Генетически модифицированные мыши в изучении сердечно-сосудистых заболеваний. Трансгенные мыши
Технология создания генетически модифицированных мышей внесла огромный вклад в исследования патогенеза ССЗ. Мышь — небольшое животное с коротким гестационным периодом (21 день); между человеком и мышью обнаружено поразительное сходство молекулярных процессов, которые регулируют развитие и функцию ССС.
У обоих видов в развитии сердца и сосудов принимают участие одни и те же гены и сигнальные пути. В связи с завершением расшифровки геномов мыши и человек,) стали возможными сравнительные генетические исследования. Генетически модифицированные мыши являются основной экспериментальной моделью для изучения генетики ССС, биологии развития и ее физиологии.
Конечно, имеются определенные ограничения для использования мышиной модели в изучении ССЗ, однако благодаря простоте генетических манипуляций С мышами модель считается стандартной стартовой площадкой для проверки гипотез и предваряет эксперименты на более крупных животных. В этом разделе кратко изложены четыре принципиальных подхода к генетической модификации мышей: трансгенные мыши; мыши с делецией гена, или нокаутпые мыши; условно нокаутные мыши и исследования по физиологии мыши.
Создание трансгенных мышей происходит за четыре этапа: клонирование выбранного гена; слияние этого гена с транскрипционной регуляторной последовательностью, в которой запрограммирована его экспрессия во всех тканях мыши или только в определенных тканях; микроинъекции очищенного трансгена в мужской пронуклеус зиготы; реимплантация инъецированного эмбриона ложноберемеппой суррогатной матери.
Введенный трансген случайным образом встраивается в хромосому оплодотворенного зародыша, в результате развивается первичное трансгенное животное линии, которая экспрессирует введенный трансген и перелает его 50% своего потомства. Сравнительные исследования можно проводить между трансгеными мышами и однопометными нетрансгенными животными, служащими контролем. Получение первичных трансгенных мышей в настоящее время стало рутинной процедурой во многих лабораториях, которая обычно выполняется менее чем за 1 мес. Аналогичные подходы применяют для создания трансгенных кроликов, крыс и свиней.
Совершенствование описанных методов помогло создать более сложные модели трансгенных мышей. Если клеточно специфичные промоторы программируют экспрессию трансгена исключительно в кардиомиоцитах (КМЦ), энлотелиальных и сосудистых ГМК, то можно создать трансгенную мышь с ограниченной экспрессией перенесенного тепа в ССС.
Избыточная экспрессия трансгена усиливает функции, но существует возможность устранения функции какого-либо одного гена за счет избыточной экспрессии доминантно-негативного мутанта этого гена, поскольку кодируемый им белок будет препятствовать функционированию белка дикого типа. С помощью простого лекарственного препарата типа тетрациклин и системы tet-operon можно включать или выключать экспрессию трансгена.
На таких моделях трансгенных мышей можно определять точное время экспрессии, а также сравнивать фенотипы трансгена во включенном и выключенном состоянии на одном и том же животном.
