基本信息

品系建立

Mc4r（黑皮质素4受体）是一种蛋白质编码基因。采用CRISPR-Cas9技术，将C57BL/6NCrl小鼠的Mc4r基因编码序列全部删除，获得Mc4r KO小鼠首建鼠。然后按照品系建立的方法，获得核心群，进行胚胎液氮保种，并建立生产群。

Mc4r KO(纯合)小鼠在6-8周时，体重高达 30 g，表现出明显的肥胖。结合高脂(HFD-fed)饲喂 Mc4r KO小鼠，其表现出肝脂肪变性(8-20周)、肝纤维化(8-20周)和肝细胞癌(12个月)，类似于人 NASH 模型为特征的模型。胆固醇 140-160 mg/dl；(高脂饮食>300 mg/dl)

表型信息

1. 体重及表观^[1]

图1. DIO饮食诱导诱导Mc4r KO小鼠表观及身体重量

注：空心圆为WT+SD，实心圆为WT+HFD，空心三角形为Mc4r KO+SD，实心三角形为Mc4r KO+HFD

动物：Mc4r KO mice on the C57BL/6J background

饲料：普通维持饲料（SD）、60%高脂饮食HFD (D12492; 524 kcal/100 g, 60% energy as fat)

方法：8周龄雄性小鼠自由饮水和标准饮食20周。

A：生长曲线

B：皮下(Sub)、附睾(Epi)、肠系膜(Mes)白色脂肪组织重量

C：肝脏重量

D：20周时肝脏TG含量

结果表明：Mc4r KO在饲喂SD或HFD饮食后，体重均较大增加，表明成功建立高脂肪饮食诱导肥胖小鼠模型。

2. Mc4r KO小鼠喂食HFD20周的血清学参数^[1]

结果表明：饲喂HFD的两种基因型小鼠均表现出胰岛素阻抗，与其他任何组相比，饲喂HFD的Mc4r KO小鼠血清丙氨酸氨基转移酶浓度显著增加。总的来说，饲喂HFD的Mc4r KO小鼠表现出与肥胖人类相似的代谢特征。

3. Mc4r KO肝脏切片H&E染色、马森三色染色法与天狼星红染色^[1]

图2. Mc4r KO小鼠饲喂HFD 20周肝脏组织学分析

HFD喂养20周后，WT小鼠肝脏均匀出现微泡性脂肪变性，出现中度炎症细胞浸润，此时间点很少观察到肝纤维化。相反，喂食HFD的Mc4r KO小鼠的肝脏表现为微泡和大泡脂肪变性、球囊变性和大量炎症细胞浸润。马森三色和天狼星红染色显示，喂食HFD的Mc4r KO小鼠肝脏细胞周围纤维化明显。

4. Mc4r KO小鼠表观信息

                                                                                  A                                                                  B                                             C

图3. Mc4r KO表观信息

注： A：最右侧为WT，左侧三个为Mc4r KO小鼠；B：典型解剖图；C：典型肝脏图

Mc4r KO小鼠研究实例

1. 临床前药效学Mc4r KO评价

图2. 葡萄糖耐量试验(GTT)

结果表明：Mc4r KO + compound组存在糖耐量减低，但相比Mc4r KO+0.9％NaCl组，耐受情况轻。证实compound可能通过胰岛素信号通路，进而对血糖进行调节。Mc4r KO可作为药物葡萄糖耐量试验的有效模型。

Mc4r KO小鼠应用领域

1. 糖尿病与肥胖研究

2. 肥胖伴糖尿病研究

3. 代谢缺陷

4. 高胰岛素血症

5. 神经生物学研究

6. 高脂诱导的MASH模型

参考文献

1. Itoh M, et al. Melanocortin 4 receptor-deficient mice as a novel mouse model of nonalcoholic steatohepatitis. Am J Pathol. 2011, 179(5):2454-2463.