两种基因敲除小鼠的生长与繁殖性能测定

(浙江大学实验动物中心，浙江 杭州 310058)

基因敲除小鼠是在C57BL/6品系小鼠上，敲除了机体产生组织蛋白酶 S(cathepsin s)和胱抑素C(Cystatin C)的相关基因后培育成的新品系。本试验的目的通过与 C57BL/6比较，探索敲除了这两个基因后是否会影响小鼠的生长繁育。

1 材料和方法

1.1试验材料

1.1.1动物来源 Cystatin C-null小鼠(C-C)和Cathepsin S-null小鼠(C-S)是美国哈佛大学Guo Ping shi 教授研制培育的基因敲除小鼠。 2005年11月份，浙江大学医学院附属二院的项美香教授获得哈佛大学的赠送，引进了两对种鼠，饲养在学校实验动物中心。经繁殖后动物数量： Cystatin C-null(C-C)雌性小鼠193只，雄性小鼠：199只；Cathepsin S-null(C-S)雌性小鼠183只，雄性小鼠179只。

1.1.2饲料和水 浙江大学实验动物中心自己配制生产的全价饲料，经121℃、20 min、真空高压蒸汽灭菌。营养成分含量(%)：粗蛋白22.1、粗脂肪5.3、粗纤维3、钙1.25、总磷0.75、能量(kcal/100 g)352、维生素A(IU/kg)27433。水是标准城市饮用水经121℃，50 min真空高压蒸汽灭菌。

1.1.3仪器 BP98A-血压仪，动物心电图分析仪(日本软隆公司)，动物血细胞计数仪，罗氏全自动生化仪。

1.2研究方法

1.2.1饲养 饲养于屏障系统内。空气为高效过滤(7级)，温度19～26℃，湿度40%～60%,12 h/12 h交替照明，噪音≤60 dB，换气次数在15～20次/h，垫料为软木刨花经高温高压处理，一周更换一次。

1.2.2繁殖 雄鼠8-9周龄，雌鼠7-8周龄时配种。严格的兄妹交配，1雌1雄长期同窝。仔鼠初生之日起，每周测定体重，至15周龄止，仔鼠在3-4周龄后离开母鼠，按性别分笼饲养。

1.2.3数据采集 记录1-5胎的生长、繁殖性能。

2 结果

2.1生长性能

图1 基因敲除小鼠的生长性能 注：系列1：C-S雌性小鼠；系列2：C-S雄性小鼠；系列3：C-C雌性小鼠；系列4：C-C雄性小鼠

2.2繁殖性能 基因敲除小鼠的繁殖性能见表1。

2.3血液常规指标 基因敲除小鼠的血液常规指标见表2。

2.4血液生化指标 基因敲除小鼠的血液生化指标见表3。

3 讨论与结论

3.1组织蛋白酶(cathepsin)是一大类裂解肽键的蛋白水解酶，其中组织蛋白酶S(cathepsin S)属于半胱氨酸蛋白酶,其作用非常广泛，参与机体多种生理、病理过程。它不但可收敛细胞的炎性坏死，还参与细胞凋亡的调控，在多种疾病的发生发展过程中发挥重要的作用。Cystatin C(Cys C) 又称半胱氨酸蛋白酶抑制蛋白C，中译名为胱抑素C， 是半胱氨酸蛋白酶的细胞外抑制剂，在cystatin 中含量最为丰富，并对细胞内蛋白的转换起作用。它广泛存在于脊椎动物的组织中，参与炎症过程及一些神经性疾病。因此，这两类物质成为近来医学研究的热点。

表1 基因敲除小鼠的繁殖性能

注：C57BL/6*的有关数据来源于上海斯莱克实验动物有限公司的网页

表2 基因敲除小鼠的血液常规指标

表3 血液生化指标

3.2Cathepsin S-null小鼠和Cystatin C-null小鼠是美国哈佛大学Guo Ping shi 教授研制培育的基因敲除小鼠。它们是在C57BL/6品系小鼠上，敲除了机体产生组织蛋白酶S(cathepsin S)和胱抑素C(Cystatin C)的相关基因后培育成的新品系。本实验结果表明敲除这两个基因后，对该品系小鼠的生长繁殖性能没有影响。

3.3两品系之间的一些繁殖指标如分娩间隔(d)、产仔数、成活率(%)等没有多大差别，差异不显著。但两品系间在生长速度上有差异。从第六周开始， Cystatin C-null小鼠的生长速度要比Cathepsin S-null小鼠生长的快。两者差异显著。Cystatin C-null小鼠的繁育方法跟BALB/c裸小鼠的繁育方法类似，其亲本是杂合子，根据遗传学相关定律，约1/4的后代是敲除了含有胱抑素C(Cystatin C)相关基因的纯合子小鼠。而Cathepsin S-null小鼠繁育方法跟C57BL/6近交小鼠的繁育方法一样，只要严格的兄妹交配，其后代都是敲除了含有组织蛋白酶S(cathepsin S)相关基因的纯合子小鼠。因此，我们推测，Cystatin C-null小鼠的生长发育要快于Cathepsin S-null小鼠，是否跟此有关。

3.4两品系间的血常规指标和血液生化指标等也没有多大差别，差异不显著。

3.5小鼠的生长发育跟周围的环境条件，如温度、湿度、光照、噪音等和饲养，饮水的关系十分密切，甚至饲养员的喂养习惯都会影响到它们的生长。因此，世界上各地方，各实验室饲养的小鼠情况是不一样的，即使同一种品系，也会随着环境的不同而出现差异。