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生长激素促分泌素受体(GH S-R)编码366个氨基酸,属于G蛋白偶联受体,主要分布在丘脑及垂体,与其内源性配体ghrelin结合后除了促生长激素释放作用以外还可以通过中枢和外周两种方式调节胃动力。GHS-R在胃动力调控上的机制尚不清楚。因此,本研究建立了GHS-R基因敲除小鼠模型,从胃排空方面研究了GHS-R基因敲除对小鼠胃排空的影响。为了探讨其机理,使用基因芯片技术研究了敲除小鼠丘脑基因表达谱。
本研究采取置换型基因敲除载体,使用正负筛选策略。用TK-neo置换原X-pPNT载体的PGK-neo构建目标载体骨架。以小鼠基因组DNA为模板,用PCR方法扩增两条同源臂,将其按照一定方向装入含有TK-neo的X-pPNT载体,并测序鉴定。载体经线性化及纯化后电穿孔转染小鼠ES细胞,用G418和Gancyclovir对电穿孔转染后的ES细胞进行正负筛选培养,得到双药抗性ES细胞克隆后抽提基因组DNA,分别用PCR方法鉴定两条同源臂,并测序确定成功同源重组的ES细胞克隆。经ES细胞显微注射及囊胚移植,获得嵌合体小鼠,再由杂交育种得到纯合子小鼠。以RT-PCR及免疫印迹实验检测了敲除小鼠GHS-R的mRNA及蛋白表达水平。使用13C-辛酸标记试餐,进行13 CO2呼气试验,对基因敲除小鼠的胃排空进行了体内实验研究。为了探讨GHS-R敲除对小鼠胃排空影响的中枢作用机制,使用基因芯片研究了丘脑表达谱。
结果:成功构建了基因敲除载体,获得了基因敲除小鼠,并从mRNA及蛋白两个水平证实其GHS-R无表达。敲除小鼠胃排空较野生型小鼠要缓慢。液体试餐:GEC敲除小鼠为7.74±0.34>野生型小鼠的6.10±0.28(P=0.005);固体试餐:t1/2(分钟)敲除小鼠为112.43±5.69>野生型小鼠的83.96±3.95(P=0.004);tlag(分钟)敲除小鼠为53.76±2.52>野生型小鼠的32.77±3.18(P=0.001)。丘脑基因芯片结果显示敲除小鼠基因表达的变化主要集中在生理功能的正向调控、蛋白代谢过程、细胞蛋白代谢、发育的调节、免疫系统调控、细胞凋亡及其调控、神经肽信号传导及其调控等方面。脂肪细胞因子(adipocytokine)调控通路的信号传导可能受到显著性影响,而胃排空可能受AGRP,5-羟色胺及其受体家族表达水平改变的影响。
以上结果提示:GHS-R基因敲除可以明显减缓小鼠胃排空,这一表型可能与AGRP,5-羟色胺及其受体家族表达水平有关。