鼠生长板过早闭合;⑤初步建立了印第安刺猬蛋白条件性基因敲除小鼠模型,印第安刺猬蛋白条件性基因敲除后引起小鼠生长板区软骨细胞增殖紊乱,生长板区软骨细胞提前矿化,生长板过早骨化闭合,小鼠表现为肢体短小畸形。