DMD-Q995*小鼠模型解析杜氏肌营养不良症状及行为学缺陷

DMD是一种主要影响男性的X染色体连锁隐性遗传疾病，其主要表现为进行性肌肉萎缩和无力。DMD由肌营养不良蛋白（Dystrophin）缺失或功能障碍导致。DMD基因编码肌营养不良蛋白，是人体内最大的蛋白编辑基因之一。在DMD患者中，超过75%的人存在DMD基因的单个或多个外显子缺失，或单碱基无义突变。这些突变导致肌营养不良蛋白缺失，进一步引发肌营养不良蛋白相关糖蛋白复合物（DGC）的分解，破坏了肌动蛋白和细胞外基质间的相互作用，使肌肉更易受损。这种易感性最终导致肌肉组织和功能的逐渐丧失，以及心肌病的发展^[1]。

不同类型的DMD突变分别导致贝克型肌营养不良症（BMD）和杜氏肌营养不良症（DMD）^[1]

X连锁肌肉营养不良（mdx）突变源于小鼠Dmd基因中自发产生的提前终止密码子（PTC）。在无义介导的mRNA降解（NMD）机制的影响下，携带PTC的部分Dmd mRNA被降解。剩余的未降解mRNA编码的是功能缺失的截短肌营养不良蛋白，这种蛋白无法在肌纤维的肌膜处正确定位。

赛业生物研发的C57BL/6J背景DMD-Q995*小鼠（产品编号：C001518）携带了与mdx小鼠相同的突变。在这种小鼠中，部分突变的Dmd mRNA被降解，而剩余的未降解mRNA无法编码出全长的肌营养不良蛋白，从而导致该蛋白的缺失。

DMD-Q995*小鼠缺少肌营养不良蛋白（Dystrophin）的表达

肌酸激酶（CK）水平与肌肉和心肌损伤程度正相关，性别差异对mdx小鼠血清CK水平和肌肉损伤表型有显著影响。研究发现，雄性mdx小鼠血清CK水平一般是雌性小鼠的两倍以上^[2-3]，暗示雄性mdx小鼠的肌肉损伤更为严重。同样，9周龄DMD-Q995*小鼠血清CK水平与已有文献报道一致，并同样表现出明显性别差异。

DMD-Q995*小鼠血清肌酸激酶（CK）显著上升且存在一定的性别差异

遗传背景对mdx小鼠肌肉萎缩表型有一定影响，mdx小鼠最初的遗传背景是C57BL/10，经过多次配种，已经衍生出多种遗传背景，其中DBA/2J、C57BL/10和C57BL/6最为常见^[4]。DBA/2J-mdx小鼠的肌肉再生能力较弱，肌肉损伤严重，肌内纤维化恶化，导致严重的肌萎缩和肌无力，这与严重DMD患者的表型相似。但DBA/2J品系携带多种基因突变，可能导致小鼠出现听力损失和眼部异常。相比之下，C57BL-mdx小鼠寿命略长，血清CK值和炎症水平更高且肌肉再生能力更强，其骨骼肌会经历退化和再生的周期，这更符合DMD患者的疾病机制、生化和细胞水平的变化^[5-6]。赛业生物自研的DMD-Q995*小鼠表现为肌纤维大小不一，细胞核聚集和炎性细胞浸润等疾病表型，这与文献报道的模型表型相似。

DMD-Q995*小鼠的肌肉病理

通过转棒测试、抓力测试、跑步机测试和步态分析，对小鼠的肌肉能力、肢体力量和运动能力进行评估。结果表明，DMD-Q995*小鼠在6周龄时就开始表现出肢体力量、步态和运动能力的明显缺陷。

(1) 转棒测试（Rotarod Test）

相较于野生型小鼠，DMD-Q995*小鼠从6周龄开始在转棒测试中的跌落潜伏期显著缩短，这表明其运动协调能力存在缺陷。

 DMD-Q995*小鼠和野生型小鼠的转棒测试

(2) 抓力测试（Grip Strength Test）

相比于野生型小鼠，DMD-Q995*小鼠的抓力明显减弱，这表明其由于肌肉组织损伤导致了肢体力量的障碍。

 DMD-Q995*小鼠和野生型小鼠的抓力测试

(3) 跑步机测试（Treadmill Test）

相较于野生型小鼠，DMD-Q995*小鼠在跑步机测试中的总行进距离（Distance Traveled）显著缩短，暗示其运动能力和耐力有所下降。同时，冲击次数（The Shock Times）明显增加，表明其在运动协调性和学习能力上存在缺陷。此外，DMD-Q995*小鼠的延迟时间（Latency）较短，这可能表明其疲劳程度较高。

DMD-Q995*小鼠和野生型小鼠的跑步机测试

(4) 步态分析（Gait Test）

相比野生型小鼠，DMD-Q995*小鼠的步数（Number of Steps）增多、行走时间（Walking Time）延长，正常步态比例（Normal Step）逐步下降，且步态对称性（Gait Symmetry）分析显示出步态不对称的趋势。这些数据揭示了DMD-Q995*小鼠肌肉力量的减弱、协调性的降低、运动效率的下降，以及步态健康状况的恶化和步态平衡及稳定性的缺失。

DMD-Q995*小鼠和野生型小鼠的步态分析

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