Ldlr基因敲除小鼠|家族性高胆固醇血症小鼠|Ldlr KO小鼠_构建

产品编号：C001392

品系背景：C57BL/6J

繁殖：纯合×纯合

品系描述

低密度脂蛋白受体（Low density lipoprotein receptor, LDLR）基因编码的蛋白是肝细胞表面受体之一，它能够结合载脂蛋白E（APOE），从而清除血中的脂蛋白颗粒。同时LDLR也在胆固醇稳态中起重要作用，其通过与低密度脂蛋白（LDL）颗粒（血浆中携带胆固醇的主要脂蛋白）上的载脂蛋白B（APOB）相互作用来结合LDL，并通过内吞作用将其转运到细胞中，从而维持血浆LDL水平^[1-2]。这一过程主要发生在肝脏中，肝脏从循环中清除了约70％的LDL，LDLR通过清除血浆中LDL和中间密度脂蛋白（IDL）, 从而调节血浆胆固醇的水平。LDLR基因的功能性缺失突变会导致家族性高胆固醇血症（FHCL1），该疾病是一种以LDL胆固醇水平升高为特征的脂蛋白代谢紊乱，造成胆固醇在组织中过量沉积，继而导致黄斑瘤、动脉粥样硬化加速和过早患冠心病等风险的增加^[3-4]。

本模型为Ldlr基因缺失小鼠，利用基因编辑技术敲除人LDLR基因在小鼠体内的同源基因Ldlr。该小鼠体内低密度脂蛋白受体合成受阻，导致血清胆固醇水平升高，使用高脂饮食（HFD）喂养的小鼠胆固醇水平升高程度进一步加剧，并存在主动脉斑块的形成。该模型纯合突变是可存活且可育的，可用于高胆固醇血症和动脉粥样硬化等领域的研究。

构建方式

Ldlr基因位于小鼠9号染色体上，选择该基因的4号外显子作为基因编辑打靶区域。

研究应用

动脉粥样硬化、黄斑瘤和冠心病、家族性高胆固醇血症（FHCL1）、血管扩张类药物的筛选、其它代谢及心血管类疾病研究。

验证数据

雄性小鼠体重变化

图1. 雄性野生型小鼠和Ldlr KO (em)小鼠体重变化检测。小鼠分组后给予不同的饲料，通过每周测量小鼠体重来检测雄性野生型小鼠（WT-M）和雄性Ldlr KO小鼠（LDLR^-/^--M）在正常饮食和高脂饮食下的体重变化。结果显示，在常规饮食（CD）和高脂饮食（HFD）的情况下，雄性Ldlr KO小鼠与野生型小鼠的体重的变化趋势相似，无显著差异。

雌性小鼠体重变化

图2. 雌性野生型小鼠和Ldlr KO (em)小鼠体重变化检测。小鼠分组后给予不同的饲料，通过每周测量小鼠体重来检测雌性野生型小鼠（WT-F）和雌性Ldlr KO小鼠（LDLR^-/^--F）在正常饮食和高脂饮食下的体重变化。结果显示在常规饮食（CD）和高脂饮食（HFD）的情况下，雌性Ldlr KO小鼠与野生型小鼠的体重的变化趋势相似，无显著差异。

雄性小鼠血脂生化指标

图3. 雄性野生型小鼠和Ldlr KO (em)小鼠血脂生化指标检测。小鼠分组后给予不同的饲料，分别在饲喂的第6周、8周、12周和16周测量脂代谢指标。结果显示，与雄性野生型小鼠（WT-M）相比，雄性Ldlr KO小鼠（LDLR^-/^--M）在正常饮食的情况下，其血脂水平略有上升，而在高脂饮食喂养（HFD）诱导的情况下，Ldlr KO小鼠各项血脂参数均显著升高。（CHOL：胆固醇；TRIG：甘油三酯；HDL：高密度脂蛋白；LDL：低密度脂蛋白。下同）

雌性小鼠血脂生化指标

图4. 雌性野生型小鼠和Ldlr KO (em)小鼠血脂生化指标检测。小鼠分组后给予不同的饲料，分别在饲喂的第6周、8周、12周和16周测量脂代谢指标。结果显示，与雌性野生型小鼠（WT-F）相比，雌性Ldlr KO小鼠（LDLR^-/^--F）在正常饮食的情况下，其血脂水平略有上升，而在高脂喂养（HFD）诱导的情况下，Ldlr KO小鼠各项血脂参数均显著升高。该检测结果与雄性Ldlr KO小鼠的结果相同，表明在高脂喂养的情况下，两种性别的Ldlr KO小鼠均可出现高血脂的表型。

主动脉病理

图5. 野生型小鼠和Ldlr KO (em)小鼠主动脉斑块形成检测。小鼠分组后给予不同的饲料喂养，在饲喂的第16周分别取主动脉进行观察。与其他对照组小鼠相比，高脂喂养的雄性Ldlr KO小鼠（G7）和高脂喂养的雌性Ldlr KO小鼠（G8）均出现主动脉的病理性斑块，说明高脂饮食可成功诱导Ldlr KO小鼠动脉粥样硬化的发生。（G1: 雄性WT小鼠+正常饮食；G2: 雌性WT小鼠+正常饮食；G3: 雄性WT小鼠+高脂饮食；G4: 雌性WT小鼠+高脂饮食；G5: 雄性Ldlr KO小鼠+正常饮食；G6: 雌性Ldlr KO小鼠+正常饮食；G7: 雄性Ldlr KO小鼠+高脂饮食；G8: 雌性Ldlr KO小鼠+高脂饮食。)

Ldlr KO (em)小鼠主动脉斑块的形成进程

图6. Ldlr KO (em)小鼠主动脉斑块病理进程检测。不同时期主动脉斑块的观测结果显示，与高脂喂养16周的小鼠相比，高脂喂养20周的Ldlr KO小鼠的主动脉斑块形成更显著，其斑块形成的范围也进一步扩大，这种变化在雄性（Male）和雌性（Female）小鼠中的趋势是一致的。

结果讨论

对Ldlr基因进行敲除构建Ldlr KO小鼠，并通过高脂饮食饲喂诱导高胆固醇血症。结果显示，该模型存在高血脂和高胆固醇的特征，与对照组小鼠相比，Ldlr KO小鼠在高脂饮食饲喂后，血液中CHOL、TRLG、LDL和HDL等血脂参数水平均显著升高。同时，在高脂饮食饲喂后，该模型也存在主动脉斑块的形成，并且病理性斑块的大小和分布范围随着高脂喂养时间的增加而增加。

综上所述，该Ldlr KO小鼠可用于高胆固醇血症疾病造模，为心血管代谢性疾病的构建与相关人类疾病的研究提供了强有效的工具。

参考文献

Brown MS, Goldstein JL. A receptor-mediated pathway for cholesterol homeostasis. Science. 1986 Apr 4;232(4746):34-47.
Go GW, Mani A. Low-density lipoprotein receptor (LDLR) family orchestrates cholesterol homeostasis. Yale J Biol Med. 2012 Mar;85(1):19-28.
Ishibashi S, Brown MS, Goldstein JL, Gerard RD, Hammer RE, Herz J. Hypercholesterolemia in low density lipoprotein receptor knockout mice and its reversal by adenovirus-mediated gene delivery. J Clin Invest. 1993 Aug;92(2):883-93.
Witztum JL. Murine models for study of lipoprotein metabolism and atherosclerosis. J Clin Invest. 1993 Aug;92(2):536-7.