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研究背景与目的心力衰竭(heart failure,HF)是全球范围内面临的公共卫生健康问题。而遗传性心肌病(inherited cardiomyopathies,IC)是引起心衰的主要原因之一。遗传性心肌病在人群中有着极高的发病率,同时是年轻人群中心原性猝死的主要原因。目前关于遗传性心肌病的治疗措施如药物治疗,器械辅助治疗,外科手术等方式尽管能缓解患者症状,未能从根本上逆转或者延缓疾病的进展。遗传性心肌病多位编码心肌肌小节相关蛋白基因的突变引起,在已知的致病基因的突变中,编码肌小节心肌纤维重链(myosin heavy chain,MHC)的基因MYH7和心肌结合蛋白C(cardiac myosin binding protein)的基因 MYBPC3 多见。MYBPC3基因上的突变多为碱基的丢失引起的移码突变。动物模型对于研究遗传性疾病有着无法替代的价值,目前的关于遗传性心肌病的动物模型存在于小鼠,大鼠,兔等动物。基于现有的动物模型研究发现的致病机制开发的治疗在人体成效甚微,因此迫切需要开发新型的遗传性心肌病动物模型为深入研究疾病提供工具。近年来随着CRISPR-Cas9(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)技术的成熟和完善,基因编辑领域发生了巨大的变化。该技术比传统的方法更加便捷,低廉,高效,目前得到广泛的应用。叙利亚仓鼠(syria hamster)又称金黄地鼠(golden hamster),是目前实验室被广泛应用的动物之一,具有体型中等,孕期短,每胎产仔量多等特点。目前尚未有针对叙利亚仓鼠进行人为基因编辑构建的遗传性心肌病模型,因此本研究尝试借助叙利亚仓鼠为载体利用CRISPR-Cas9技术构建MYBPC3基因敲除的遗传性心肌病模型,为更深入的研究复杂的遗传性心肌病提供工具支持。方法选择打靶位点设计sgRNA,构建CRISPR-Cas9打靶系统并在体外验证切割效率。选择切割效率高的sgRNA进行受精卵注射得到MYBPC3基因敲除仓鼠。鉴定得到的F0子代基因型,同时进行脱靶效应的检测。选择产生移码突变效应的F0代鼠进行繁殖传代,在得到稳定遗传效应的MYBPC3基因敲除叙利亚仓鼠中观察表型。取6个月大的纯合,杂合,野生型同窝仓鼠进行心脏超声检测。将进行称重后的实验鼠进行处死,获取心脏标本并称重。利用RT-qPCR检测ANP,BNP,MYBPC3,β-MHC,TGF-β 等基因的表达。Western Blot 检测cMyBP-C 蛋白的含量。采用马松染色和HE染色观察心肌组织学的变化。结果选择仓鼠MYBPC3基因16号外显子为打靶区域,同时设计了两个sgRNA。体外切割效率验证中sgRNA1表现出30.22%的切割效率,sgRNA2无效。选择构建了 sgRNA1的打靶系统进行受精卵注射后得到了 8只F0代转基因仓鼠,其中5只产生了基因编辑效应。脱靶效应检测未发现出有脱靶出现;选择敲除4个碱基造成移码突变效应的F0#2仓鼠进行传代繁殖。在稳定遗传的F2代中选择纯合,杂合仓鼠与同窝野生型对照组进行表型鉴定发现:纯合组仓鼠心脏大体形态显著大于杂合组和野生型对照组。纯合组,杂合组的心脏占全身重量的比重高于对照组,且纯合组高于杂合组。RT-qPCR结果显示心衰标记物ANP,BNP的mRNA表达含量纯合组,杂合组高于对照组,纯合组升高最为显著。MYBPC3基因表达在纯合组,杂合组依次低于对照组。而心肌纤维化指标TGF-β和反应心肌肥厚的β-MHC表达量在三组中没有显著差异。Western blot结果显示cMyBP-c蛋白在纯合组未检测到,杂合组中含量高于对照组。马松染色在纯合组中观察到心肌排列紊乱,少许间质纤维化。心脏超声结果中纯合仓鼠出现左心室室腔扩大,射血分数(ejection fraction,EF)和左室短轴缩短率(fractional shortening,FS)降低的表现。结论利用CRISPR-Cas9成功的进行了叙利亚仓鼠MYBPC3基因高效安全的编辑。携带4个碱基敲除造成移码突变效应的纯合仓鼠在6月龄时出现扩张型心肌病的表型,成功的构建了MYBPC3基因敲除型叙利亚仓鼠遗传性心肌病动物模型。杂合仓鼠表型尚需延长观察时间进行表型鉴定。