Srovnávací fenotypová a genomová analýza kmenů myší C57BL / 6J a C57BL / 6N

Porovnání sekvence genomu myší C57BL / 6N a C57BL / 6J pro SNP a malé indely

Použili jsme párové koncové zarovnání C57BL / 6N k referenčnímu genomu (C57BL / 6J) z projektu 17 myší genomy. Seznam diferenciačních variant (SNP, malých indelů a SV) mezi těmito dvěma genomy však byl nově vytvořen pomocí nových vestavěných postupů, aby se zvýšila pravděpodobnost identifikace přesných domnělých změn sekvence. Klíčovým krokem analýzy při identifikaci vysoce kvalitního souboru variant ze srovnání bylo využití nově generované sekvence genomu C57BL / 6J generované krátkým čtením generované Broad Institute. To nám umožnilo identifikovat chyby sestavení v referenční sekvenci. Kromě toho jsme aktualizovali metodu detekce variant: zaprvé pomocí odlišného a / nebo více vyvinutého softwaru k detekci variant; zadruhé provedením manuální kurace u všech variant kódování a za třetí rozsáhlou validací velké části variant (včetně všech variant kódování), aby se potvrdily předpovědi sekvence. Tyto kroky poskytly robustní datový soubor vysoce kvalitních variant kódování, což značně snižuje míru falešně pozitivních výsledků.

K identifikaci SNP a malých indelů odlišujících kmeny C57BL / 6J a C57BL / 6N jsme použili párový závěrečná čtení generovaná z projektu 17 myší genomy. Zavolali jsme varianty pomocí nástroje Genome Analysis Toolkit (GATK) a našli jsme 681 220 variant, které odlišují kmeny C57BL / 6J a C57BL / 6N. Použitím sekvence genomu C57BL / 6J s krátkým přečtením generované Broad Institute jsme byli schopni odfiltrovat potenciální chyby sekvenování odstraněním variant společných pro sekvenci Broad C57BL / 6J, čímž jsme vyrovnali nesrovnalosti v odkazu a zároveň zlepšili falešně negativní hodnotit. Zbývající čtení byla filtrována s poměrem alel menším než 0,8 (heterozygotní) a pokryta méně než 3 nebo více než 150 čteními. Tyto kroky významně zmenšily seznam, což vedlo k 10 794 domnělým variantám, které byly podrobeny dalším analýzám.

Pomocí sekvenování sekvencí, PyroSequencing a Sanger jsme ověřili všechny varianty kódování a podmnožinu nekódujících variant, který zahrnoval 762 SNP a 169 malých indelů. Testy byly prováděny pomocí panelu čtyř C57BL / 6J a čtyř vzorků C57BL / 6N za účelem potvrzení genotypů (viz Materiály a metody). Považovali jsme variantu za validovanou, když všechny čtyři vzorky C57BL / 6J a C57BL / 6N vykazovaly konzistentní genotypy v rámci dílčího kmene a varianty mezi dílčími kmeny. Během procesu validace jsme z mnoha důvodů vyloučili 363 variant, včetně heterozygotních a nekonzistentních genotypů a selhání PCR. U zbývajících 568 bylo 236 potvrzeno jako varianta mezi dílčími kmeny (viz další soubor 1, tabulka S1).

Pomocí anotačních programů NGS-SNP a Annovar byla identifikována genomická poloha a další genové rysy. zkoumány. Konečné varianty ověřené sekvence mezi C57BL / 6J a C57BL / 6N sestávaly z 34 kódujících SNP, 2 kódujících malých indelů, 146 nekódujících SNP a 54 nekódujících malých indelů. Varianty kódování zahrnovaly 32 missense SNP, 1 nesmyslná mutace, 1 spojovací mutace a 2 mutace posunu snímků (tabulka 1). Zjistili jsme, že všechny varianty kromě jedné (Zp2, chromozom 7) byly soukromé buď pro C57BL / 6J, nebo C57BL / 6N a nebyly nalezeny v žádném z 16 dalších inbredních kmenů, které byly nedávno sekvenovány.

Tabulka 1 Kódování jedno-nukleotidových polymorfismů a malých indelů identifikovaných ve srovnání mezi C57BL / 6N a C57BL / 6J

Porovnání sekvencí genomu myší C57BL / 6N a C57BL / 6J pro strukturní varianty

Opět s využitím párových konců generovaných z 17 Mouse Genomes Project a kombinace čtyř výpočetních metodami jsme identifikovali 551 SV mezi C57BL / 6J a C57BL / 6N. Jak je popsáno jinde, vizuálně jsme zkontrolovali mapování párovaných konců s krátkým čtením na těchto 551 SV místech v 17 sekvenovaných inbredních kmenech myší a v genomu sekvenovaného Broad J. Tímto způsobem jsme byli schopni zachovat 81 z 551 míst pro další experimentální analýzy (470 předpovězených míst bylo shledáno falešnými kvůli chybám v mapování párových konců). Analýzy sekvenování založené na PCR a Sangerovi na těchto 81 zadržených místech nám umožnily odstranit dalších 38 míst, která byla potvrzena jako nepolymorfní mezi C57BL / 6J a C57BL / 6N kvůli referenčním chybám. Nakonec bylo všech 43 predikovaných variant validováno jako autentické SV rozlišující kmeny C57BL / 6J a C57BL / 6N (tabulka 2), což vedlo k nulové míře falešně pozitivních výsledků.

Tabulka 2 Strukturální varianty (SV) mezi C57BL / 6N a C57BL / 6J

Ze 43 SV se 15 překrývá s genem (tabulka 2), včetně 12 variant, které leží v nekódujících oblastech genů, 2 varianty, které ovlivňují kódující oblast genu (Vmn2r65 (Vomeronasal 2, receptor 65) a Nnt (nikotinamid nukleotid transhydrogenáza)), a 1, který ovlivňuje celý gen Cyp2a22 (cytochrom P450, rodina 2, podrodina a, polypeptid 22). Pouze 1 z 15 variant je známá a již byla spojena s fenotypem, Nnt; zbývajících 14 je nových a pro některé z nich diskutujeme níže jejich potenciální biologické funkce.

Použitím krysy jako druhu outgroup jsme dále odvodili původ 43 SV mezi C57BL / 6J a C57BL / 6N, a zjistili, že 27 variant bylo produktem retrotranspozice, 15 bylo neopakovaných zprostředkovaných SV a 1 byla tandemová repetice s variabilním počtem (VNTR) (tabulka 2). Je pozoruhodné, že téměř všechny varianty byly soukromé buď pro C57BL / 6J, nebo C57BL / 6N (tabulka 2).

Komplexní fenotypové hodnocení myší C57BL / 6N a C57BL / 6J

Souběžně s v rámci genomových analýz provedlo konsorcium European Mouse Disease Clinic (EUMODIC) komplexní fenotypové srovnání kmenů C57BL / 6NTac a C57BL / 6J. EUMODIC zahrnuje čtyři myší centra provádějící širokou primární fenotypizaci 500 myších mutantních knockoutových linií generovaných z projektů European Conditional Mouse Mutagenesis (EUCOMM) a Knockout Mouse (KOMP) v rámci programu IKMC. Skupiny myší z každé mutované linie vstupují do hodnocení fenotypů European Mouse Phenotyping Resource of Standardized Screens slim (EMPReSSslim), které se skládá ze dvou fenotypických potrubí, které společně obsahují 20 fenotypových platforem (identifikovaných ESLIM__procedure_number), které se provádějí od 9 do 15 týdnů (viz Další soubor 2, Obrázek S1). Metody provádění každé obrazovky jsou podrobně popsány ve standardních operačních postupech (SOP), které lze najít v databázi EMPReSS. Data byla získána o 413 parametrech fenotypu spolu se 146 parametry metadat a vložena do databáze EuroPhenome. V rámci této práce jsme pořizovali rozsáhlá kontrolní data o výchozím fenotypu C57BL / 6NTac. Také jsme využili této příležitosti k prozkoumání fenotypu myší C57BL / 6J a jeho porovnání s C57BL / 6NTac (dále jen J a N).

U každé linie N a J, věk myši byly srovnávány pomocí obou potrubí EMPReSSslim. Data byla získána ze všech čtyř center v konsorciu pro 19 z 20 platforem z potrubí, s výjimkou analýz třídění buněk aktivovaných fluorescencí (FACS) (viz další soubor 2, obrázek S1). Protokoly EMPReSSslim byly v konsorciu EUMODIC důsledně standardizovány; stále však existují určité rozdíly, například ve vybavení a stravě, a to je zachyceno v sadách metadat v rámci EuroPhenome. Mezi centry samozřejmě budou existovat další nerozpoznané environmentální rozdíly. Souhrnně to může přispívat k rozdílům mezi genem a prostředím a výsledkům fenotypů, ale nesnažili jsme se tyto účinky systematicky definovat, místo toho bychom se zaměřili na fenotypy, které jsou shodné mezi centry a jsou jasně robustní vůči neuznaným poruchám prostředí. Data z kohort N a J z každého centra byla uložena v EuroPhenome a byla podrobena statistické analýze pro každé centrum (viz Materiály a metody). Zde je důležité poznamenat, že srovnání mezi N a J byla provedena uvnitř, nikoli mezi centry. Statistická analýza výsledků mezi centry nebyla provedena, protože experimenty nemohly být zcela kontrolovány mezi centry kvůli environmentálním a jiným proměnným a rozdílům v počtu zvířat analyzovaných v každém centru (viz další soubor 3, obrázek S2a-d). Rozhodli jsme se tedy přijmout přístup zaměřený na srovnání kmenů v jednotlivých centrech na rozdíl od generování statistického modelu s více centry, který zkoumal celkový statistický rozdíl mezi těmito dvěma kmeny. Replikace srovnání N a J napříč více centry nám však poskytla další sílu k doložení významných fenotypových rozdílů mezi těmito dvěma kmeny. Kromě analýzy N a J prostřednictvím primárního fenotypizačního potrubí EMPReSSslim ve čtyřech centrech uplatnili další partneři v rámci konsorcia EUMODIC širší škálu často sofistikovanějších fenotypových testů pro získání dalších informací, z nichž některé se dále zkoumají a jejich cílem je doložit fenotypové rozdíly odhalené prostřednictvím EMPReSSslim.

Při analýze dat jsme se zaměřili nejprve na identifikaci fenotypových parametrů, které vykazovaly konzistentní a významný rozdíl mezi N a J ve třech nebo více centrech.V této třídě jsme identifikovali 27 fenotypových parametrů (obrázek 1a; viz další soubor 3, obrázek S2a, e). V několika případech byly tyto rozdíly podpořeny daty ze sekundární analýzy a o těchto případech pojednáváme níže. Také jsme odhalili druhou třídu parametrů, u nichž byly podobné trendy pozorovány ve dvou centrech, ale v dalších dvou centrech nebyly pozorovány žádné důkazy o trendech (obrázek 1b; viz další soubor 3, obrázek S2b, f). Naše statistická analýza (viz Materiály a metody) však naznačuje, že pro tuto třídu parametrů je celková významnost rozdílů N versus J nízká a ke sledovaným trendům je třeba přistupovat opatrně. V několika z těchto případů jsou však pozorované trendy v souladu s fenotypy nalezenými v první třídě parametrů. Identifikovali jsme také třetí, ale malou třídu parametrů, která vykazovala vysoce významné rozdíly ve dvou nebo více centrech (obrázek 2; viz další soubor 3, obrázek S2d, h), ale neočekávaně opačný trend v jednom z center. Diskutujeme o důvodech těchto anomálií, které v některých případech pravděpodobně vyplývají z interakcí genového centra. Konečná třída představuje velké množství testů, ve kterých jsme nezjistili konzistentní a významné rozdíly napříč centry, a dospěli jsme k závěru, že jde spíše o falešně pozitivní výsledky než o důkazy rozdílů N / J (viz další soubor 3, obrázek S2c , g).

Obrázek 1

Tepelné mapy ilustrující významné rozdíly ve fenotypových parametrech mezi samci a samicí myší C57BL / 6N a C57BL / 6J. Parametry byly hodnoceny z každého ze čtyř center: Helmholtz Zentrum Munchen (HMGU), Institut Clinique Souris (ICS), MRC Harwell a Wellcome Trust Sanger Institute (WTSI). Označení parametrů a popisy parametrů jsou z EMPReSSslim. Úrovně významnosti a směr účinku (červená a zelená) jsou definovány v klíči. Významné rozdíly pro kategorická data jsou znázorněny modře. (A, B) Parametry fenotypu ukazující významný rozdíl mezi N a J ve (A) třech nebo více centrech a (B) ve dvou centrech, ale žádný důkaz o trendech v ostatních centrech.

Obrázek 2

Tepelné mapy ilustrující významné rozdíly ve fenotypových parametrech mezi samci a samicí myší C57BL / 6N a C57BL / 6J. Parametry byly hodnoceny z každého ze čtyř center (Helmholtz Zentrum Munchen (HMGU), Institut Clinique Souris (ICS), MRC Harwell a Wellcome Trust Sanger Institute (WTSI)). Parametry fenotypu, které vykazovaly významné rozdíly ve dvou nebo více centrech, ale opačný trend v jiném centru. Označení parametrů a jejich popisy jsou z EMPReSSslim. Úrovně významnosti a směr účinku (červená a zelená) jsou definovány v klíči.

Dysmorfologie a oftalmologie

Nenašli jsme žádné důkazy o zásadních rozdílech v morfologických vlastnostech mezi N a J, včetně rentgenové analýzy skeletu. Byla však identifikována řada oftalmologických rozdílů mezi těmito dvěma kmeny. Analýza obecných vizuálních funkcí pomocí virtuálního optokinetického bubnu zjistila snížené vidění u N ve srovnání s J myší (N: 0,314 cyklu / stupeň, 95% CI 0,305 až 0,323, n = 89; J: 0,399 cyklů / stupeň, 95% CI 0,394 až 0,404, n = 128; p < 0,001, Studentův t-test). To neodráží rozdíly v opacitách čoček, protože kvantitativní analýza pomocí kamery Scheimpflug našla průhledné čočky v oba kmeny (N: 5,2 + 0,5%, n = 10; J: 5,0% + 0,5% opacita, n = 10). Bílé skvrny byly pozorovány na fundusu N myší s vysokou frekvencí, které chyběly u J myší ( To je pravděpodobně způsobeno přítomností mutace Crb1rd8 u N myší, jak již bylo uvedeno dříve, ačkoli v našem případě byly skvrny pozorovány pouze ve ventrální sítnici, se změnami velikosti skvrn a postižené oblasti mezi myší (obrázek 3A) Další studie využívající topickou endoskopii fundusu ukázaly, že počet hlavních cév byl proměnlivý a pohyboval se mezi třemi a sedmi pro žíly a třemi a jinými ht pro tepny (obrázek 3B) a daná myš může mít nesouhlasná čísla mezi dvěma očima. Průměrný počet žil i tepen byl významně vyšší (P < 0,001) u J než u N myší (obrázek 3C).

Kardiovaskulární

Neinvazivní měření krevního tlaku (ESLIM_002) ukázalo, že systolický arteriální tlak byl významně vyšší u J než u N myší, ačkoli bylo zjištěno, že významnost účinku je mezi pohlavími a mezi centry proměnlivá. Všechna centra navíc pozorovala, že pulzní frekvence byla významně vyšší u N než u J myší.Sekundární partner v konsorciu však zjistil, že srdeční frekvence v anestezii byla významně nižší u N než u samců myší J, což se projevilo v dlouhém intervalu mezi intervaly (RR) a QTc. Zjistili jsme také, že hmotnost srdce normalizovaná na délku holenní kosti (ESLIM_020) byla významně nižší u N než u J myší ve dvou centrech a tyto výsledky byly nezávisle potvrzeny sekundární analýzou. Další studie srdeční struktury a funkce pomocí echokardiografie a srdeční kontraktilní funkce pomocí hemodynamiky neodhalily žádné rozdíly mezi N a J (data nejsou uvedena).

Metabolismus

Pro nepřímé kalorimetrické měření volně krmených myší (ESLIM_003) jsme zjistili konzistentní rozdíl mezi N a J pro spotřebu O2, produkci CO2 a produkci tepla. J myši vykazovaly sníženou výměnu plynů a nižší energetický výdej (produkci tepla nebo rychlost metabolismu) ve srovnání s N, který byl obecně výraznější u žen. Při sekundárním fenotypování s nepřímou kalorimetrií nalačno došlo k trendu směrem k nižšímu energetickému výdeji v J proti N během nočního období. To bylo pravděpodobně spojeno se sníženou ambulantní aktivitou v J a nižším příjmem potravy v J ve srovnání s N během nočního období, zejména při opětovném krmení (data nejsou uvedena). Na obrazovce free-feed kalorimetry (ESLIM_003) ve dvou centrech, kde byla aktivita měřena, nebyl konzistentní rozdíl v aktivitě (viz další soubor 3, obrázek S2c, g). Zjednodušené intraperitoneální glukózové toleranční testy (IPGTT) (ESLIM_004) ukázaly sníženou glukózovou toleranci u J versus N myší. Tato pozorování metabolismu glukózy jsou v souladu se známou delecí genu Nnt specifického pro J myši, u kterého bylo prokázáno, že hraje roli v regulaci inzulínové odpovědi v beta buňkách pankreatu.

Dual energy X Měření složení těla -ray absorpciometrie (DEXA) a měření kostní denzitometrie (ESLIM_005) ukázaly, že N myši zvýšily tukovou hmotu (absolutní i normalizovanou na hmotnost). Měření DEXA dále naznačovala, že J myši zvýšily ve srovnání s N. chudou hmotu. Ve dvou centrech byla měření kostní minerální hustoty vyšší u J samců myší; toto zjištění však nebylo replikováno ve třetím centru, které provedlo obrazovky DEXA. Provedli jsme mikropočítačovou tomografii (μCT) analýzu dvou kmenů (obrázek 4) a zjistili jsme, že kortikální tloušťka, kortikální pórovitost a objem trabekulární kosti se mezi N a J. nezměnily. Kromě toho analýza různých mikroarchitektur parametry naznačovaly, že celková trabekulární síť byla podobná. Nakonec měření markerů tvorby a resorpce kostí neodhalilo žádné rozdíly mezi těmito dvěma kmeny (obrázek 4).

Obrázek 4

Analýza mikropočítačové tomografie (μCT) distálního femuru ukázala podobné parametry trabekulární kosti za 14 týdnů staré myši C57BL / 6J a C57BL / 6N. (A) Muži a (B) ženy. (C) Parametry kortikální kosti ze středního stehenního kloubu 14týdenních samců myší se také nezměnily mezi těmito dvěma kmeny. (D) Měření sérového osteokalcinu a deoxypyridinolinu v moči (markery tvorby kostí a kostní resorpce) ukazují, že kostní obrat byl u 14týdenních C57BL / 6J a C57BL / 6N identický. Zkratky: BV / TV, objem kostí / objem tkáně; TbN, trabekulární číslo; TbSp, trabekulární rozteč; Conn-Dens, hustota připojení; SMI, index strukturálního modelu (0 pro paralelní desky, 3 pro válcové tyče); DA, stupeň anizotropie; CtPo, kortikální pórovitost; CtTh, kortikální tloušťka; DPD, deoxypyridinolin; kreat, kreatinin.

neurologické, behaviorální a senzorické

dvě centra ukázaly hlavní a konzistentní rozdíly mezi N a J v aktivitě v otevřeném poli (ESLIM_007) (obrázek 2), včetně vyšší aktivity u J myší měřené podle ujeté vzdálenosti a vyššího počtu vstupů do centra, což svědčí o snížené úzkosti. Tyto rozdíly jsou v souladu s nedávno nahlášenými údaji o srovnání chování N a J. Je zajímavé, že nejvýznamnější účinky byly omezeny na muže ve dvou centrech. Neočekávaně byl ve třetím centru pozorován opak, přičemž N myši byly aktivnější než J, i když tyto účinky byly pozorovány u mužů i žen. Čtvrté centrum tyto účinky nezjistilo a nenalezlo žádné významné rozdíly. Všechna centra používala pro postup EMPReSSslim SOP, který zahrnoval požadavek na arény podobné velikosti, ale mezi centry byly určité provozní rozdíly, včetně využití jedno nebo více místností pro umístění arén; arény s průhlednou nebo neprůhlednou stranou; a absence nebo přítomnost obohacení prostředí v domácích klecích (o kterém je známo, že má vliv na výsledky chování). Žádná z těchto proměnných však nebyla v souladu s rozdílnými pozorováními mezi centry.Nelze však vyloučit vlivy střevního mikrobiomu, u nichž lze očekávat, že se budou mezi centry lišit. Je známo, že střevní mikrobiom ovlivňuje funkci a chování centrálního nervového systému, zejména prostřednictvím osy hypotalamus-hypofýza-nadledviny. Dospěli jsme k závěru, že za určitých podmínek lze pozorovat významné rozdíly v parametrech otevřeného pole mezi N a J, ale povaha těchto rozdílů je citlivá na neznámé podmínky prostředí. Je zajímavé, že hlavní protichůdný nález u fenotypů N versus J byl omezen na behaviorální fenotypovou platformu. Naproti tomu u většiny ostatních testů (kromě několika parametrů hematologické a klinické chemie, viz níže) jsme nenašli nesrovnalosti, což naznačuje, že na rozdíl od většiny fenotypizačních platforem mohou být behaviorální analýzy akutně citlivé na parametry prostředí.

Také jsme provedli test přechodu světlo / tma pro srovnání úzkosti u kmenů N a J (obrázek 5). Nezjistili jsme žádné významné rozdíly mezi N a J myší v počtu přechodů světlo-tma nebo v procentech času stráveného v temné komoře. Latence vstupu do temného kompartmentu však byla významně vyšší u N myší. Modifikované testování SHIRPA (SmithKline Beecham, Harwell, Imperial College, Royal London Hospital, Phenotype Assessment) (ESLIM_008, obrázek 1a) ve všech čtyřech centrech naznačilo, že samci J myší významně zvýšili pohybovou aktivitu, což korelovalo s nálezy zvýšené ujeté vzdálenosti testování v terénu v některých centrech (viz výše).

Provedli jsme řadu testů, které odrážejí motorické schopnosti. Rozdíly v síle úchopu (ESLIM_009) byly pozorovány ve všech centrech, kde J byla vyšší než N, ale ovlivněné parametry byly odlišné, přičemž některá centra hlásila rozdíly v pevnosti úchopu přední končetiny a některá v kombinaci síly úchopu přední a končetiny (obrázek 1a) , b). Testování na rotarodě (ESLIM_010) ukázalo významné rozdíly v latenci klesat ve všech centrech, i když snížená motorická schopnost N byla pozorována pouze u žen ve dvou centrech. Dále jsme zkoumali motorické schopnosti u samců myší N a J zkoumáním motorického učení na rotarodu po dobu 4 dnů (obrázek 5). Zatímco motorický výkon J myší se výrazně zlepšil od 1. dne do 2. dne, výkon N myší se zlepšoval jen postupně a od měření 1. dne se významně lišil pouze od 3. dne (P < 0,05) a dále. Kromě toho od dne 2 do dne 4 byly velmi významné rozdíly v latenci k poklesu mezi N a J. Primární testování prováděné ve střediscích tak odhalilo potenciální snížený motorický výkon v N, který byl potvrzen a dále rozpracován sofistikovanějším testováním výkonu motorického učení.

Také jsme provedli dva další testy chování, abychom dále rozpracovali rozdíly N versus J. Nejprve jsme porovnali výkon N a J v testu Morrisova vodního bludiště použitého k hodnocení prostorové paměti. N samců myší vykazovalo velmi významně snížený výkon (vyšší latenci) ve srovnání s J samci myší (obrázek 6). Zadruhé jsme zkoumali emoční učení nebo paměť averzivní události pomocí testů narážky a kontextuálního kondicionování strachu; zde jsme však nezjistili žádné významné rozdíly mezi těmito dvěma kmeny (data nejsou uvedena).

Zkoumání akustického úleku a předpulzní inhibice (ESLIM_011) (obrázek 1a) u těchto dvou kmenů identifikovalo řadu parametrů které se v jednotlivých centrech významně a důsledně liší. Akustická hodnota úleku při 110 dB a velikost úleku odezvy na předpulz a pulz (PP1-PP4 + puls, viz EMPReSSslim) byly sníženy v N ve srovnání s J, ačkoli tento účinek nebyl pozorován u žen v jednom centru. V souladu s těmito pozorováními jsme zjistili, že pre-pulzní inhibice se lišila mezi N a J, s pre-pulzní inhibicí na PP2 a PP3 a globální inhibice se zvýšila v N ve srovnání s J. Několik dalších parametrů překvapivosti a pre-pulzní inhibice vykazovalo významné účinky v jedno nebo dvě centra (obrázek 1b; viz další soubor 3, obrázek S2b, f), ale v jiných centrech nebyly pozorovány žádné rozdíly. Pozorování velikosti vyděšení nebyla zkreslena rozdíly ve sluchu, protože jsme pomocí sluchového testu reakce mozkového kmene hodnotili sluchové limity u myší J i N a nezjistili jsme žádné rozdíly (data nejsou uvedena).

Klinická chemie

Na vzorcích plazmy shromážděných na konci každého fenotypového potrubí byly provedeny rozsáhlé panely testů klinické chemie. Vzorek krve na konci potrubí 1 (ESLIM_021) byl odebrán po hladovění přes noc, zatímco vzorek na konci potrubí 2 (ESLIM_015) byl od volně krmeného zvířete.Data souhlasící alespoň ze tří center ukázala, že močovina a elektrolyty sodík, draslík a chlorid byly významně vyšší v plazmě od J myší ve srovnání s N myšmi (obrázek la), i když existovaly určité jasné interakce mezi pohlavími. Údaje o hladině glukózy v plazmě nasycené a nalačno naznačovaly, že pro každý test alespoň dvě centra zjistila, že hladiny glukózy v plazmě jsou vyšší u N než u J myší (obrázek 1b). Je však známo, že hladiny glukózy v krvi jsou ovlivňovány manipulací se zvířaty, zpracováním vzorků a použitím anestetik. Zde uvedená data jsou všechna ze vzorků odebraných v plynném isofluoranovém anestetiku, kromě jednoho centra, ve kterém byly vzorky odebrány pod injekcí ketamin / xylazin (viz obrázek 1). Jak bylo diskutováno výše, vzhledem k jejich známému poškození sekrece inzulínu se zdá, že pro J myši je protichůdné mít nižší hladiny glukózy v plazmě než N myši, ale zdá se, že delece v Nnt ovlivňuje pouze rychlost vylučování glukózy a J myši na lačno nebo bez provokace nemají neustálou hyperglykémii. Ukázalo se, že několik dalších parametrů je vyšší u J než u N myší v alespoň dvou centrech, ale v každém případě druhé centrum (centra) nevykazovaly žádné významné rozdíly ve stejných parametrech (obrázek 1b), například volné mastné kyseliny. Dvě centra zjistila, že železo bylo významně vyšší u N mužů a že alkalická fosfatáza byla významně vyšší u J mužů. Jedno z těchto center také zjistilo, že to samé platí pro ženy (obrázek 2). Data pro každý z těchto parametrů ze třetího centra však těmto zjištěním odporují.

Hematologie

Na konci Pipeline 2 (ESLIM_016) byly měřeny různé hematologické parametry. Dvě centra nalezla významné změny v řadě parametrů, ale tyto výsledky nebyly replikovány v ostatních, včetně počtu bílých a červených krvinek, průměrného objemu buněk a průměrného korpuskulárního hemoglobinu (obrázek 1b). Protikladné výsledky byly získány pro testy hematokritu a průměrné koncentrace hemoglobinu v buňce (obrázek 2). V obou případech souhlasila data ze dvou center, zatímco třetí centrum vykazovalo opačný účinek. To by mohlo být způsobeno různými technologiemi strojů používanými pro hematologická měření na zúčastněných klinikách, jak jsou zaznamenána v metadatech.

Imunitní funkce a alergie

Zkoumali jsme řadu sekundárních fenotypů včetně rezistence hostitele na Listeria monocytogenes v kmenech J a N. Ženy obou kmenů byly náchylnější k infekci L. monocytogenes; rozdíl v pohlaví v citlivosti hostitele Listeria však byl u N méně výrazný než u J. Muži kmene N vykazovali zvýšenou clearance Listerie 4. den po infekci ve srovnání s muži J. To koreluje se zvýšenou prozánětlivou odpovědí u N mužů 3. den po infekci ve srovnání s J muži (obrázek 7).

obrázek 7

Porovnání odporu hostitele Listeria mezi inbredními kmeny C57BL / 6J a C57BL / 6N. (A) Křivky přežití Kaplan-Meier žen a mužů kmenů C57BL / 6J a C57BL / 6N po intravenózním (IV) v. infekce 2 × 104 jednotek tvořících kolonie (cfu) kmene EGD Listeria monocytogenes. (B) Bakteriální zátěž v játrech a slezině myší C57BL / 6J a C57BL / 6N po IV infekci 2 x 104 cfu L. monocytogenes EGD. Orgánové zátěže byly stanoveny ve čtyřech časových bodech pro analýzu kinetiky růstu bakterií. (C) Porovnání plazmatických hladin interleukinu (IL) -6, interferonem indukovatelného proteinu (IP) -10 a chemokinového ligandu (CCL) 2 mezi C57BL / 6J a C57BL / 6N myšími uvedenými v (B). Koncentrace prozánětlivých cytokinů a chemokinů byly stanoveny ve vzorcích periferní krve pomocí panelu Cytokine Mouse 20-Plex Panel (Invitrogen Inc., Foster City, CA, USA) a systému LiquiChip 100 (Qiagen, Hilden, Německo). Významné rozdíly jsou uvedeny následovně: * P < 0,05, ** P < 0,01 Mann-Whitney, U-test. Černé pruhy a symboly, inbrední kmen C57BL / 6J. Bílé pruhy a symboly, inbrední kmen C57BL / 6N.

Testovali jsme také N a J myši na kontaktní hypersenzitivita (CHS) indukovaná dinitrofluorbenzenem (DNFB). Byly identifikovány významné rozdíly v odpovědi CHS mezi dvěma kmeny myší, přičemž J vykazovala zvýšenou odpověď CHS. Je zřejmé, že samice myší obou kmenů vykazovaly zvýšenou CHS ve srovnání s myšmi samců. Zkoumání citlivosti buněk přirozeného zabíjení (NK) na různé podněty ukázalo, že větší podíl NK buněk je aktivován samotným interleukinem (IL) -12 nebo v kombinaci s IL-2 u J ve srovnání s N myší; opět byla tato odpověď významnější u žen (obrázek 8).

Obrázek 8

Měření buněk splenic natural killer (NK) a hypersenzitivita specifická pro hapten. (A) Aktivita slezinových NK buněk u C57BL / 6J (B6J) versus C57BL / 6N (B6NTac) myší: (horní panel) samci a (spodní panel) samice. Splenické NK buňky z myší C57BL / 6J nebo C57BL / 6N byly stimulovány za uvedených podmínek (šest myší na skupinu). Průměr ± SD interferonových (IFN) y-pozitivních buněk v populaci CD3-NK1.1 + NK buněk byl měřen průtokovou cytometrií. (B) Specifická přecitlivělost na Hapten. Samci nebo samice myší C57BL / 6J nebo C57BL / 6N byli senzibilizováni aplikací 25 ul 0,5% roztoku dinitrofluorobenzenu (DNFB) na ventrální kůži. Poté byly vystaveni aplikaci 5 μl 0,15% roztoku DNFB na levé ucho o 5 dní později (skupina DNFB). Pravé uši byly natřeny vozidlem (-) a použity jako ovládací prvky. Tloušťka ucha byla měřena 48 hodin po provokaci. Výsledky jsou reprezentativní pro tři nezávislé experimenty se šesti myší na skupinu. * P < 0,05; ** P < 0,005 (Mann-Whitney U -test).

Leave a Reply

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *