基因编辑自发肥胖小鼠模型

之前我们介绍了饮食诱导的肥胖模型，小鼠在经过高脂饲料喂养后可表现出明显的体重增加，血糖升高、胰岛素水平下降及葡萄糖耐受受损等肥胖和糖尿病相关症状。今天我们再来聊一聊基于基因编辑技术构建的自发肥胖模型。

关于ob（Lep）基因

1994年，美国洛克菲勒大学的研究人员利用位点克隆技术成功地克隆了小鼠的肥胖(ob )基因及人类的同源序列，并阐明ob基因的蛋白产物——瘦素（Leptin）的分子结构及生理作用，发现其在体脂和能量代谢等分子调控方面发挥重要作用。之后ob基因很快成为研究的一个热点。

瘦素（Leptin）是由脂肪细胞分泌的蛋白质类激素，主要由白色脂肪产生。Lep作为蛋白质激素和其他激素一样，需要与特异受体结合才能发挥其生物学作用，Lep的多种生物学作用是通过靶细胞膜上的瘦素受体（Leptin Receptor）和相应信号转导系统实现的。Lep对脂肪的调节主要通过以下三种途径实现：1）抑制食欲，减少能量摄取；2）增加能量消耗：3）抑制脂肪形成。

集萃药康采用基因编辑技术和囊胚注射技术，构建了Lep基因移码突变的小鼠模型。纯合子小鼠大约4周开始出现肥胖表型，达野生型小鼠体重约3倍，可用于肥胖症研究。纯合子小鼠血糖在12周以前略高于对照组，之后恢复正常，是早期高血糖模型。该品系可用于模拟II型糖尿病、I期和II期肥胖症。

B6-ob (T001461)模型验证：

B6-ob小鼠表现出严重的肥胖表型。

B6-ob小鼠血浆总胆固醇和甘油三酯水平升高，并且肝功能受损。

B6-ob小鼠表现出轻度糖耐量异常和暂时性高血糖。

l关于Alms1基因

2006年，研究者从肥胖儿童中发现了ALMS1（centrosome and basal body associated protein）基因的突变。ALMS1基因编码的蛋白能够影响细胞内微管结构的形成，尤其是对纤毛结构的形成和稳定具有重要的作用。ALMS1突变与与人类Alström综合症（AS）密切相关，患有Alström综合征的人群会发生儿童肥胖、发育迟缓、高血脂症、心肌疾病及II型糖尿病等代谢综合征，并伴随有失明和神经性失聪等症状。研究表明，当Alms1基因在小鼠体内缺失时，小鼠出现摄食量增加，易肥胖的表型特征，并易患高血糖、高胰岛素血症、胰岛素抵抗等代谢型疾病。

集萃药康运用基因编辑技术对鼠源Alms1基因的8号外显子特定的序列造成11bp的碱基缺失，使小鼠Alms1基因提前终止翻译，从而形成具有肥胖、糖尿病及非酒精性脂肪肝病综合表型的Alms1-del小鼠疾病模型。该模型可广泛用于肥胖、糖尿病及非酒精性脂肪肝病药物的药效和毒性评价，并成为应用于代谢型疾病机制研究的良好动物模型。

B6-Alms1-del (T017633)验证数据：

B6-Alms1-del突变小鼠相比对照小鼠体重明显上升，餐后血糖水平显著升高。

B6-Alms1-del突变小鼠糖耐量受损，胰岛素水平相比对照组显著升高。

Semaglutide干预显著降低了B6-Alms1-del突变小鼠的体重及餐后血糖水平。

Semaglutide干预显著改善B6-Alms1-del突变小鼠高血脂症和肝功。

Semaglutide显著改善B6-Alms1-del小鼠脂肪肝表型。

不同肥胖模型比较

参考文献：

1. 张秉全，马健，徐洪涛. 瘦素( Leptin ) 的研究进展. 黑龙江医药，2008.

2. Arsov T, Silva DG, O'Bryan MK, et al. Fat aussie--a new Alström syndrome mouse showing a critical role for ALMS1 in obesity, diabetes, and spermatogenesis.Mol Endocrinol. 2006.

3. K S Bell-Anderson, L Aouad, H Williams, et al. Coordinated improvement in glucose tolerance, liver steatosis and obesity-associated inflammation by cannabinoid 1 receptor antagonism in fat Aussie mice. International Journal of Obesity. 2011.

4. Fahrettin Haczeyni, Hans Wang,Vanessa Barn , Auvro R. Mridha.The selective peroxisome proliferator-activated receptor‐delta agonist seladelpar reverses nonalcoholic steatohepatitis pathology by abrogating lipotoxicity in diabetic obese mice.Hepatol Commun. 2017.

5. Laurence Poekes, Justine Gillard, Geoffrey C. Farrell. Activation of brown adipose tissue enhances the efficacy of caloric restriction for treatment of nonalcoholic steatohepatitis.2018.