2 R6/2 Transgene Mäuse
Die R6-Linie wurde in den Labors von Gill Bates aus einer vorkernigen Injektion eines 1,9 kb Sacl-EcoRI-Fragments unter Verwendung des 5′-Endes des humanen Huntington-Gens entwickelt, das von einem HUNTINGTON-Patienten stammt. Es besteht aus ∼1 kb 5′ UTR-Sequenzen, Exon 1 mit CAG-Wiederholungen von ∼130 Einheiten und den ersten 262 bp von Intron 1. Die R6/2-Linie war das erste transgene Mausmodell der Huntington-Krankheit. Es hat eine Peakgröße von 144-150 Wiederholungseinheiten bei Exon 1 (Mangiarini et al., 1996). Es ist eines der am weitesten verbreiteten genetischen Modelle der Huntington-Krankheit. Das R6 / 2-Modell zeigt einen progressiven homogenen Huntington-ähnlichen Phänotyp mit einer Überlebenszeit von 14 bis 21 Wochen, abhängig von den Wohnungs- und Einrichtungsbedingungen. Unterschiede in der Überlebensdauer können das Ergebnis von Variationen in der Unterbringung, Handhabung, Umweltanreicherung und der zulässigen Anwesenheit von viralen und bakteriellen Symbionten sein, zusätzlich zu anderen Faktoren. Angesichts der Tatsache, dass angereicherte Umgebungen das Fortschreiten des Verhaltensphänotyps bei R6 / 2-Mäusen verändern können (Hannan, 2004), liegt es nahe, dass Unterschiede zwischen Laboratorien den R6 / 2-Phänotyp verändern können. R6 / 2-Mäuse, die derzeit in kommerziellen Vivarien erhältlich sind, haben eine viel geringere CAG-Wiederholung als diejenigen, die zuvor in experimentellen Studien verwendet wurden. Die oben genannten Probleme legen nahe, dass in jeder Kolonie von R6 / 2-Mäusen die CAG-Wiederholungsgröße für alle Befunde von entscheidender Bedeutung ist und eine wiederholbare Messung des Überlebens und anderer phänotypischer Ergebnismaße für jede aufeinanderfolgende „f“ -Generation von größter Bedeutung ist für den Vergleich mit anderen Studien.
Verhaltensanalysen der R6 / 2-Maus zeigen altersbedingte Beeinträchtigungen in dystonischen Bewegungen, motorischer Leistung, Griffstärke und Körpergewicht, die sich bis zum Tod progressiv verschlechtern. R6 / 2-Mäuse sind anfällig für Anfallsaktivität (Status epilepticus) und plötzlichen Tod, insbesondere bei Erkrankungen im Endstadium, obwohl Anfälle bereits nach 60 Tagen auftreten können. Überhandnahme und andere Stressoren verschlimmern die Anfallsaktivität. Neuropathologische Folgen, die eine deutliche Verringerung des Gehirngewichts umfassen, sind ab 30 Tagen vorhanden, während ein vermindertes Gehirnvolumen und eine hyperventrikuläre Vergrößerung ab 60 Tagen vorhanden sind, beides ein Kennzeichen der menschlichen Krankheit. Darüber hinaus sind im Alter von 90 Tagen ein vermindertes neostriatales Volumen, eine striatale Neuronenatrophie, eine erhöhte Astrogliose und eine Verringerung der striatalen Neuronenzahl vorhanden (Stack et al., 2005). Darüber hinaus sind Enkephalin-striatale Neuronen im Vergleich zu Substanz-P-striatalen Projektionsneuronen im Einklang mit der früh einsetzenden Huntington-Krankheit im Erwachsenenalter reduziert (Sun et al., 2002) mit gleicher Erhaltung von Enkephalin und Substanz-P striatonigralen Projektionen. Huntingtin-positive Aggregate sind am postnatalen Tag 1 vorhanden und nehmen mit zunehmendem Alter an Anzahl und Größe zu, was darauf hindeutet, dass der Ausbruch und das Fortschreiten der Krankheit vor dem Auftreten klinischer Phänomene auftreten (Stack et al., 2005). Die Huntingtin-Einschlüsse sind umfangreich und finden sich im gesamten Gehirn in großer Zahl, ein Phänomen, das nicht mit dem bei Huntington-Patienten beobachteten übereinstimmt. Es wurde vorgeschlagen, dass letzteres das Ergebnis der Verwendung nur eines Teils des Huntington-Gens, transgener Effekte und / oder der Verwendung fremder Promotoren sein kann, die die Expressionsniveaus erhöhen. Es scheint keine geschlechtsspezifischen Unterschiede im pathologischen Phänotyp zu geben. Es gibt eine Parallelität zwischen den berichteten Mechanismen der Krankheitspathogenese, die bei HUNTINGTON-Patienten beobachtet wurden, und denen, die in den R6 / 2-Mäusen gefunden wurden, die veränderte Proteolyse und proteosomale Aktivitäten, erhöhte Proteinvernetzung, induzierte Chaperonexpression und Defekte in lebenswichtigen zellulären Prozessen umfassen, die Endozytose, intraneuronalen Handel, Transkriptionsregulation, postsynaptische Signalgebung, apoptotische Kaskaden und Veränderungen im bioenergetischen Stoffwechsel und in der Mitochondrienfunktion umfassen (Beal und Ferrante, 2004; Ryu et al., 2005; Stack und Ferrante, 2007). Während das R6 / 2-Modell viele der klinischen und neuropathologischen Merkmale aufweist, die bei HUNTINGTON-Patienten beobachtet werden, ist es keine exakte genetische und neuropathologische Übereinstimmung mit HUNTINGTON-Patienten. Nichtsdestotrotz hat das R6 / 2-Modell einen gut charakterisierten progressiven Phänotyp mit moderater Variabilität, so dass experimentelle Gruppen nur 10 Mäuse enthalten können und die Möglichkeit bieten, Unterschiede in vielen Ergebnismaßen zu erkennen. Es ist möglich, Überlebensstudien, einen wichtigen potenziellen Ersatzindikator für die Neuroprotektion, ungefähr 3 Monate nach der Geburt durchzuführen. Die Effizienz und die klaren experimentellen Endpunkte der R6 / 2-Mäuse bleiben ein großer Vorteil.
Es kann eine große Variabilität in der Phänotyppräsentation geben, die von der CAG-Wiederholungsgröße abhängt. Die Anzahl der CAG-Wiederholungen in der R6/2-Linie beträgt 148-153 mit 500-550 bp, wie durch PCR-Analyse bestimmt (Stack et al., 2005). Eine erhöhte Anzahl von Basenpaaren > 550 führt zu einer Mäßigung des Schweregrads des R6 / 2-Phänotyps. Mit zunehmender Basenpaarzahl nimmt die CAG-Wiederholungsgröße gleichzeitig zu. Basenpaare zwischen 600 und 800 haben CAG-Wiederholungsgrößen zwischen 175 und 192 in R6 / 2-Mäusen und die durchschnittliche Überlebensverlängerung erhöht sich signifikant auf ungefähr 131 Tage, im Gegensatz zu 500-550 bp bei 98 Tagen. Basenpaarzahlen von 1000 und darüber haben CAG-Wiederholungsgrößen konsistent über 200, mit einem mittleren Überleben von 148 Tagen. Die Variabilität des Überlebens und die Verbesserung des Verhaltens- und neuropathologischen Phänotyps bei R6 / 2-Mäusen mit erhöhter Basenpaarzahl und CAG-Wiederholungsgröße können ihren Nutzen in therapeutischen Studien verringern und experimentelle Ergebnisse verfälschen (Stack et al., 2005). Obwohl eine große Variabilität der klinischen Maßnahmen in Studien am Menschen üblich ist, erhöht die Minimierung der Messvariabilität die Fähigkeit, Unterschiede zu erkennen, insbesondere in Arzneimittelstudien mit Mäusen. Daher sollten Laboratorien, die diese Mäuse verwenden, sicherstellen, dass die genetische Variabilität verringert wird, wodurch eine relativ homogene Population von Mäusen innerhalb von Versuchskohorten bereitgestellt wird.