ApoE小鼠：解鎖神經(jīng)退行性疾病與脂質(zhì)代謝研究的新鑰匙

ApoE小鼠由來CAVENS載脂蛋白E（apolipoprotein E，ApoE）基因在脂質(zhì)代謝和神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，為了深入探究ApoE功能缺失對生物體的具體影響，1992 年，plump 等較早個次建立了 ApoE基因敲除小鼠模型[1]，這一模型為神經(jīng)退行性疾病與脂質(zhì)代謝領(lǐng)域的科學研究提供了寶貴的實驗材料。研究發(fā)現(xiàn)ApoE是阿爾茨海默病較重要的遺傳風險因子，因此ApoE-KO小鼠有助于探究其在該病發(fā)病中的作用機制[2]。

ApoE小鼠簡介CAVENS遺傳背景：C57BL/6J

基因名稱：ApoE

應(yīng)用領(lǐng)域：心血管疾病研究、呼吸系統(tǒng)疾病、脂代謝研究、阿爾茲海默癥、行為及學習障礙、神經(jīng)退行性疾病、硬化的粥動脈過程的干預(yù)療法等。

小鼠毛色：黑色

微生物等級：SPF級

品系編號：C000113

基因描述：ApoE（apolipoprotein E）是一種由 299個氨基酸組成的 34 kDa 載脂蛋白，主要由肝臟合成，可覆蓋在脂蛋白離子表面參與其代謝，它參與膽固醇的逆向轉(zhuǎn)運和組織再分布，有在脂蛋白粒子間交換、作為配體介導(dǎo) LDL 受體和其他受體消除極低密度脂蛋白（VLDL）、中密度脂蛋白（IDL）和乳糜微粒殘余物的能力[3]。

品系描述：ApoE小鼠即使在普通飼料下也出現(xiàn)嚴重高膽固醇血癥，進而自發(fā)發(fā)生廣闊 硬化的粥動脈（AS），主要累及主動脈根部和升主動脈，表現(xiàn)為亞內(nèi)皮脂質(zhì)沉積、單核細胞黏附、巨噬細胞聚集和泡沫化等早期病變，并隨年齡增長病變可進展至主動脈全程。高脂飲食喂養(yǎng)可加速 ApoE小鼠 AS 進程，約3月齡時即在靠近主動脈處出現(xiàn)脂肪紋，并隨著年齡增長而加劇，形成硬化的粥動脈前期病變，是目前應(yīng)用較廣闊的AS小鼠模型，在AS發(fā)病機制研究和藥物干預(yù)評價方面發(fā)揮了重要作用。

品系特征：ApoE缺陷可導(dǎo)致胰島素抵抗、II型糖尿病的發(fā)生風險增加，表現(xiàn)出明顯的?脂質(zhì)代謝異常，如胰島素抵抗、糖耐量異常、肥胖、高的血壓、高的血糖和高胰島素血癥等，模擬人類代謝綜合征特征[4]；還可引起肝臟脂肪堆積和炎癥、自發(fā)發(fā)生非酒精性脂肪肝和肝纖維化。缺乏ApoE蛋白，小鼠發(fā)育正常，但顯示總血漿膽固醇水平明顯增加和自發(fā)性硬化的粥動脈病變。

ApoE小鼠各周齡體重變化CAVENS品系A(chǔ)poE性別♂3-4W9-16g4-5W16-21g5-6W19-24g6-7W20-25g7-8W23-27g8-9W23-28g9-10W24-29g10-11W25-30g11-12W25-30g

ApoE小鼠注意事項CAVENS1. 溫濕度調(diào)控：維持恒溫環(huán)境（20-26℃）和相對濕度（40-70%）。

2. 光照周期：采用12小時明暗交替循環(huán)，以模擬自然晝夜節(jié)律。

3. 飼料的選擇：除了脂肪含量，影響比較大的是膽固醇的含量，108C膽固醇和109C一致，但109C額外添加有膽酸鈉，可以加速硬化的粥動脈的發(fā)展。硬化的粥動脈通常會伴隨有動脈內(nèi)膜炎癥，109C因為有膽酸鈉，會加重這個炎癥。對于ApoE造模 一般推薦使用108C。

4. 飲水控制：采用酸化水（pH 2.5-3.0），經(jīng)高壓滅菌后給動物飲用，確保無假單胞菌等機會性致病菌。

5. 噪音控制：避免噪聲刺激，動物房內(nèi)噪音控制在60 DB及以下。

6. 飼養(yǎng)注意：ApoE小鼠在日常喂養(yǎng)飼料方面需要重視其質(zhì)量，模型飼料中脂肪類型和含量以及膽固醇的水平對于動物機能和研究結(jié)果的可靠性和可重復(fù)性非常關(guān)鍵。

7. ?定期監(jiān)測?：定期檢測小鼠的體重、血脂水平等指標，以及進行行為學測試，以評估模型狀態(tài)和研究進展。

部分客戶文獻分享

本文主要介紹GLSP通過調(diào)節(jié)細胞周期和與衰老相關(guān)的分泌表型（SASP），減輕DNA損傷，減少氧化應(yīng)激，改善線粒體功能和調(diào)節(jié)代謝水平，從而施加了抗血管老化作用。此外，GLSP改善了體內(nèi)血管衰老相關(guān)的硬化的粥動脈和血管鈣化。從機理上講，RNA測序顯示GLSP處理后Sirt7表達的上調(diào)。 Sirt7抑制劑加劇了衰老VSMC中的VSMC衰老和鈣化，并消除了GLSP三萜對血管平滑肌細胞衰老和鈣化的抑制作用。發(fā)現(xiàn)Sirt7與Keap1相互作用并促進Keap1去乙?；?，從而促進了Keap1-Nrf2解離并因此增強了Nrf2核轉(zhuǎn)運和活化。（A）自然衰老小鼠分組。

（B）自然衰老小鼠背部皮毛照片。（C）伊文思藍染色用于檢測血管滲透性。

（D）通過衰老相關(guān)的β-半乳糖苷酶染色評估主動脈老化的程度。

（E）使用PH3免疫熒光染色來評估細胞增殖。

（F-H）對胸主動脈和主動脈弓進行HE染色，然后對血管壁厚度、壁面積和管腔直徑進行定量分析。GLSP減弱晚期硬化的粥動脈和主動脈中的老化標志物

（A）主動脈弓中硬化的粥動脈斑塊的代表性原位圖像；

（B）油紅O染色顯示整個主動脈斑塊面積；

（C）HE染色顯示壞死中心和纖維帽區(qū)域；

（D）油紅O染色顯示主動脈根部斑塊面積；

（E）主動脈根部αSMA的代表性免疫熒光圖像。

文獻二本研究旨在闡明在動脈粥樣硬化小鼠主動脈和血漿中積累的神經(jīng)節(jié)苷脂GA2是否促進內(nèi)膜增生（IH）的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)GA2在硬化的粥動脈患者和小鼠的動脈和血漿中明顯積累。在小鼠頸動脈損傷模型后，注射GA2加重了IH并主要與巨噬細胞共染色。在機制上，GA2直接激發(fā)活力caspase-4作為一個新的配體，激發(fā)活力的caspase-4/11結(jié)合并切割BID，促進細胞色素C釋放到細胞質(zhì)中，移植有caspase-11缺陷骨髓的小鼠或巨噬細胞中caspase-11敲除的小鼠表現(xiàn)出IH的改善，這些發(fā)現(xiàn)表明GA2介導(dǎo)的caspase-4/11激發(fā)活力驅(qū)動巨噬細胞胞吐，導(dǎo)致IH。（A）脂質(zhì)組學的實驗設(shè)計。野生型(WT)小鼠以正常實驗室飲食喂養(yǎng)16周作為對照組(Ctr)。高脂高膽固醇飲食喂養(yǎng)16周的APOE小鼠作為APOE組；

（B）來自Ctr和APOE小鼠主動脈的量化類別濃度的火山圖；

（C）來自Ctr和APOE小鼠的主動脈定量的CerG2GNAc1（神經(jīng)節(jié)苷脂GA2）；

（D）來自Ctr和APOE小鼠血漿的定量CerG2GNAc1

APOE小鼠作為生物醫(yī)學研究的重要模型，不僅在神經(jīng)退行性疾病與脂質(zhì)代謝領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用，還為新藥研發(fā)和診治完成完成策略的探索提供了有力支持。隨著研究的不斷深入，相信這一模型將在更多領(lǐng)域展現(xiàn)出其獨特的價值和魅力。

參考文獻CAVENS1. Plump AS, Smith JD, Hayek T, Aalto-Set?l?K, Walsh A, Verstuyft JG, Rubin EM,Breslow JL. Severe hypercholesterolemia and atherosclerosis in apolipoprotein E-deficient mice created by homologous recombination in ES cells. Cell. 1992, 71(2):343-353.

2. Raulin A-C, Doss SV, Trottier ZA, Ikezu TC, Bu G, Liu C-C. ApoE in Alzheimer’sdisease: Pathophysiology and therapeutic strategies. Mol. Neurodegener. 2022, 17(1):72.

3. Mahley RW. Apolipoprotein E: cholesterol transport protein with expanding role incell biology. Science. 1988, 240(4852): 622-630.

4. Pendse AA, Arbones-Mainar JM, Johnson LA, Altenburg MK, Maeda N.Apolipoprotein E knock-out and knock-in mice: atherosclerosis, metabolic syndrome,and beyond. J. Lipid Res.. 2009, 50: S178-S182.