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Tran, Van Tuyen (2004): Phänotypische und genotypische Charakterisierung der ENU-induzierten Mausmutante HST001 zur Verwendung für die nephrologische Forschung. Dissertation, LMU München: Faculty of Veterinary Medicine
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Abstract

Phenotypic and genotypic characterization of the ENU-induced mutant mouse line HST001 for use in nephrological research A dominant mutation was established in the line HST001 within the Munich ENU mouse mutagenesis project. On the genetic background of the inbred strain C3H heterozygous mutant mice showed a pathological increase of the plasma urea concentration. The phenotypic characterization of the mutant line included the measurement of body and organ weights, food intake and a broad spectrum of clinical chemical and hematological parameters as well as histological investigations of inner organs. For those examinations heterozygous mutant mice were mated to C3H mice and the offspring were divided in the two groups of mutant and wildtype littermates according to the concentration of plasma urea. The mutation showed complete phenotypic penetrance in all generations examined. In addition the genomic localization of the causative mutation was determined by linkage analysis. At the age of 4 weeks the body weight of the mutant mice and the wildtype mice showed no difference. After 6 weeks the mutant mice grew more slowly leading to a significantly lower body weight compared to the wildtype littermates. At the age of 26 weeks the body weight of mutant mice was about 20% reduced as compared to controls. Mutants also showed a reduction of the nose-rump-length and the body fat content. Regarding the relative organ weights the mutant mice showed significantly higher values for the spleen and the brain. The clinical-chemical and hematological parameters were determined in the animals at the age of 12, 18 and 24 weeks. The mutant mice had significantly higher plasma concentrations of urea and total protein as well as a higher activity of the alkaline phosphatase. Beside that they showed lower plasma concentrations of triglycerides and glucose and a lower activity of amylase than the wildtype mice. The mutants showed increasing plasma urea levels whereas the levels decreased in the controls. At the age of 24 weeks the mutants showed levels, which were two-fold higher than those of the controls. The histopathological investigation of the kidneys did not reveal any alterations, which could to explain the pathological increase of the plasma urea concentration in the mutant mice. However urea secretion via the kidneys was impaired, since the mutants showed significantly lower urine urea levels compared to the wildtype mice. The investigation of the hematological parameters resulted in the occurrence of altered values in the 18 und 24 weeks old mice. The mutant mice showed reduced numbers 91 of erythrocytes as well as decreased values for hemoglobin concentration, mean corpuscular volume and hematocrit. The hitherto existing results of the linkage analysis of the mutation in the genome using polymorphic microsatellite markers showed that the mutation maps to chromosome 7. This result has to be confirmed and specified by using additional markers and a larger number of animals.

Abstract

Im Rahmen des Münchener ENU-Maus-Mutagenese-Projekts wurde eine dominante Mutation in C3H-Mäusen identifiziert, die zu einer pathologischen Erhöhung der Harnstoffkonzentration im Blut führt. Daraus wurde die mutante Mauslinie HST001 etabliert. Zur Charakterisierung des Phänotyps wurde an heterozygoten Mutanten eine systematische Untersuchung der Körpergewichtentwicklung, Futteraufnahme, zahlreicher klinischchemischer und hämatologischer Parameter, der absoluten und relativen Organgewichte sowie der Histologie der inneren Organe durchgeführt. Dafür wurden heterozygote Mutanten mit C3H-Mäusen verpaart und die Nachkommen anhand der Höhe der Harnstoffkonzentration im Blut in die beiden Gruppen der Mutanten und der Wildtypwurfgeschwister aufgeteilt. Die Mutation zeigte in allen untersuchten Generationen eine vollständige phänotypische Penetranz. Parallel erfolgte die Kartierung der Mutation im Genom. Im Alter von 4 Wochen zeigte sich kein Unterschied im Körpergewicht der mutanten Mäuse und der Wildtyptiere. Ab der 6. Woche nahmen die mutanten Tiere langsamer als die Wildtypwurfgeschwister zu. Von diesem Zeitpunkt an war das Körpergewicht der mutanten Mäuse signifikant niedriger. Im Alter von 26 Wochen waren die mutanten Mäuse ca. 20% leichter, obwohl die absolute Futteraufnahme höher als bei den Wildtyptieren war. Außerdem zeigten die Mutanten eine geringere Nasen-Rumpf-Länge und ein niedrigeres relatives abdominales Fettgewicht als die Wildtyptiere. Hinsichtlich der relativen Organgewichte wiesen die mutanten Tiere ein signifikant höheres Milz- und Gehirngewicht auf. Die Untersuchung der klinisch-chemischen Parameter und der Blutbildparameter wurde als Verlaufsanalyse im Alter von 12, 18 und 24 Wochen durchgeführt. Dabei wiesen die mutanten Tiere signifikant höhere Werte für Harnstoff, Gesamtprotein und alkalische Phosphatase-Aktivität und signifikant niedrige Werte für Triglyceride, Glukose und Amylase- Aktivität im Blut auf. Die Harnstoffkonzentration nahm bei den Mutanten mit zunehmendem Alter zu, wohingegen sie bei den Wildtyptieren abnahm. Im Alter von 24 Wochen lag sie bei den Mutanten mehr als doppelt so hoch wie bei den Kontrollen. Die histologische Untersuchung der Nieren ergab keine offensichtlichen Befunde, die die pathologische Erhöhung der Harnstoffkonzentration im Blut der mutanten Mäuse erklärten. Dennoch war die Harnstoffausscheidung über die Nieren gestört, was sich in einer signifikant niedrigeren Harnstoffkonzentration im Urin der mutanten Mäuse im Vergleich zu den Wildtyptieren zeigte. Die Bestimmung der Blutbildparameter ergab, dass die Mutanten im Alter von 18 89 und 24 Wochen signifikant niedrigere Werte für rote Blutkörperchen, Hämoglobin, Hämatokrit und mittleres korpuskuläres Volumen aufwiesen als die Wildtyptiere. Das bisherige Ergebnis der Kartierung der kausalen Mutation im Genom mit Hilfe von polymorphen Mikrosatellitenmarkern ergab die Lokalisation der Mutation auf Chromosom 7. Dieses Ergebnis ist mit Hilfe von weiteren Markern an einer größeren Anzahl von Tieren abzusichern und zu präzisieren.