Fah KO小鼠-疾病模型-I型酪氨酸血症 酪氨酸血症

Fah KO小鼠

产品编号：C001273

品系全称：C57BL/6JCya-Fah^em1/Cya

品系背景：C57BL/6JCya

传代建议：杂合与野生型互配

 

品系描述

FAH基因编码的延胡索酰乙酰乙酸水解酶（FAH）在肝脏和肾脏中含量丰富，是酪氨酸降解途径最末端的酶。FAH基因的遗传变化可以导致各种健康状况，其中最相关的疾病是酪氨酸血症Ⅰ型（HT1）。这是一种由FAH基因突变引起的代谢障碍，导致体内积累有毒物质，从而导致肝脏和肾脏问题，以及其他并发症。酪氨酸血症Ⅰ型（HT1）是一种常染色体隐性遗传疾病，由于酪氨酸代谢最后一步反应所需的FAH的缺失或功能缺乏而导致。正常情况下，酪氨酸最终代谢为延胡索酰和乙酰乙酸。然而，当FAH基因发生缺失时，会产生有毒的延胡索酰乙酰乙酸盐和马来酰乙酰乙酸，并产生其次级代谢产物丙/酮，对肝、肾造成损伤。在早期阶段，肝脏损伤可造成肝死亡及肝硬化，肾脏的损伤会进一步引起佝偻病及发育障碍 ^[1-2]。

本模型为Fah基因敲除（Fah KO）小鼠，利用基因编辑技术敲除了小鼠体内与人FAH基因同源的Fah基因，杂合Fah KO小鼠是可存活且可育的。这些小鼠能够表现出Ⅰ型酪氨酸血症的典型特征，即酪氨酸在体内的代谢障碍，导致延胡索乙酰乙酸（FAA）的积累，从而引发肝细胞损伤。纯合Fah KO小鼠在出生后不久就会死亡，表现为肝脏和肾脏功能障碍、低血糖以及肝脏mRNA表达的显著改变，需要使用尼替西农（NTBC）维持其生存 ^[3]。此外，将Fah KO小鼠与Rag2 KO小鼠和Il2rg KO小鼠交配构建的FRG小鼠（Fah KO/Rag2 KO/Il2rg KO）可用于人类肝细胞再生的研究，从而创造出“具有人类肝脏”的小鼠 ^[4]，这对于肝脏生物学、干细胞、传染病、代谢和基因治疗等领域的研究具有重要意义。

 

构建方式

Fah基因位于小鼠7号染色体上，通过基因编辑技术敲除了该基因的Exon 2~10。

 

 

研究应用

l Ⅰ型酪氨酸血症研究；

l 肝脏生物学和肝脏相关药物研究；

l 人类肝细胞再生和重建研究；

l 干细胞、传染病、代谢和基因治疗研究。

 

验证数据

1. 尼替西农（NTBC）处理条件探索实验

a. 生长曲线

 

图1. 终止NTBC处理后Fah KO小鼠（Homo）和野生型（WT）小鼠的体重变化（Fah KO小鼠：纯合，6周龄，1雄1雌，n=2；WT：6周龄，1雄2雌，n=3）。在孕晚期母鼠和出生子代小鼠的饮用水中添加7.5 mg/L浓度的NTBC，子代小鼠出生后，NTBC处理时间从小鼠出生第0天（P0）一直持续至6周，6周后停止NTBC处理并开始进行小鼠体重监测（D0-D13）。结果显示，与WT相比，Fah KO小鼠在终止NTBC处理后出现明显的体重下降现象。

 

b. 酪氨酸（Tyr）水平

 

图2. 终止NTBC处理后Fah KO小鼠（Homo）和野生型（WT）小鼠血浆中的酪氨酸水平（Fah KO小鼠：纯合，6周龄，1雄1雌，n=2；WT小鼠：6周龄，1雄1雌，n=2）。在孕晚期母鼠和出生子代小鼠的饮用水中添加7.5 mg/L浓度的NTBC，子代小鼠出生后，NTBC处理时间从小鼠出生第0天（P0）一直持续至6周，6周后停止NTBC处理。在停药后第13天采集小鼠的血浆以检测其酪氨酸水平（其中一只Fah KO小鼠在停药后第9天死亡，死亡当天采血）。结果显示，与WT相比，Fah KO小鼠在终止NTBC处理后表现出极高的血浆酪氨酸水平。

 

c. 肝脏&肾脏病理观察

 

图3. 终止NTBC处理后Fah KO小鼠（Homo）和野生型（WT）小鼠肝脏和肾脏的H&E染色结果。在子代出生后的第51天（P51）和第55天（P55）采集小鼠的肝脏和肾脏组织进行H&E染色。

① 肝脏H&E染色结果显示，对照组未见明显异常，纯合Fah KO小鼠出现严重肝细胞玻璃样变性，肝细胞中见空泡增多，肝细胞界限不清。

② 肾脏H&E染色结果显示，对照组未见明显异常，纯合Fah KO小鼠出现严重的肾小管水肿（红色箭头所示）。

 

参考文献

[1] Morrow G, Angileri F, Tanguay RM. Molecular Aspects of the FAH Mutations Involved in HT1 Disease. Adv Exp Med Biol. 2017;959:25-48.

[2] Frequent mutation reversioninversely correlates with clinical severity in a genetic liver disease,hereditary tyrosinemia.

[3] Grompe M, Lindstedt S, al-Dhalimy M, Kennaway NG, Papaconstantinou J, Torres-Ramos CA, Ou CN, Finegold M. Pharmacological correction of neonatal lethal hepatic dysfunction in a murine model of hereditary tyrosinaemia type I. Nat Genet. 1995 Aug;10(4):453-60.

[4] Grompe M. Fah Knockout Animals as Models for Therapeutic Liver Repopulation. Adv Exp Med Biol. 2017;959:215-230.

 

 

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