隨著分子生物學(xué)的發(fā)展和脂代謝相關(guān)蛋白基因的克隆，序列測(cè)定及表達(dá)調(diào)控元件研究的深入，為探討載脂蛋白及其他脂代謝相關(guān)蛋白和AS的關(guān)系，以期建立As TGM模型奠定了基礎(chǔ)�，F(xiàn)已對(duì)ApoAⅠ、AⅡ、AⅣ、B、CⅠ、CⅢ、E和Apo(a)，以及LDL-R、CETP、LRP及LPL等進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究，先后建立了各種TGM模型。為深入了解脂蛋白運(yùn)輸基因如何調(diào)控以及高表達(dá)與低表達(dá)在調(diào)控脂蛋白代謝中的主要作用和為研究脂蛋白代謝紊亂及AS等提供更好的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型。臨床資料表明，脂蛋白代謝等紊亂與AS的敏感性密切相關(guān)，特別是各種Apo基因異常表達(dá)引起的高脂血癥和AS以及各種Apo TGM在此領(lǐng)域的研究已是極其活躍與有價(jià)值。
Rubin等將人ApoA-Ⅰ基因?qū)耄珻57BL/6這一鼠采用以評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因?qū)︼嬍乘翧S的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，表達(dá)人ApoA-Ⅰ的TGM其血漿所含人ApoA-Ⅰ和HDL濃度高于非轉(zhuǎn)基因C57BL/6小鼠，人ApoA-Ⅰ基因表達(dá)可減少動(dòng)脈竇泡沫細(xì)胞損害區(qū)域，這表明ApoA-Ⅰ基因表達(dá)伴隨著HDL-C水平的提高可抑制AS的產(chǎn)生。因此，可應(yīng)用ApoA-ⅠTGM探索高膽固醇飲食或Probucol等降血脂藥物引起的HDL-C和ApoA-Ⅰ水平改變的機(jī)制。Williamson等發(fā)現(xiàn)ApoA-Ⅰ基因剔除鼠ApoA-Ⅰ水平低下并伴有HDL-C低下，而表達(dá)人ApoA-Ⅱ的TGM，其HDL-C并不增加，小鼠原有的ApoA-Ⅰ和A-Ⅱ也不減少。這也是臨床上所見(jiàn)到血漿Apo量與HDL-C之間無(wú)相關(guān)性的證據(jù)之一。研究TGM可發(fā)現(xiàn)ApoA-Ⅱ與影響HDL量的ApoA-Ⅰ不同，它主要影響HDL的質(zhì)。Schultz等將分別表達(dá)人ApoA-Ⅰ和A-Ⅱ的TGM雜交后發(fā)現(xiàn)，同時(shí)表達(dá)ApoA-Ⅰ、A-Ⅱ基因的TGM抑制AS形成的能力弱。同時(shí)也說(shuō)明并非所有HDL顆粒都有抗AS作用。
已有報(bào)道P1噬菌體文庫(kù)中分離出含有5’端(19kb)和3’端(14kb)側(cè)翼序列在內(nèi)的整個(gè)ApoB100基因(約43kb)的人ApoB克隆。將其導(dǎo)入小體內(nèi)發(fā)現(xiàn)這種TGM血漿中人ApoB100水平顯著增加。另外人ApoB100基因轉(zhuǎn)錄在小鼠體內(nèi)能被有效地剪輯。分析ApoBTGM脂蛋白譜發(fā)現(xiàn)與人相似，含有高水平LDL-C。這一模型有助于高膽固醇血癥與低β脂蛋白血癥等發(fā)病機(jī)理的研究。
研究ApoC-ⅢTGM發(fā)現(xiàn)小鼠血漿甘油三酯(TG)水平隨ApoC-Ⅲ轉(zhuǎn)基因的表達(dá)增加而增高，通常TG含量比正常小鼠高二倍以上。因此ApoC-ⅢTGM是第一個(gè)人為原發(fā)性高TG的動(dòng)物模型。有推測(cè)認(rèn)為高TG血癥的形成，一是因?yàn)閂LDL在體內(nèi)滯留時(shí)間延長(zhǎng)而非殘余顆粒累積所致，二是由于改變了Apo表面組成或/和游離脂肪酸升高所引起。這些研究提示ApoC-Ⅲ基因的表達(dá)能調(diào)節(jié)人體TG水平，人ApoC-Ⅲ基因過(guò)量表達(dá)促進(jìn)AS的形成。
Shimano等通過(guò)把大鼠ApoE基因與金屬硫蛋白啟動(dòng)子一起導(dǎo)入小鼠體內(nèi)，所制備的TGM血漿ApoE水平是正常對(duì)照組的4倍，并可觀察到VLDL和LDL-C的急劇下降。此外，這種TGM對(duì)飲食所致高膽固醇血癥具有耐受性。ApoE結(jié)構(gòu)基因位點(diǎn)存在多態(tài)性。在若干變異型易形成Ⅲ型高脂血癥(HLP)，故這一模型期望能用于Ⅲ型HLP發(fā)病機(jī)理的研究。近年運(yùn)用基因打靶與基因剔除技術(shù)已成功地制備出一類新的ApoETGM模型。Plump等發(fā)現(xiàn)缺失ApoE基因的TGM血漿LDL和VLDL水平均顯著高于正常對(duì)照組，HDL水平則低于正常小鼠。Paszty等研究發(fā)現(xiàn)，表達(dá)人ApoA-Ⅰ且HDL含量高的ApoE基因剔除小鼠比不表達(dá)人ApoA-Ⅰ且HDL含量低的ApoE基因剔除小鼠難以形成AS。
Chiesa等通過(guò)把鼠轉(zhuǎn)鐵蛋白啟動(dòng)子與Apo(a)cDNA相連接，導(dǎo)入小鼠體內(nèi)制成Apo(a)TGM。轉(zhuǎn)基因最初在肝臟表達(dá)，并在腦、睪丸、心臟和腎臟中可檢出少量Apo(a)mRNA和蛋白質(zhì)。Apo(a)TGM動(dòng)脈窒亦可見(jiàn)明顯損害，這提示Apo(a)本身就可致AS，其作用待探討。Callow等將過(guò)度表達(dá)ApoB的TGM與表達(dá)Apo(a)的TGM進(jìn)行雜交，制備出能同時(shí)表達(dá)人ApoB與Apo(a)的TGM。這種TGM能有效地裝配出與人血漿Lp(a)顆粒非常相似的Lp(a)分子。Liu等研究ApoA-Ⅰ與Apo(a)轉(zhuǎn)基因表達(dá)間的相互關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，僅表達(dá)Apo(a)的TGM與對(duì)照組小鼠脂蛋白譜相似，而其對(duì)飲食誘導(dǎo)所致的AS敏感性顯著增加。同時(shí)表達(dá)Apo(a)與ApoA-Ⅰ的TGM其HDL濃度是僅表達(dá)Apo(a)的TGM的2倍，而其形成早期AS斑塊的可能性僅為前者的1/20。由于Lp(a)是AS發(fā)病的獨(dú)立危險(xiǎn)因子，而Apo(a)與纖溶酶原(PLG)具有高度同源性，故Apo(a)TGM是研究Lp(a)發(fā)病關(guān)聯(lián)方面非常有意義的動(dòng)物模型。
糖尿病、腎病等疾病與心血管疾病并發(fā)癥密切相關(guān)。近年來(lái)有關(guān)這些疾病的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型也相繼建立。Allison等曾以大鼠的胰島素啟動(dòng)子調(diào)節(jié)小鼠第一類組織相溶性抗原復(fù)合物(MHC-1)基因，在TGM的胰島β細(xì)胞表達(dá)，引起胰島異常，胰島素分泌降低從而建立了胰島素依賴型糖尿病(IDDM)TGM模型。Marban等將8.8kb的胰島素基因注射到小鼠受精卵原核，培育出高胰島素血癥TGM模型。Mackey等報(bào)道用SV40早期區(qū)基因進(jìn)行轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究，建立了腎小球硬化和腎囊腫TGM模型。Doi等通過(guò)生長(zhǎng)激素和生長(zhǎng)激素釋放因子的TGM研究，建立了進(jìn)行性腎小球硬化TGM模型等。隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的不斷完善，人類疾病的的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型不斷涌現(xiàn)，為攻克心血管疾病提供了可選擇性的動(dòng)物模型與研究手段。
展 望
雖然轉(zhuǎn)基因動(dòng)物(尤其是TGm )這一生命科學(xué)研究的新體系引入到心血管疾病研究領(lǐng)域只有短短十年時(shí)間，但已取得了驚人的成果。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型在脂代謝障礙與AS病因和發(fā)病機(jī)理中的研究應(yīng)用仍然方興未艾。例如：運(yùn)用日益成熟的各種轉(zhuǎn)基因技術(shù)建立更多的與脂代謝相關(guān)的TGM系動(dòng)物模型；由僅研究含一種與脂代謝紊亂有關(guān)的基因的TGM轉(zhuǎn)向研究含有幾種基因的TGM研究；運(yùn)用基因打靶與基因剔除技術(shù)研究缺失基因?qū)S生理功能的影響；運(yùn)用成熟的TGM研究各種基因的表達(dá)調(diào)控；如何將轉(zhuǎn)基因技術(shù)(如基因剔除)運(yùn)用于心血管疾病的基因治療；利用目前成熟的轉(zhuǎn)基因技術(shù)，建立我國(guó)自已的轉(zhuǎn)基因和缺基因動(dòng)物系列，并使用這些這動(dòng)物心血管疾病發(fā)病機(jī)理等方面都有待進(jìn)一步研究探討。
利用轉(zhuǎn)基因方法建立人類疾病動(dòng)物模型和用其他方法相比具有許多優(yōu)點(diǎn)。諸如遺傳背景清楚，遺傳物質(zhì)改變簡(jiǎn)單，建立的模型更自然和更接近病人癥狀；建立過(guò)程操作簡(jiǎn)便，周期短，而且建立的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型不需要特殊的飼養(yǎng)條件即可保持疾病癥狀，按照孟德?tīng)栆?guī)律代代相傳，維持費(fèi)相對(duì)較代等，但是由于轉(zhuǎn)基因方法和技術(shù)上的原因，目前轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型仍存在一定的問(wèn)題。譬如有時(shí)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型缺乏典型的像病人那樣的癥狀；外源基因插入宿主基因組而引起插入突變，破壞宿主基因組基因而產(chǎn)生異常，甚至導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的不育和死亡；外源基因在宿主動(dòng)物染色體上整合的拷貝數(shù)不等，單位拷貝的外源基因表達(dá)水平不均一，給外源基因的表達(dá)控制帶來(lái)困難；癥狀嚴(yán)重的還易早死；外源基因在宿主染色體上的部分整合導(dǎo)致外源基因的不表達(dá)，不出現(xiàn)預(yù)期的嚴(yán)重的還易早死；外源基因在宿主染色體上的部分整合導(dǎo)致外源基因不表達(dá)，不出現(xiàn)預(yù)期的癥狀或與預(yù)期的結(jié)果不符合；有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)整合的外源基因遺傳丟失而導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型癥狀的不穩(wěn)定遺傳等。
分子生物學(xué)的迅速發(fā)展，導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因技術(shù)的出現(xiàn)和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的形成，從而建立了一類新的動(dòng)物模型，可用于各個(gè)領(lǐng)域，各種目的的研究。盡管人類疾病轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型仍然存在一些問(wèn)題，但隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的不斷完善，理想的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型必將明顯增多。動(dòng)脈粥樣硬化是一復(fù)雜多因素引發(fā)的疾病，涉及到環(huán)境、遺傳等因素的作用，也是人類死亡的主要原因之一。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為一種新的研究工具與實(shí)驗(yàn)手段，在現(xiàn)代生理學(xué)、遺傳學(xué)，藥物學(xué)、生物化學(xué)與分子生物學(xué)等學(xué)科研究的配合下，必將更有助于人們找出早期診斷心血管疾病的方法，尋找新的治療途徑與對(duì)策。
(鄢盛愷)
參考文獻(xiàn)
1.Hongan B,Costantini F,Lacy L,et al.Manipulating the mouse embryo-A Lab Manual Cold Sping Harbor NY:Cold Spring Harbor Lab,1986,332-340
2.琦祖和，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)，中華病理學(xué)雜志，1993，22：375
3.Gordon JW ,Scangos GA,Plotdin DJ,et al Genetic transformation of mouse embryos by onicroinjection of purified DNA,Proc Natl Acad Sci USA,1980,77:7380
4.鄢盛愷，載鬲蛋白轉(zhuǎn)基因小鼠的研究進(jìn)展，國(guó)外醫(yī)學(xué)臨床生化化學(xué)家與檢驗(yàn)分冊(cè)，1996
5.Breslow JL,Transgenic mouse models of lipoprotein metabolism and atherosclerosis Proc Natl Acad Sci USA,1993,90:8314
6.Breslow JL,Insight into liporotein metabolism from studies in transgenic mince .Ann Rev Physid ,1994,56:797
7.何泉，王芳菲，陳蘭英，心血管疾病轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型的建立，高血壓雜志，1996，4：76
8.Brinster RL,Chen HY ,Trwmbaaer ME,et al Factors affecting the efficency of introducing foreign DNA into mice by microinjecting eggs Proc Natl Aead Sci USA,1985,82:4438
9.Enger P,Haasch D,Pinkert CA,et al A strain-specific modifier on morse chromosome 4controls the methyla tion of independent transgene loci,Cell,1991,65:9393
10.Erickson RP,Why isn't a mouse more like a man?Trends Gen ,1989,5:1
11.Palmeter RD,Brinster RL,Hammer RE,et al Dramatic growth of mice that develop from eggs microjected with metallothinonein-growth lwrmone fusion germets ,Nature ,1982,1300:611
12.胡以平，轉(zhuǎn)基因小鼠一生命科學(xué)研究的新體系，自然雜志，1990，13：28
13.Piedrahita JA,Zhang SH,Hagaman JR et al Generation of mice corrging a mutant apolipoprotein E gene inacfivated by gene targeting in embryonic cells Proc Natl Acad Sci USA,1992,13:28
14.陳保生，載脂蛋白基因異常表達(dá)引起的高脂血癥和動(dòng)脈粥硬化及轉(zhuǎn)基因技術(shù)在研究心血管疾病中的意義，中國(guó)循環(huán)雜志，1995，10：65
15.劉德培，方福德，梁植權(quán)，基因剔除，生理科學(xué)進(jìn)展，1995，26：88
16.Mansour SL,Thomas KR,Capecchi MR,Dsiruption of the proto oncogene int 2 in mouse embryo derived stem cells a general strategty for targeting mutations to non-selectable genes ,Narure ,1988,336:348
17.Plump SA,Smith JD,Hayek T,et al Severe hypercholesterolemia and atherosclerosis in apolipoprotein E-deficient mice created by homologous recombination in ES cells cell,1992,71:343
18.Sauer B,Henderson N,Site specific DNA reambinaton in mammalian cells by the Cre recombinsae of bacteriophage P1,Proc Natl Acad Sci USA,1988,85:5166
19.Cu H,Marth JD,Orban PC,et al.Deletion of a DNA polymerase βgene segment in Tcells using cell type specific gene targeting Scince,1994,265:103
20.Rubin E,M,Kraurs R,M,Spangler E,A et al Inhibition of carly atherogenesis in transgenic mice by human apolipoprotein A I ,Nature ,1991,353:265
21.Hayek T,Ito Y,Azrolan N,et al Dietray fat increases high denrity lipoprotein(HDL)levels both by increasing the rtansport rates and decreasing the fractional catabolic rates of HDL cholesterol ester and apolipoprotein (Apo)A I presentation of a new animal model and mechanistic studies in human ApoA I transgenic and control mice .J Clin Invest ,1993,91:1665
22.Hayek T,C hajek-Shaul T,Walsh A,et al Probucol decreases allipoprotein A I tranrport rate and incresaes high density lipoprotein cholesteryl ester fractional catabolic rate in control and human apolipoprotein A I transgenic mice ,Arterioscler Thromb,1991,11:1295
23.Williamosn R,Lee D,Hegaman,Jet al Marked reduction of high denrity lipoprotein cholesterol in mice genetically modofice to lack apolipoprotein A I Proc Natl Acad Sci USA,1992,89:7234
24.Shultz JR ,Gong EL,McCall MR,et al.Expression of human apolipoprotein A-Ⅱand its effect on high density kliporoteins in tranrgenic mice ,J Biol Chem,1992,267:21630
25.Schultz J,R,Verstryft J,Gong E L,et al Protein compositoin determines the anti-atherogenic properties of high densicty lipoproteins in transgenic mice Nature ,1993,365:761
26.Linton MF ,Farese RV Jr,Chiesa G,et al.Transgenic mice ezpressing high plarma concentrations of human apolipoprotein B and lipoprotein(a),Jclin Invest,1993,92:3029
27.Callow MJ,Stoltzfus LJ,Lawn RM,et al Expression of human apolipoprotein B and assembly of lipoprotein (a)in transgenic mice Proc Natl Acad Sci USA,1994,92:21130
28.Ito Y,Azrolan N,O Connell A,et al ,Hypertriglyceridermia as a result of human apolipoprotein C-Ⅲgene expression in transgenic mice ,Science,1990,249:790
29,Aalt Setala K,Fisher EA,Chen X,et al Mechanism of hypertriglycerdemia in human apolipoprotein (Apo)CⅢ transgenic mice dimished very low density lipoprotein frctional catalbolic rate associated with increased ApocⅢ and reduced Apoe on the partides J clin Invest,1992,90:1889
30.Shimano H,Yamada N,Katsuki M,et al .Plasma lipoprotein metabolism in transgenic mice overczpressing apolipoprotein E accelerated clearace of lipoproteins containing apolipoprotein B J Clin Invest,1992,90:2084
31.Paszty C,Macda N,Verstuylt,J,et al.Apolipoprotein A-i transgene corrects apolipoprtein E defieiency-induced atherosclerosis in nice ,j Clin Invest,1994,93:3301
32.Chiesa C,Hobbs HH,Koschinsky ML,et al Reconstitution of lipoprotein(a)by infusion of human low density lipoprotein into transgeinc mice expressing human apolipoprotein(a),J Biol Chem,1992,267:24369
33.Liu AC .Lawn RM,Verstugft JC,et al Human apolipoprotein A-I prevents atherosclerosis associated with apolipoprotein (a) in transgenic mice ,J Lipid Res,1994,35:2263
34.Allison J,Campbell IL,Morahan Get al Diabetes in transgenic mice resulting fromn over-expression of classl histocompatibility molecules in pancreatin βcells,Nature ,1988,333:529
35.Marban SL,Deloia JA,Gearhart JD,et la.Hyperinsulinemia in transgenic mice carrying mutiple copies of the human insuline gene,Dev Genet,1989
36.Mackay K,Stnkert JL,Pinkert CA,et al.Glomeralosclerosis and renal cysts in mice transgenic for the early region of SV,Kidney Int ,1987,32:827
37.Doi T,Striker LJ,Quife C,et al Progressive glomeruloscleroxis develops in rtansgenic mice chronically ezpressing growth hormone and growth hormone releasing factor but not in those expressing insulintide growth factor-1,Am J
, 百拇醫(yī)藥百拇醫(yī)藥網(wǎng) http://www.www.srpcoatings.com/html/Dir/2003/04/03/9039.htm