MMACHC基因c.80A>G(p.G27R)纯合突变致合并型甲基丙二酸血症小鼠模型表型观察研究

目的:MMACHC基因突变导致的cbl C型甲基丙二酸血症合并同型半胱氨酸血症是我国甲基丙二酸血症的最常见类型,c.80A>G突变是我国MMACHC基因热点突变位点之一。本研究验证MMACHC基因c.80A>G(p.G27R)突变F1代小鼠基因型,制备生存时间长的动物模型进行实验观察,利用MMACHC基因c.80A>G(p.G27R)纯合突变型小鼠模型模拟cbl C型患者疾病表现,观察总结纯合突变型模型小鼠表型特点。方法:以MMACHC基因c.80A>G(p.G27R)突变F1代小鼠鼠尾进行基因型鉴定,取小鼠鼠尾样本,提取DNA,通过PCR产物测序及鼠尾DNA Southern blot检测鉴定F1代小鼠基因型。F1代PCI-32765体外小鼠彼此交配,获得本研究实验组小鼠:MMACHC基因c.80A>G(p.G27R)纯合突变小鼠,以及对照组小鼠:MMACHC基因c.80A>G(p.G27R)杂合突变小鼠和野生型小鼠(WT)。观察纯合型小鼠生存时长、皮肤毛发、行走能力、活动能力等基础情况,定期监测记录模型小鼠体重。利用液相色谱-质谱/质谱联用技术检测小鼠3周龄、6周龄、12周龄血代谢产物甲基丙二酸(methylmalonic acid,MMA)、总同型半胱氨酸(total homocysteine,t Hcy)水平。对12周龄小鼠进行组织器官苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,H&E)染色观察病理改变,与野生型小鼠进行比较分析。小鼠体重根据各年龄段体重平均值和标准差绘制折线图观察。纯合突变型小鼠和杂合突变型小鼠血代谢产物MMA、t Hcy水平比较采用Mann-Whitney U检验,以P<0.05为差异有统计学意义。结果:1)经PCR产物测序鉴定,与野生型基因组序列比对,确认小鼠MMACHC基因的第80位碱基由碱基A突变为碱基G,对小鼠鼠尾DNA进行Southern blot检测,确定12只F1代小鼠均为正确重组且未见随机插入的点突变阳性小鼠。2)F1代小鼠进行彼此交配,成功进行MMACHC基因c.80A>G纯合突变型小鼠扩繁和培育。纯合突变型小鼠无早期死亡,存活时间长。未观察到纯合突变型小鼠饮食、行走能力、活动能力、皮肤毛发等的明显异常情况;纯合突变型小鼠(n=18)和野生型小鼠(n=9)之间未观察到较大的体重差异性。3)纯合突变型小鼠(n=6)血MMA、t Hcy水平有随年龄增长而升高趋势;纯合突变型小鼠3周龄、12周龄的两种血代谢产物水平均明显高于杂合突变型小鼠(n=6),差异有统计学意义(P<0.05)。4)与野生型小鼠对比,纯合突变型小鼠组织病理H&E染色切片观察发现,心脏出现心肌细胞空泡样变性,左、右心室混合血栓,心肌细胞肥大;肝脏出现肝细胞空泡IDN-6556试剂变性,小灶性肝细胞坏死;肺观察到炎性细胞浸润,肺动脉扩张;肾脏肾小球毛细血管丛微血栓形成,入球Suppressed immune defence动脉狭窄。结论:MMACHC基因c.80A>G(p.G27R)突变F1代小鼠为正确重组且无随机插入,彼此交配获得可存活、繁殖的MMACHC基因c.80A>G(p.G27R)突变纯合突变型小鼠。纯合突变模型小鼠存活时间长,成功模拟cbl C型患者血代谢产物MMA、t Hcy水平变化,生化和病理改变部分契合cbl C型患者临床表型。