自发性基因突变SCD1-/-小鼠主要脏器参数、血液生理生化指标的观察*

朱祥宇 陈 烨 王学文 田 枫 陈章健 周淑佩

(1. 北京大学人民医院动物实验室，北京 100044)(2. 北京大学医学部实验动物科学部，北京 100191) (3.北京大学公共卫生学院,北京 100191)

随着实验动物行业的发展，新的实验动物品种品系和动物模型的创建以及实验技术体系的研究成为当下的重点任务之一。其具体内容包括了实验动物新品种的培育和标准化，即应用前沿生物技术和动物培育技术，开展资源动物实验动物化及实验动物的资源保存、遗传育种和标准化等关键技术的研究。研发一批具有我国自主知识产权和我国优势动物资源的实验动物新品种品系，已经成为现阶段实验动物行业的一个主要研究方向。本文对北京大学医学部实验动物科学部自主培育的固醇辅酶A去饱和酶1基因突变SCD1-/-小鼠及其杂合子SCD1+/-小鼠组织学和血液生理生化特性进行详实的研究，以便为该鼠的进一步应用提供参考资料[1]。

1 材料与方法

1.1 实验动物

SCD1-/-小鼠及其杂合子SCD1+/-小鼠，饲养于北京大学医学部实验动物科学部的屏障环境中，设施内相对湿度为40%～70%，温度控制在22～26 ℃，氨浓度小于14 mg/m3，噪声小于60 dB，工作照度为150～300LX，动物照度为15～20LX，昼夜明暗交替时间为12 h/12 h。实验动物生产许可证号：SCXK(京)2016-0010。

在实验过程中饲喂的小鼠饲料为SPF大小鼠生长繁殖饲料，由北京科澳协力饲料有限公司提供，实验动物生产许可证号：SCXK(京)2014-0010。

1.2 仪器及设备

MEK-6138K血液分析仪(日本光电工业株式会社)；日立7170 A全自动生化分析仪(日本日立公司)；3K18高速冷冻离心机(美国Sigma公司)；分析天平(德国Sartorius公司)。

1.3 实验方法

1.3.1脏器质量的测定：实验前禁食 12 h，取8周龄的SCD1-/-及其杂合子SCD1+/-小鼠各40只雌雄各半，体质量差异±5%，将其称重后脱臼处死，迅速解剖取出心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、卵巢或睾丸，剔除脏器表面的筋膜和脂肪。用蒸馏水洗净，用滤纸吸干组织表面的水份，称取脏器样品质量。脏器系数以脏器质量/体质量×100%表示。

1.3.2血生理指标测定：应用SCD1-/-及其杂合子SCD1+/-小鼠各60只，每种类型小鼠分2个年龄段，6～8周龄30只，雌雄各半；16～18周龄30只，雌雄各半，各组体质量差异±10%。实验前禁食12 h，小鼠眼眶内眦采血，微量取血管取血20 μL，用2 mL稀释液稀释，测定样品中白细胞总数(WBC)，红细胞总数(RBC)，血红蛋白浓度(HGB)，血细胞比容(HCT)，平均血细胞压积(MCV)，平均血红蛋白(MCH)，平均血红蛋白浓度(MCHC)，红细胞分部幅度(RDW)，血小板数(PLT)，血小板压积(PCT)，平均血小板体积(MPV)血小板分布幅度(PDW)等。

1.3.3血生化指标测定：小鼠眼眶内眦采血，室温下静置1～2 h，10 000 r/min，离心5 min，分离血清，测定样品中白蛋白(ALB)、总蛋白(TP)、碱性磷酸酶(ALP)、尿素(UREA)、肌酸激酶(CK)、总胆固醇(TC)、谷丙转氨酶(ALT)、尿酸(UA)、谷草转氨酶(AST)、甘油三酯(TG)等生化指标。

1.4 统计方法

所有数据均用软件IBM SPSS 22.0进行统计。符合正态分布的两组数据的比较采用独立样本t检验，数据表现形式为“均数±标准差”。P<0.05表示有统计学显著差异，P<0.01表示有统计学极显著差异。

2 结果

2.1 SCD1缺失对小鼠脏器系数的影响

8周龄雌性SCD1-/-及其杂合子SCD1+/-小鼠脏器系数相比：心脏系数极显著降低(P<0.01)，肝脏系数显著升高(P<0.05)，卵巢极显著降低(P<0.01)。雄鼠脏器系数相比，肝脏和脾脏极显著升高(P<0.01)，心脏和肺脏显著升高(P<0.05),睾丸极显著降低(P<0.01)。结果见表1。

表1 SCD1-/-及杂合对照组脏器系数的比较Table 1 Comparison of the organ coefficient between SCD1-/-mice and

注：8周龄SCD1/(-/-)小鼠与杂合子SCD1/(+/-)小鼠比较，*P<0.05，差异显著；**P<0.01差异极显著

Note：Compared with heterozygous SCD1+/-mice,*P<0.05,**P<0.01

2.2 SCD1基因缺失对小鼠血液细胞学和血清生化指标的影响

2.2.1血液细胞学指标的比较:6～8周龄SCD1-/-雌鼠RBC、MPV、PCT极显著低于杂合对照组(P<0.01)，MCV、MCH、RDW、PDW、PLT、LYM(%)都极显著高于杂合对照组(P<0.01)。雄鼠RBC、MPV极显著低于杂合对照组(P<0.01)，PCT显著低于杂合对照组(P<0.05)，WBC、MCV、MCH、RDW、PLT、PDW、LYM、GRN都极显著高于杂合对照组(P<0.01)。16～18周龄SCD1-/-雌鼠MCHC、PLT、PCT极显著低于杂合对照组(P<0.01)，HGB、GRN显著低于杂合对照组(P<0.05)，RDW、HCT、MCV极显著高于杂合对照组(P<0.01)，WBC、MPV、LYM显著高于杂合对照组(P<0.05)。雄鼠RBC、MCHC、PLT、PCT极显著低于杂合对照组(P<0.01)，HCT、MCV、MCH、RDW极显著高于杂合对照组(P<0.01)。见表2，表3。

2.2.2血生化指标的比较:6～8周龄的SCD1-/-雌鼠ALB、TC、TG、AST极显著低于杂合对照组(P<0.01)，TP、ALP、ALT、UA、CK极显著高于杂合对照组(P<0.01)。雄鼠ALB、TC、TG极显著低于杂合对照组(P<0.01)，ALP、ALT、UA、AST极显著高于杂合对照组(P<0.01)。16～18周龄的SCD1-/-雌鼠ALP、UREA、TC极显著低于杂合对照组(P<0.01)，ALT、UA显著低于杂合对照组(P<0.05)。雄鼠ALB、TP、ALP、TC极显著低于杂合对照组(P<0.01)，UA显著低于杂合对照组(P<0.05)，ALT极显著高于杂合对照组(P<0.01)。见表4，表5。

表2 SCD1-/-及杂合对照组的血液细胞学指标Table 2 Values of hematological parameters of the SCD1-/-mice and

注：6～8周龄SCD1/(-/-)小鼠与杂合子SCD1/(+/-)小鼠比较，*P<0.05，差异显著；**P<0.01差异极显著

Note：Compared with heterozygous SCD1+/-mice,*P<0.05,**P<0.01

表3 SCD1-/-及杂合对照组的血液学指标Table 3 Values of hematological parameters of the SCD1-/-mice and

注：16～18周龄SCD1/(-/-)小鼠与杂合子SCD1/(+/-)小鼠比较，*P<0.05，差异显著;**P<0.01差异极显著

Note：Compared with heterozygous SCD1+/-mice,*P<0.05,**P<0.01

表4 SCD1-/-及杂合对照组的血生化指标的比较Table 4 Comparison of blood biochemical indexes between SCD1-/-mice and

注：6～8周龄SCD1/(-/-)小鼠与杂合子SCD1/(+/-)小鼠比较，*P<0.05，差异显著；**P<0.01差异极显著

Note：Compared with heterozygous SCD1+/-mice,*P<0.05,**P<0.01

表5 SCD1-/-及杂合对照组的血生化指标的比较Table 5 Comparison of blood biochemical indexes between SCD1-/-mice and

注：16～18周龄SCD1/(-/-)小鼠与杂合子SCD1/(+/-)小鼠比较，*P<0.05，差异显著；**P<0.01差异极显著

Note：Compared with heterozygous SCD1+/-mice,*P<0.05,**P<0.01

3 讨论

SCD1-/-小鼠为第19条染色体末梢中部自发的基因突变近交系无毛小鼠，其自身具有如下特点：相对于其它品系小鼠食管壁更薄，横断面相对较大，老龄鼠食管壁弹性差；体内含有瘦素，抗肥胖，而且机体代谢率和胰岛素敏感性高，毛发稀疏，接近于无毛，免疫系统正常，能够自行繁殖，10月龄存活率为100%。

根据国内外文献资料报道，引起无毛小鼠的成因越来越多样化，品系也逐渐增多。例如在美国就有SKh：hr-1(白色)，SKh：hr-2(有色素沉着)，Crl：SKH1(hrhr)Br(有免疫能力)，HRS/J(T辅助细胞和巨噬细胞功能缺陷)等多个品系的基因突变无毛小鼠。而在中国也有豫医无毛鼠[2]，BALB/c突变无毛鼠等多个有相关报道的无毛鼠品系。虽然都是自发性基因突变的无毛鼠，但突变的基因位点不同，使得突变小鼠具有不同的生物学特性。例如豫医无毛鼠，与SCD1-/-小鼠相同都来自KM封闭群小鼠突变，但其自身特点却与SCD1-/-小鼠有较大差异。虽都能自行繁殖，但豫医无毛鼠母性差，不能很好的哺乳，寿命较短，常在6～10月龄不明原因死亡，突变位点在无毛基因第12外显子突变。

动物自身所具有的生物学特性是其区分其他动物的基础，北京大学医学部自主培育的自发SCD1-/-基因突变小鼠尚未被广泛应用，对它的基本生物学特性缺乏系统的研究。本实验通过对SCD1-/-小鼠血液学、血清学及脏器指标的研究，为该鼠能够得到进一步应用提供了有利的基础数据支持。

使用小鼠开展实验，常常选用6～8周龄性成熟的小鼠进行。血细胞形成主要依靠骨髓的造血干细胞，小鼠12～14周龄期间，骨形态、骨矿物质和骨生物力学性能才趋于稳定[3]，故选择6～8周龄及16周龄左右的小鼠测定血液学指标。

实验动物的脏器系数是其主要生物学特性资料[4]，能反映出动物所处的生长发育阶段和生理状况[5-6]。实验动物作为现代科学技术中＂活的试剂、活的精密仪器＂，血液学指标是鉴定其遗传品质的重要依据[7-8]，血液生化指标是动物机体代谢过程的内在反映，可作为检测机体健康、生产性能以及适应性的重要参考依据[9]。SCD1-/-及其杂合子SCD1+/-小鼠只有一个基因型不同，却在脏器重量和血液学指标结果上表现出了较多的差异。8周龄SCD1-/-与杂合子SCD1+/-相比，体质量差异不明显，脏器系数相比心脏极显著降低(P<0.01)，肝脏显著升高(P<0.05)。有研究表明SCD1基因催化生成的MUFA具有多种生理功能，它是膜磷脂、甘油三酯、胆固醇酯、蜡脂等生物合成优先利用的底物，缺乏时会引起脂质脂化障碍，另外MUFA还可作为信号传导介质辅助一些神经元细胞完成分化，通过中枢神经系统调节实物摄取等。6～8周龄的SCD1-/-雌鼠生化指标中TC、TG极显著低于杂合对照组(P<0.01)，雄鼠生化指标中TC、TG极显著低于杂合对照组(P<0.01);16～18周龄的SCD1-/-雌鼠生化指标中TC极显著低于杂合对照组(P<0.01)，TG差异性不大。雄鼠生化指标中TC极显著低于杂合对照组(p<0.01)，TG差异性不大。该结果提示SCD1基因突变确实引起小鼠血脂水平、总胆固醇和甘油三酯的降低，随着年龄的增长TG差异不明显。

综上所述，SCD1基因缺失对小鼠的脏器系数、血液细胞学和血清生化等指标均会产生影响，本文为该小鼠生物学特性资料进行了总结完善。