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Howaldt, Maike Susanne (2004): Phänotypische und genotypische Charakterisierung der ENU-induzierten Mausmutante SMA002 als Tiermodell für Wachstumsdefizit und Hyperaktivität. Dissertation, LMU München: Faculty of Veterinary Medicine
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Abstract

This thesis describes the phenotypic and genotypic analysis of the dominant mutation in the ENU-induced mutant mouse line SMA002. The results were derived from the analysis of heterozygous mutant animals on the C3H genetic background. As the main phenotype of SMA002, an abnormal behavior combined with reduced body weight was revealed. The mutant phenotype showed complete penetrance in all generations analyzed. Abnormal behavior, as the most prominent phenotype was characterized by the occurrence of restlessness and an increased grooming behavior. The grooming behavior was increased fivefold but did not always contain all aspects of the standard repertoire. Pathological examinations of the skin and the analysis of parameters of the immune system indicated that this behavior was not caused by an allergic reaction. Clinical examination of the animals revealed a significant difference in body weight between mutant and control littermates. The body weight of the mutant animals was about 30% lower than control. In addition mutant animals had a significant lower nose-rump length and a significant lower carcass weight. Analysis of the peripheral blood for hematological and clinical chemical parameters as well as subsequent pathological examinations excluded a kidney, liver or pancreas disease as the potential cause of the abnormal phenotype. Decreased values for cholesterol, triglyceride, total protein and potassium in the mutant animals referred to an increased metabolism and a hormonal deviation in these mice. Furthermore, deviations of the IGF-system were found in the mutants. Linkage analysis of the causative mutation was carried out by genome wide polymorphic microsatellite marker analysis. The highest correlation for the mutation was found with the markers D13Mit20 (35cM) and D13Mit253 (37cM) of chromosome 13. This aberrant phenotype of the line SMA002 has not yet been reported. Thus, SMA002 represents a novel mouse model for the analysis of abnormal behavior and growth defects. Subsequent analysis will identify the exact mutation in the line. In addition, further analysis of the phenotype will result in detailed information on the metabolism and hormonal regulation of SMA002.

Abstract

In dieser Arbeit wurde die dominant vererbte Mutation in der Mauslinie SMA002, welche durch chemische Mutagenese mit Ethylnitrosourea induziert wurde, phänotypisch und genotypisch charakterisiert. Die Untersuchung wurde an heterozygot mutanten Tieren, die auf dem genetischen Hintergrund von C3H gezüchtet wurden, durchgeführt. Die Mauslinie zeigte die beiden Hauptsyndrome „Verhaltensänderungen“ und „reduziertes Körperwachstum“. Der abnorme Phänotyp zeigte in den mutanten Tieren aller untersuchten Generationen eine vollständige Penetranz. Das Hauptsyndrom „Verhaltensänderungen“ wurde durch das Auftreten einer gesteigerten Unruhe und von übermäßigen Putz- und Kratzaktivitäten bestimmt. Die Putzaktivitäten waren dabei um ein 5-faches gesteigert, beinhalteten aber nicht immer den vollständigen Ablauf aller Komponenten. Eine allergisch bedingte Ursache wurde anhand der pathologischen Untersuchung der Haut und der Erhebung von immunologischen Parametern ausgeschlossen. Die klinische Untersuchung der Tiere erbrachte einen signifikanten Körpergewichtsunterschied, wobei die mutanten Mäuse 2/3 des normalen Körpergewichts von Wildtypkontrollen erreichten. Daneben zeigten die mutanten Tiere eine signifikant geringere Nasenrumpflänge und ein signifikant niedrigeres Karkassengewicht. Durch die im Blut erhobenen hämatologischen und klinisch-chemischen Parameter wurde das Vorliegen einer Organerkrankung von Nieren, Leber und Pankreas als Ursache für den abnormen Phänotyp ausgeschlossen. Dieses Ergebnis wurde durch die pathologische Untersuchung dieser Organe erhärtet. Die in den mutanten Tieren identifizierte Erniedrigung der Cholesterin-, Triglycerid-, Gesamteiweiß- und Kaliumwerte deutet auf eine gesteigerte Stoffwechsellage der Tiere und eine mögliche hormonelle Störung hin und ist durch weiterführende Untersuchungen abzuklären. In diese Untersuchung sollten auch die festgestellten Veränderungen im IGF-System einbezogen werden. Die Kartierung der Mutation mit Hilfe von polymorphen Mikrosatellitenmarkern erbrachte die höchste Kopplung der Mutation mit den Markern D13Mit20 (35 cM) und D13Mit253 (37 cM) auf Chromosom 13. Der Phänotyp dieser Mauslinie ist in der Literatur noch nicht beschrieben. Somit stellt die Linie SMA002 ein neues Tiermodell zur Untersuchung von Verhalten und Wachstum dar. Dafür ist in weiterführenden Untersuchungen die Mutation zu identifizieren und der abnorme Phänotyp durch spezifische Untersuchungen detailliert zu evaluieren.