[发明专利]一种构建甲状腺功能障碍及心脏长QT综合征双表型大鼠模型的方法

说明书

本发明涉及一种构建甲状腺功能障碍及心脏长QT综合征双表型大鼠模型的方法，主要基于KCNQ1基因修饰实现模型构建过程，本发明利用Crisper/Cas9技术全身敲除大鼠延迟整流钾离子通道KCNQ1基因，通过ELISA实验检测成年大鼠血清中甲状腺激素水平的变化，同时利用Powerlab数据分析系统检测大鼠心脏电活动的改变，成功获得了甲状腺功能障碍及心脏长QT综合征双表型大鼠模型。与现有技术相比，本发明通过大鼠体内KCNQ1基因的遗传操作，理解该基因对甲状腺功能和心脏功能的双重影响以及二者之间的关联，对全面解析KCNQ1基因突变影响心脏功能的复杂分子机制具有重要意义。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其是涉及一种基于KCNQ1基因敲除构建甲状腺功能障碍和心脏长QT综合征大鼠模型的构建方法。

背景技术

离子通道是细胞膜上的蛋白质孔道，离子的跨膜流动是细胞传递信息的基础。钾通道是一类普遍存在的膜蛋白，在细胞电生理过程中发挥着极为重要的作用。KCNQ1编码一种电压门控型钾通道，主要分布在心脏以及肾、胃、肠、内耳、上皮、甲状腺等组织中。当KCNQ1基因发生突变，可导致长QT综合征(long QT syndrome，LQTS)。作为一种重要的钾离子通道，KCNQ1钾通道也在除心脏之外的其他组织发挥作用。在甲状腺组织中，KCNQ1编码的α亚基与KCNE2编码的β亚基共同组成复合体，锚定在甲状腺滤泡上皮细胞的基底膜，可以协助钠碘转运蛋白NIS进行I^-的摄取，在甲状腺激素的合成过程中起到关键作用。

目前尚无成熟的KCNQ1基因敲除大鼠模型构建案例，若能成功地建立该模型，可以方便在动物体内研究该基因，对于理解KCNQ1基因突变影响心脏功能的分子机制具有关键意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于Crisper/Cas9技术全身敲除大鼠KCNQ1基因，成功实现了甲状腺功能障碍及心脏长QT综合征双表型的大鼠模型方法。

本技术方案的技术起点为：在大鼠中敲除KCNE2基因会造成其血清中甲状腺激素水平降低，并且哺乳期大鼠可出现心脏肥大、脱毛、发育减缓等症状，同时利用野生型母鼠在哺乳期对KCNE2基因敲除大鼠进行代养后，KCNE2敲除乳鼠心脏肥大，发育减缓的表型均可得到一定程度的缓解。

由此可见同时分布于心脏组织和甲状腺组织的离子通道基因如果发生功能缺失型突变，可同时影响甲状腺功能和心脏功能。此外，离子通道基因突变引起的甲状腺功能改变可能与心脏功能的变化存在重要的联系。因此，研究KCNQ1基因突变对甲状腺功能、心脏功能以及二者之间的关联对于理解KCNQ1基因突变影响心脏功能的分子机制具有关键意义。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的第一个目的是保护一组靶向大鼠KCNQ1基因的sgRNA，所述sgRNA包括sgRNA1、sgRNA2和sgRNA3，其中sgRNA1、sgRNA2和sgRNA3的靶点特异性序列分别如：SEQ IDNO.1、SEQ ID NO.2和SEQ ID NO.3所示。

本发明的第二个目的是保护一种KCNQ1基因敲除大鼠的模型构建方法，包括以下步骤：

S1：构建针对大鼠KCNQ1基因的sgRNA，所述sgRNA包括sgRNA1、sgRNA2和sgRNA3，sgRNA1、sgRNA2和sgRNA3的靶点特异性序列分别如：SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2和SEQ IDNO.3所示；

S2：将S1中所述sgRNA与Cas9核酸酶体外转录成mRNA，之后将所述mRNA注射到大鼠受精卵中，再移植入代孕大鼠，获得F0代大鼠；

S3：对获得的F0代大鼠中尾部基因进行鉴定，对F0代大鼠血清甲状腺激素指标的检测，对F0代大鼠心电图数据进行采集并与预设指标进行分析，获得KCNQ1基因敲除大鼠模型。