Onset and progression of behavioral and molecular phenotypes in a novel congenic R6/2 line exhibiting intergenerational CAG repeat stability

doi:10.1371/journal.pone.0028409

.2011;6（12）：e28409。

doi:10.1371/journal.pone.0028409。 Epub 2011年12月7日。

表现出代间CAG重复稳定性的新型同源R6/2系行为和分子表型的发生和发展

兰迪·米歇尔·考恩¹, Nghiem Bui公司, 迪安娜·格雷厄姆, 珍妮·格林, 斯蒂芬·格伦尼格, 丽莎·A·尤瓦·佩勒, 阿萨兰·U·赛义德, 安德烈亚斯·韦斯, 理查德·佩勒

附属公司

PMID： 22163300
预防性维修识别码：下午3323655
内政部： 10.1371/journal.pone.0028409

表现出代间CAG重复稳定性的新型同源R6/2系行为和分子表型的发生和发展

兰迪·米歇尔·考恩等。公共科学图书馆一号. 2011.

.2011;6（12）：e28409。

doi:10.1371/journal.pone.0028409。 Epub 2011年12月7日。

作者

附属

¹美国德克萨斯州休斯顿贝勒医学院分子与人类遗传学系。

PMID： 22163300
预防性维修识别码： PMC3233565型
内政部： 10.1371/journal.pone.0028409

摘要

在本研究中，我们报道了使用速度基因产生携带110个CAG重复序列的HD模型R6/2小鼠的C57BL/6J基因系，该基因系独特地表现出最小的代际不稳定性。我们还首次鉴定了R6/2转基因插入位点。110只CAG R6/2小鼠的相对稳定系的特征是运动、认知和精神相关表型的行为损伤开始，以及4至10周龄疾病相关损伤的进展。110Q小鼠表现出许多通常与R6/2模型相关的表型，包括活性降低和旋转体性能受损。许多表型的发病发生在6周左右，并且随着年龄的增长而逐渐加重。此外，早在4周龄的小鼠中就观察到了一些表型。本研究还报告了新型R6/2小鼠中几种分子表型变化的发生和进展，以及这些变化与行为症状发生和进展的关系。TR-FRET的数据表明，突变蛋白状态变化（可溶性与聚集性）与疾病的发生和发展有关。

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利益冲突声明

竞争利益：Andreas Weiss和Stephan Grueninger是瑞士诺华制药公司的员工。这并不会改变作者对所有PLoS ONE数据和材料共享政策的遵守程度。

数字

**图1。多代回交R6/2小鼠与C57BL/6J的遗传性。**
基于96个标记物组的纯合B6标记物的平均百分比。第一次回交后，B6纯合性平均百分比小于50%，但到N4代时，同源性达到95%。

**图2。R6/2转基因插入位点的位置。**
插入位点定位于预测基因GM12695内含子中小鼠4号染色体上的一个位置。通过约1400 bp的转基因对5′插入位点的连接进行测序。R6/2插入的表示结构（对于未排序的区域）基于Mangiarini等人（1996年）的报告。带下划线的序列表示用于扩增交叉点的引物。黑色序列代表第4号染色体。灰色序列表示转基因。

**图3。B6 R6/2转基因和野生型小鼠在4个年龄段的野外试验中的行为反应。**
(A类)勘探活动是指在一块开阔地上行驶的总距离。(B类)通过垂直活动（光束中断）测量的养育行为。在两者中A类和B类, ‘一“表明R6/2小鼠在6周、8周和10周龄时的活动性明显低于野生型同窝小鼠。”b条表示8周龄和10周龄R6/2小鼠的活动性低于4周龄和6周龄R6/2小鼠。野生型小鼠在6至8周龄时活动增加。(C)通过中心与总距离比测量的焦虑样反应。“*”表明相对于野生型小鼠，整体B6 R6/2转基因小鼠在野外中心的探索花费更少。通过三元方差分析和简单效应分析，所有p值≤0.022。

**图4。4个年龄段的R6/2小鼠的旋转体和体重的运动协调和技能学习。**
(A类)从旋转木马上掉落的延迟。(B类)4至10周龄婴儿的体重测量。在两者中A类和B类, ‘一表示R6/2与野生型显著不同。在A类, ‘b条“表明R6/2小鼠在6周龄时的跌倒潜伏期比R6/2鼠在8周龄和10周龄时更长，”*c（c）*'表示与4周龄转基因小鼠相比，R6/2小鼠在6周、8周和10周龄时显著减少。在B类, ‘b条'表示4周龄的R6/2小鼠和6周、8周和10周龄的R16/2小鼠之间的体重增加。通过三元方差分析和简单效应分析，所有p值≤0.035。

**图5。4个年龄段的B6 R6/2小鼠的感觉运动门控。**
(A类)雄性小鼠的声惊吓反应测量。雄性R6/2小鼠在每个测试年龄都表现出减少的惊吓表型。雄性R6/2小鼠的惊吓反应在4-6周龄和6-8周龄时显著增加，但始终低于野生型水平。(B类)雌性小鼠的声音惊吓反应。雌性R6/2小鼠仅在4周龄时表现出惊吓反应的显著降低。在4至6周期间，R6/2雌性小鼠的惊吓次数显著增加，在所有后期，雌性R6/2小鼠对野生型小鼠表现出类似的惊吓反应。(C)野生型和R6/2小鼠（混合性别）的平均PPI百分比。R6/2小鼠早期的平均PPI正常，但在10周龄时观察到抑制作用降低。随访分析显示，抑制缺陷仅存在于雄性R6/2小鼠。(D类)雄性和雌性小鼠的PPI百分比。总的来说，与野生型小鼠相比，雄性R6/2小鼠表现出更低的抑制性，而雌性R6/2鼠表现出与对照组相似的抑制性。在所有面板中一'反映了与野生型相比，R6/2小鼠的表现下降。通过三元方差分析和简单效应分析，所有p值≤0.012。

**图6。4个年龄段的被动回避学习。**
(A类)被动回避测试第2天和第3天进入黑暗的延迟。(B类)不同测试日进入黑暗的潜伏期加起来是不同年龄段的。对于野生型和R6/2小鼠，进入黑暗的潜伏期随着训练日的增加而显著增加。R6/2小鼠在第1天进入黑暗的时间更长，但在第2天和第3天的潜伏期明显更短。面板内A类, ‘一表示与野生型相比，R6/2小鼠进入黑暗的潜伏期缩短。通过三元方差分析和简单效应分析，所有p值≤0.018。

**图7。随着年龄和疾病进展，突变HTT蛋白从可溶性形式发展为聚集形式。**
四个年龄段可溶性和聚集转基因蛋白的相对水平。可溶性蛋白质水平在每个年龄段都显著下降。从6周到10周，每个年龄段的聚集蛋白质水平都会增加。通过单向方差分析，所有p值≤0.018。

**图8。聚集突变HTT的EM48染色的数量和强度似乎随着年龄和疾病进展而增加。**
在4周龄的B6 110Q R6/2小鼠中，可以识别出极少数具有110Q R6/2小鼠特征的小型圆形核内包涵体。然而，在10周龄时，这种内含物很容易被观察到是神经元核。从4周龄和10周龄开始，EM48染色强度似乎增加，进一步表明总负荷增加。

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1. Duyao M、Ambrose C、Myers R、Novelletto A、Perschetti F等。亨廷顿病中三核苷酸重复长度不稳定性和发病年龄。自然遗传学。1993;4:387–392.-公共医学
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