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目的: 纤连蛋白7(Fibulin7,Fbln7)是一种胞外基质(ECM)蛋白,参与多种蛋白间的相互作用。Fbln7由于其在牙齿发育过程中与牙釉质细胞的迁移和形成有关而被发现,但根据病例报道,很多2q13大片段缺失的先天性缺陷病人中大多数都表现出心脏的先天缺陷,这一类大片段缺失的关键区域已被缩小为长约474kb的小片段中,Fbln7处在该关键区域所包含的六个基因中。Mark W.Russell等人在斑马鱼中的研究证明,使用morpholino对斑马鱼胚胎敲低Fbln7表达会导致出生的斑马鱼存在明显的心脏发育缺陷和颅面畸形。结合Fibulins家族各个基因在心血管发育中的作用,认为Fbln7很可能在哺乳动物心脏发育过程中起到重要作用。因此本研究旨在通过crispr/cas9基因敲除技术在C57/B6的小鼠中研究Fbln7对于在小鼠心血管发育过程中的潜在功能及其作用机制。 方法: 由于Fbln7的相关研究较少,首先利用RT-PCR简单分析了Fbln7基因在正常胚胎组织中的表达分布,通过检测E14.5天胚胎的各个组织中Fbln7的表达情况。随后通过构建Fbln7基因系统敲除小鼠,对其进行表型及功能分析。为了提高基因敲除效率,将所设计的分别针对Fbln7基因外显子1(E1)与外显子2(E2)的两条gRNA混合注射入受精卵中并移植入假孕C57/B6雌鼠体内。通过基因组测序的方法对子代小鼠敲除位点附近片段进行验证,并选择杂合的雄性小鼠和雌性小鼠进行繁殖交配。进一步,利用western blot检测子代胚胎Fbln7蛋白表达变化情况。E14.5天胚胎通过卵黄膜基因组PCR进行基因型鉴定验证敲除效果,在得到阳性结果后,为验证Fbln7是否会影响小鼠胚胎心脏及其他组织器官的发育状况,对来自不同窝的3组E14.5天Fbln7-/-胚胎及Fbln7+/+同窝对照胚胎样品进行四腔面连续石蜡切片,并通过HE染色进行基本的形态学分析随后取Fbln7纯合敲除的小鼠进行胚胎的形态学分析。同时对不同基因型新生鼠的出生率及生存时间进行了监测。在E14.5天小鼠形态正常情况下,对6组Fbln7+/+和Fbln7-/-基因型的小鼠在8个月时进行心脏超声的检测,进一步分析心功能的差异。取Fbln7+/+和Fbln7-/-成年小鼠心脏进行形态观察并通过HE染色观察流出道的形态、主动脉血管壁状态。同时通过超声结果分析主动脉弓处血流情况。对E14.5天Fbln7-/-胚胎心脏cDNA样品中Fbln1、Fbln2、Fbln4、Fbln5、Fbln6基因的表达水平变化进行荧光定量PCR检测分析敲除小鼠与野生小鼠心脏中目的基因的表达差异。 结果: 研究结果表明,在选取脱靶率较低的gRNA构建cas9系统后,得到的Fbln7纯合敲除的阳性小鼠在蛋白和RNA水平都得到了敲除。但在Fbln7-/-小鼠的胚胎及成体中并未检测到预期的异常表型,Fbln7-/-基因型的遗传模式符合孟德尔遗传定律(Homo∶Hetero∶WT=1∶2∶1),出生后小鼠的生存状况、存活率及生存时间都与Fbln7+/+小鼠无明显差异(P>0.05),通过HE染色对Fbln7-/-胚胎及成体心脏样品进行组织结构形态分析,观察到主动脉弓壁显示轻微弹性纤维排列紊乱,但并没有明显的异常结构。而根据以往的研究提示,在Fbln7-/-小鼠无缺陷的可能原因是Fbln蛋白家族中的其他成员对其可能存在补偿作用,弥补了Fbln7-/-基因缺失所带来的影响,但在荧光定量PCR未能检测到Fbln家族其他基因在Fbln7缺失小鼠心脏表达的明显变化。 结论: 尽管Fbln7基因在小鼠胚胎期的心、肝、肺等器官中能够检测到高表达水平,其生理功能及对小鼠发育和功能成熟过程中的作用却未能通过基因敲除系统表现出来,推断可能是Fbln蛋白家族其他成员在功能上能够替代性补偿Fbln7的缺失,共同敲除多个Fbln蛋白可对其功能进行进一步深入研究。