高血压（hypertension）影响全世界约10亿人，约占全球疾病负担的4.5%。原发性高血压是一种由遗传、环境及行为因素共同作用的复杂性疾病，占高血压患者的90%以上。高盐摄入是重要的环境因素之一。血压对盐摄入的反应具有显著的个体差异，Kawasaki等和Luft等基于此先后提出了“血压盐敏感性”。血压盐敏感性也是心血管疾病的一个独立危险因素。一般人群中血压盐敏感者约占20% ～ 30%，而原发性高血压人群中血压盐敏感者约占50% ～ 60%。因此，有效的管理盐敏感性高血压是提高公共健康的关键。胃泌素（Gastrin，Gast）是一种主要由G细胞分泌的肽激素，作用于其受体胆囊收缩素B受体（Cholecystokinin B Receptor，CCKBR）以减少肾的钠转运及肠道钠吸收。Gast在调节钠平衡和血压方面具有重要作用，已有研究发现小鼠全身缺乏Gast（Gast-/-）或仅在肠道缺乏Cckbr（Cckbr-/-）可减少小鼠钠排泄且小鼠血压升高。Gast在盐敏感性方面也很重要，因为低钠摄入的Gast小鼠血压正常，但在正常或高钠摄入时会出现高血压。全基因组关联研究（Genome-wide Association Studies，GWAS）表明，Gast和Cckbr的染色体位点与高血压相关。

动物实验结果的临床一致性是评价动物模型的重要指标。尽管常用的近交系小鼠因遗传背景的一致性而广泛应用，但这种单一性限制了其模拟人类遗传背景多样性的能力。人类的基因组中总共有超过8800万个遗传变异（包括约8470万个单核苷酸多态性、360万个插入/缺失变异和约6万个结构变异），这种多样性是导致疾病表型差异的主要原因。例如，在不同种族间银屑病的临床表现差异以及血管紧张素转化酶2（Angiotensin Converting Enzyme 2，ACE2）的DNA多态性与新型冠状病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019，COVID-19）的易感性和严重程度相关。为了克服这一限制，国际复杂性状联盟（Complex Trait Consortium，CTC）提出创建遗传多样性小鼠资源。选定8个品系的小鼠（A/J、129S1Sv/ImJ、NZO/H1LtJ、NOD/ShiLtJ、C57BL/6J、PWK/PhJ、WSB/EiJ、CAST/EiJ）作为原始亲本小鼠。其中前5个品系是实验室常用的近交系小鼠，后3个是野生型小鼠，这8个品系的小鼠覆盖了90%小鼠的遗传变异。这8个品系相互重组杂交3代，得到F3代杂交小鼠，而后将F3代杂交小鼠进行20代以上的近交，得到一系列的遗传多样性近交品系。

高血压的发生是一个复杂的过程，涉及多种遗传和环境因素及其相互作用，其潜在的发病机制包括肾素-血管紧张素-醛固酮系统（Research Analyst Assessment Specialist，RAAS）、醛固酮依赖性和醛固酮非依赖性盐皮质激素受体（Mineralocorticoid Receptor，MR）信号通路。这些机制通过激活肾中的盐皮质激素受体，促进Na+/K+-ATP酶的活性，进而增加肾对Na的重吸收，导致血压升高。相反，胃泌素能够降低Na+/K+-ATP酶的活性和抑制上皮钠通道（Epithelial Sodium Channel，ENaC）的活性，减少Na+的重吸收。本研究中使用的Cckbr基因敲除小鼠能够部分模拟MR信号通路对高血压的影响，并利用携带36 M单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism，SNPs）的协同重组近交系小鼠，增加了高血压小鼠模型的遗传多样性，使其表型更接近临床表现。构建遗传多样性高血压小鼠模型在血压表型、病理特征以及基因表达上展现出显著的品系间差异，类似于人类高血压患者之间的差异，从而有效地模拟了遗传异质性对疾病表型的影响。这些发现强调了使用遗传多样性高的动物模型在高血压研究中的重要性，为理解疾病的遗传基础和开发新的治疗策略提供了宝贵资源。

实验动物选择：

亲本小鼠：13个品系的遗传多样性小鼠（A/J、FIM、GIG、POH、FEW、CIS、LOT、NUK、129、NOD、TOFU、PIPING、LAM）及Cckbr/-小鼠。13个品系的子代小鼠共390只，3 ～ 4月龄，体重约30 g, 雌雄各半，SPF级，均饲养于SPF屏障环境，温度23 ～ 26 ℃，湿度50% ～ 60%，昼夜明暗交替12 h/12 h，小鼠自由饮水采食。

小鼠的繁殖策略与分组：

将13个品系的遗传多样性小鼠（A/J、FIM、GIG、POH、FEW、CIS、LOT、NUK、129、NOD、TOFU、PIPING、LAM）分别与Cckbr-/-小鼠杂交，得到基因型为Cckbr+/-的F1代小鼠，将其与同窝Cckbr+/-小鼠进行交配，而后将F2代小鼠按照其基因型分为Cckbr+/ +组、Cckbr+/-组、Cckbr-/-组（每组10只，雌雄各半）,饲养至3 ～ 4月龄。其中，Cckbr+/-组和Cckbr-/-组为实验组，Cckbr+/+组为对照组。

将13个品系的遗传多样性小鼠分别与传统近交系盐敏感高血压小鼠模型杂交，发现不同品系的子代遗传多样性小鼠盐敏感性也是不同的，从中筛选了3个盐敏感品系，分别为A/J、LOT和FIM。钠水调节紊乱是盐敏感性高血压发病的主要诱因。通过对盐敏感LOT品系小鼠肾组织进行转录组测序分析发现差异表达基因富集在蛋白激酶C活化的G蛋白偶联受体信号通路、细胞外区域和外泌体、胰岛素样生长因子（Insulin-Like Growth Factors, IGF）的结合、新陈代谢与昼夜节律调节等方面。已有研究发现，在相应的动物模型中靶向干扰生物钟基因将影响肾钠排泄、BP和神经内分泌节律。

值得注意的是，与其他两个盐敏感品系不同，FIM品系小鼠Cckbr-/-组较Cckbr+ / +组收缩压显著降低（P< 0.05）。事实上，整个有机体并不是简单的各部分的总和，而是一个新的整体，其中各种通路之间的相互作用是复杂的，并有助于个体的反应。

近年来，人们越来越怀疑传统近交系小鼠模型的实用性，部分原因是使用这些模型的研究未能转化为成功的治疗方法。然而，许多传统小鼠模型的共同特征是缺乏遗传多样性。无论使用哪种特定的小鼠品系，使用单一遗传背景都排除了个体遗传多样性对疾病发生和发展的影响。有研究表明临床前动物实验结果和临床实验结果一致性的差异是目前人类疾病研究及药物开发亟待解决的难题，特别在受多基因影响的复杂疾病的研究中。将极有可能无效无益的药物投入临床试验是一种资源的极大浪费，也是对临床试验患者的责任缺乏。盐敏感高血压在临床表现上存在个体差异，因此通过单一遗传背景的小鼠已无法建立有效的动物模型复制此类疾病。此外，通过对多个品系的小鼠进行抽样，人们可以更容易地对药物效应、不同条件下的行为差异和各种实验范式进行概括性研究，而不是将自己的研究局限于C57BL/6或实验室传统近交系。在这里，研究人员将实验室传统近交系背景下的盐敏感高血压小鼠模型与遗传多样性小鼠品系进行杂交，作为一个新的临床前资源，旨在将丰富的遗传变异引入传统近交系盐敏感高血压小鼠模型中，以调查遗传多样性对盐敏感高血压的表型、分子机制等方面的影响，以及对干预或治疗措施的反应。鉴于该实验设计的优点，以及越来越多的人意识到遗传背景影响各种复杂性状。在未来，如果将遗传多样性纳入各种复杂性疾病的临床前研究，将大大提高人类疾病小鼠模型的整体转化潜力。此外，本实验设计很可能广泛适用于以转基因的形式所构建的人类疾病小鼠模型，这样的模型将更加贴近真实世界的人群。在这些情况下，鉴定影响疾病发生或严重程度的遗传因素，将有利于对疾病发病机制进行深入了解。总的来说，遗传多样性小鼠是一个宝贵的资源，将更广泛地应用于各种复杂性状疾病的研究中，成为人类发现疾病生物学机制，进一步认识疾病的“新工具”。

Source: 中国实验动物学报. 2024，32 （05），遗传多样性高血压小鼠模型的建立与基因转录调控分析