Un análisis fenotípico y genómico comparativo de cepas de ratón C57BL / 6J y C57BL / 6N

Comparaciones de la secuencia del genoma de ratones C57BL / 6N y C57BL / 6J para SNP y pequeños indeles

Utilizamos la alineación de extremos emparejados de C57BL / 6N con el genoma de referencia (C57BL / 6J) del Proyecto 17 Genomas de Ratón. Sin embargo, la lista de variantes diferenciadoras (SNP, pequeños indels y SV) entre los dos genomas se creó recientemente utilizando nuevos procedimientos incorporados para aumentar la probabilidad de identificar cambios de secuencia putativos precisos. Un paso de análisis clave para identificar un conjunto de variantes de alta calidad de la alineación fue utilizar la secuencia del genoma de lectura corta recién generada de C57BL / 6J generada por el Broad Institute. Esto nos permitió identificar errores de montaje en la secuencia de referencia. Además, actualizamos el método de detección de variantes: primero, mediante el uso de software diferente y / o más evolucionado para detectar variantes; en segundo lugar, realizando la curación manual de todas las variantes de codificación, y tercero, mediante la validación exhaustiva de una gran proporción de las variantes (incluidas todas las variantes de codificación) para confirmar las predicciones de la secuencia. Estos pasos proporcionaron un conjunto de datos robusto de variantes de codificación de alta calidad, lo que redujo considerablemente la tasa de falsos positivos.

Para identificar SNP y pequeños indeles que diferencian las cepas C57BL / 6J y C57BL / 6N, utilizamos el par lecturas finales generadas a partir del Proyecto 17 Genomas de Ratón. Llamamos variantes utilizando el kit de herramientas de análisis del genoma (GATK) y encontramos 681220 variantes que distinguen las cepas C57BL / 6J y C57BL / 6N. Usando la secuencia del genoma de lectura corta de C57BL / 6J generada por el Broad Institute, pudimos filtrar posibles errores de secuencia al eliminar variantes comunes a la secuencia Broad C57BL / 6J, contrarrestando así las discrepancias en la referencia y mejorando el falso negativo Velocidad. Las lecturas restantes se filtraron con una proporción de alelos de menos de 0,8 (heterocigoto) y se cubrieron con menos de 3 o más de 150 lecturas. Estos pasos redujeron significativamente la lista, lo que resultó en 10 794 variantes putativas que fueron sometidas a análisis adicionales.

Usando Sequenom, PyroSequencing y secuenciación de Sanger, validamos todas las variantes de codificación y un subconjunto de las variantes de no codificación, que incluía 762 SNP y 169 pequeños indeles. Los ensayos se llevaron a cabo utilizando un panel de cuatro muestras C57BL / 6J y cuatro C57BL / 6N para confirmar los genotipos (ver Materiales y métodos). Consideramos una variante para ser validada cuando las cuatro muestras C57BL / 6J y C57BL / 6N mostraron genotipos consistentes dentro de una subcepa y variantes entre las subcepas. Durante el proceso de validación, eliminamos 363 variantes por varias razones, incluidos genotipos heterocigotos e inconsistentes y fallas de PCR. Para las 568 restantes, 236 se confirmaron como variantes entre las subcepas (consulte el archivo adicional 1, Tabla S1).

Con los programas de anotación NGS-SNP y Annovar, se determinó la ubicación genómica y otras características genéticas examinado. Las variantes de secuencia validadas finales entre C57BL / 6J y C57BL / 6N consistieron en 34 SNP codificantes, 2 pequeños indeles codificadores, 146 SNP no codificantes y 54 pequeños indeles no codificantes. Las variantes de codificación incluyeron 32 SNP sin sentido, 1 mutación sin sentido, 1 mutación de empalme y 2 mutaciones con desplazamiento de marco (Tabla 1). Descubrimos que todas las variantes excepto una (Zp2, cromosoma 7) eran privadas de C57BL / 6J o C57BL / 6N, y no se encontraron en ninguna de las otras 16 cepas endogámicas secuenciadas recientemente.

Tabla 1 Codificación de polimorfismos de un solo nucleótido e indeles pequeños identificados en la comparación entre C57BL / 6N y C57BL / 6J

Comparaciones de la secuencia del genoma de ratones C57BL / 6N y C57BL / 6J para variantes estructurales

De nuevo, empleando las lecturas de extremos emparejados generadas a partir del Proyecto 17 Genomas de Ratón y una combinación de cuatro métodos, identificamos 551 SV entre C57BL / 6J y C57BL / 6N. Como se describe en otra parte, inspeccionamos visualmente el mapeo de extremos emparejados de lectura corta en estos 551 sitios SV en las 17 cepas endogámicas secuenciadas de ratones y en el genoma secuenciado de Broad J. Al hacer esto, pudimos retener 81 de los 551 sitios para análisis experimentales adicionales (se encontró que 470 sitios predichos eran falsos debido a errores de mapeo de extremos emparejados). Los análisis de secuenciación basados en PCR y Sanger en estos 81 sitios retenidos nos permitieron eliminar otros 38 sitios, que se confirmaron como no polimórficos entre C57BL / 6J y C57BL / 6N debido a errores de referencia. Finalmente, las 43 variantes predichas se validaron como SV auténticas que diferenciaban las cepas C57BL / 6J y C57BL / 6N (Tabla 2), lo que resultó en una tasa nula de falsos positivos.

Tabla 2 Variantes estructurales (SV) entre C57BL / 6N y C57BL / 6J

De los 43 SV, 15 se superponen con un gen (Tabla 2), incluidas 12 variantes que se encuentran dentro de regiones no codificantes de genes, 2 variantes que afectan la región codificante del gen (Vmn2r65 (Vomeronasal 2, receptor 65) y Nnt (nicotinamida nucleótido transhidrogenasa)), y 1 que afecta a todo el gen Cyp2a22 (citocromo P450, familia 2, subfamilia a, polipéptido 22). Sólo se conoce 1 de las 15 variantes y ya se ha asociado con un fenotipo, Nnt; los 14 restantes son nuevos, y para varios discutimos sus posibles funciones biológicas a continuación.

Usando la rata como una especie exógena, a continuación inferimos el origen de los 43 SV entre C57BL / 6J y C57BL / 6N, y encontró que 27 variantes eran el producto de la retrotransposición, 15 eran SV no mediadas por repetición y 1 era una repetición en tándem de número variable (VNTR) (Tabla 2). Sorprendentemente, casi todas las variantes eran privadas para C57BL / 6J o C57BL / 6N (Tabla 2).

Evaluación fenotípica completa de ratones C57BL / 6N y C57BL / 6J

En paralelo a Los análisis genómicos, el consorcio European Mouse Disease Clinic (EUMODIC) ha llevado a cabo una comparación fenotípica exhaustiva de las cepas C57BL / 6NTac y C57BL / 6J. EUMODIC comprende cuatro centros de ratones que llevan a cabo un fenotipado primario de amplia base de 500 líneas de eliminación de mutantes de ratón generadas a partir de los proyectos European Conditional Mouse Mutagénesis (EUCOMM) y Knockout Mouse (KOMP) dentro del programa IKMC. Las cohortes de ratones de cada línea mutante ingresan a la evaluación del fenotipo delgado (EMPReSSslim) del European Mouse Phenotyping Resource of Standardized Screens, que consta de dos procesos de fenotipado, que en conjunto comprenden 20 plataformas de fenotipado (identificadas por un número de procedimiento de ESLIM) que se llevan a cabo de 9 a 15 semanas (Ver archivo adicional 2, Figura S1). Los métodos para realizar cada pantalla se detallan en los procedimientos operativos estándar (POE) que se pueden encontrar en la base de datos EMPReSS. Se adquirieron datos sobre 413 parámetros fenotípicos junto con 146 parámetros de metadatos y se introdujeron en la base de datos EuroPhenome. Como parte de este trabajo, hemos estado capturando amplios datos de control sobre el fenotipo basal de C57BL / 6NTac. También hemos aprovechado esta oportunidad para investigar el fenotipo de los ratones C57BL / 6J y compararlo con C57BL / 6NTac (en adelante, J y N respectivamente).

Para cada línea, N y J, edad Se han analizado ratones emparejados a través de ambas tuberías EMPReSSslim. Se adquirieron datos de los cuatro centros del consorcio para 19 de las 20 plataformas de la tubería, excluyendo los análisis de clasificación de células activadas por fluorescencia (FACS) (consulte el archivo adicional 2, Figura S1). Los protocolos EMPReSSslim han sido rigurosamente estandarizados en el consorcio EUMODIC; sin embargo, siguen existiendo algunas diferencias, por ejemplo, en el equipamiento y la dieta, y esto se refleja en los conjuntos de metadatos dentro de EuroPhenome. Por supuesto, habrá otras diferencias ambientales no reconocidas entre los centros. Colectivamente, estos pueden contribuir a las diferencias genético-ambientales y al resultado del fenotipo, pero no buscamos definir sistemáticamente estos efectos, sino que nos enfocamos en fenotipos que son concordantes entre centros y son claramente robustos a perturbaciones ambientales no reconocidas. Los datos de las cohortes N y J de cada centro se depositaron en EuroPhenome y se han sometido a un análisis estadístico para cada centro (ver Materiales y métodos). Es importante señalar aquí que las comparaciones entre N y J se realizaron dentro, no entre centros. No se realizó un análisis estadístico de los resultados entre los centros, ya que los experimentos no se pudieron controlar completamente entre los centros debido a las variables ambientales y de otro tipo y las diferencias en el número de animales analizados en cada centro (ver archivo adicional 3, Figura S2a-d). Por lo tanto, optamos por adoptar un enfoque que se centró en las comparaciones de cepas dentro de los centros individuales en lugar de generar un modelo estadístico multicéntrico que examinó una diferencia estadística general entre las dos cepas. Sin embargo, la replicación de la comparación N y J en múltiples centros nos proporcionó un poder adicional para corroborar diferencias fenotípicas significativas entre las dos cepas. Además del análisis de N y J a través de la tubería de fenotipado primario EMPReSSslim en los cuatro centros, otros socios dentro del consorcio EUMODIC han aplicado una gama más amplia de pruebas de fenotipado, a menudo más sofisticadas, para recopilar información adicional, algunas de las cuales exploran más y tienen como objetivo corroborar las diferencias fenotípicas reveladas a través de EMPReSSslim.

Al analizar los datos, nos centramos primero en identificar los parámetros fenotípicos que mostraban una diferencia consistente y significativa entre N y J en tres o más centros.Identificamos 27 parámetros de fenotipo en esta clase (Figura 1a; consulte el archivo adicional 3, Figura S2a, e). En varios casos, estas diferencias fueron respaldadas por datos de análisis secundarios, y discutimos estos casos a continuación. También descubrimos una segunda clase de parámetros para los cuales se observaron tendencias similares en dos centros, pero no se observaron evidencias de tendencias en los otros dos centros (Figura 1b; ver archivo adicional 3, Figura S2b, f). Sin embargo, nuestro análisis estadístico (ver Materiales y métodos) indica que para esta clase de parámetros, la importancia general de las diferencias N versus J es baja, y las tendencias observadas deben tratarse con precaución. Sin embargo, en varios de estos casos, las tendencias observadas son consistentes con los fenotipos encontrados en la primera clase de parámetros. También identificamos una tercera pero pequeña clase de parámetros que mostraron diferencias altamente significativas en dos o más centros (Figura 2; ver archivo adicional 3, Figura S2d, h), pero inesperadamente, la tendencia opuesta en uno de los centros. Discutimos las razones de estas anomalías, que en algunos casos presumiblemente surgen de interacciones gen-centro. La clase final representa una gran cantidad de pruebas en las que no observamos diferencias consistentes y significativas entre los centros, concluyendo que es más probable que sean falsos positivos en lugar de evidencia de diferencias N / J (consulte el archivo adicional 3, Figura S2c , g).

Figura 1

Mapas de calor que ilustran diferencias significativas en los parámetros fenotípicos entre ratones machos y hembras C57BL / 6N y C57BL / 6J. Se evaluaron los parámetros de cada uno de los cuatro centros: Helmholtz Zentrum Munchen (HMGU), Institut Clinique Souris (ICS), MRC Harwell y Wellcome Trust Sanger Institute (WTSI). Las designaciones y descripciones de los parámetros son de EMPReSSslim. Los niveles de significación y la dirección del efecto (rojo y verde) se definen en la clave. Las diferencias significativas para los datos categóricos se ilustran en azul. (A, B) Parámetros de fenotipo que muestran una diferencia significativa entre N y J en (A) tres o más centros, y (B) en dos centros, pero sin evidencia de tendencias en los otros centros.

Figura 2

Mapas de calor que ilustran diferencias significativas en los parámetros fenotípicos entre ratones machos y hembras C57BL / 6N y C57BL / 6J. Los parámetros se evaluaron en cada uno de los cuatro centros (Helmholtz Zentrum Munchen (HMGU), Institut Clinique Souris (ICS), MRC Harwell y Wellcome Trust Sanger Institute (WTSI)). Parámetros fenotípicos que mostraron diferencias significativas en dos o más centros, pero tendencia opuesta en otro centro. Las designaciones y descripciones de los parámetros son de EMPReSSslim. Los niveles de significación y la dirección del efecto (rojo y verde) se definen en la clave.

Dismorfología y oftalmología

No encontramos evidencia de diferencias importantes en las características morfológicas entre N y J, incluido el análisis de rayos X del esqueleto. Sin embargo, se identificaron varias diferencias oftalmológicas entre las dos cepas. El análisis de las funciones visuales generales utilizando el tambor optocinético virtual encontró una visión reducida en los ratones N en comparación con los ratones J (N: 0,314 ciclos / grado, IC del 95%: 0,305 a 0,323, n = 89; J: 0,399 ciclos / grado, IC del 95%: 0,394 a 0.404, n = 128; p < 0.001, prueba t de Student). Esto no reflejó diferencias en las opacidades de la lente, ya que el análisis cuantitativo con una cámara Scheimpflug encontró lentes transparentes en ambas cepas (N: 5,2 + 0,5%, n = 10; J: 5,0% + 0,5% de opacidad, n = 10). Se observaron manchas blancas en el fondo de ojo de los ratones N con una frecuencia alta, que estaban ausentes en los ratones J ( Figura 3A), probablemente debido a la presencia de la mutación Crb1rd8 en ratones N, como se informó anteriormente, aunque en nuestro caso las motas se observaron solo en la retina ventral, con variaciones en el tamaño de las motas y el área afectada entre ratones (Figura 3A). . Otros estudios que utilizaron endoscopia tópica del fondo de ojo mostraron que el número de vasos principales era variable, oscilando entre tres y siete para las venas y entre tres y eig ht para las arterias (Figura 3B), y un ratón dado podría tener números no coincidentes entre los dos ojos. El número medio de venas y arterias fue significativamente mayor (P < 0,001) en ratones J que en N (Figura 3C).

Cardiovascular

Las mediciones no invasivas de la presión arterial (ESLIM_002) mostraron que la presión arterial sistólica era significativamente más alta en los ratones J que en los N, aunque se encontró que la importancia del efecto era variable entre sexos y entre centros. Además, todos los centros observaron que la frecuencia del pulso era significativamente mayor en los ratones N que en los J.Sin embargo, un socio secundario dentro del consorcio descubrió que la frecuencia cardíaca bajo anestesia era significativamente menor en los ratones machos N que en los J, lo que se refleja en un intervalo largo entre latidos (RR) y QTc. También encontramos que el peso del corazón normalizado a la longitud de la tibia (ESLIM_020) fue significativamente menor en los ratones N que en los J en dos de los centros, y estos resultados se confirmaron de forma independiente mediante un análisis secundario. Estudios adicionales de la estructura y función cardíaca por ecocardiografía y de la función contráctil cardíaca por hemodinámica no revelaron diferencias entre N y J (datos no mostrados).

Metabolismo

Para mediciones de calorimetría indirecta de ratones alimentados libremente (ESLIM_003), encontramos una diferencia constante entre N y J para el consumo de O2, la producción de CO2 y la producción de calor. Los ratones J mostraron un intercambio de gases reducido y un menor gasto de energía (producción de calor o tasa metabólica) en comparación con N, que generalmente fue más marcado en las hembras. En el fenotipado secundario con calorimetría indirecta en ayunas, hubo una tendencia hacia un menor gasto energético en J versus N durante el período nocturno. Esto posiblemente se asoció con una disminución de la actividad ambulatoria en J y una menor ingesta de alimentos en J en comparación con N durante el período nocturno, especialmente durante la realimentación (datos no mostrados). No hubo una diferencia constante en la actividad en la pantalla de calorimetría de alimentación libre (ESLIM_003) en los dos centros donde se midió la actividad (consulte el archivo adicional 3, Figura S2c, g). Las pruebas simplificadas de tolerancia a la glucosa intraperitoneal (IPGTT) (ESLIM_004) mostraron una tolerancia a la glucosa alterada en ratones J versus N. Estas observaciones sobre el metabolismo de la glucosa son consistentes con la deleción conocida del gen Nnt específico de los ratones J, que se ha demostrado que desempeña un papel en la regulación de la respuesta a la insulina en las células beta pancreáticas.

Energía dual X La composición corporal de absorciometría de rayos (DEXA) y las mediciones de densitometría ósea (ESLIM_005) mostraron que los ratones N tenían una masa grasa aumentada (tanto absoluta como normalizada al peso). Además, las mediciones de DEXA indicaron que los ratones J tenían una masa magra aumentada en comparación con N. En dos de los centros, las mediciones de la densidad mineral ósea fueron más altas en los ratones macho J; sin embargo, este hallazgo no se repitió en el tercer centro que realizó pruebas DEXA. Procedimos a realizar un análisis de micro tomografía computarizada (μCT) de las dos cepas (Figura 4), y encontramos que el grosor cortical, la porosidad cortical y el volumen del hueso trabecular no cambiaban entre N y J. Además, el análisis de varias microarquitectura Los parámetros indicaron que la red trabecular general era similar. Finalmente, la medición de los marcadores de formación y reabsorción ósea no reveló ninguna diferencia entre las dos cepas (Figura 4).

Figura 4

El análisis de micro tomografía computarizada (μCT) del fémur distal mostró parámetros de hueso trabecular similares en 14 semanas- viejos ratones C57BL / 6J y C57BL / 6N. (A) Machos y (B) hembras. (C) Los parámetros del hueso cortical del fémur de la diáfisis media de ratones machos de 14 semanas de edad tampoco cambiaron entre las dos cepas. (D) La medición de osteocalcina sérica y desoxipiridinolina urinaria (marcadores de formación y resorción ósea, respectivamente) indica que el recambio óseo fue idéntico entre C57BL / 6J y C57BL / 6N de 14 semanas de edad. Abreviaturas: BV / TV, volumen óseo / volumen tisular; TbN, número trabecular; TbSp, espaciado trabecular; Conn-Dens, densidad de conectividad; SMI, índice de modelo estructural (0 para placas paralelas, 3 para barras cilíndricas); DA, grado de anisotropía; CtPo, porosidad cortical; CtTh, espesor cortical; DPD, desoxipiridinolina; creat, creatinina.

Neurológico, conductual y sensorial

Dos centros mostraron diferencias importantes y consistentes entre N y J en la actividad en campo abierto (ESLIM_007) (Figura 2), incluida una mayor actividad en ratones J medida por la distancia recorrida, y un mayor número de entradas al centro, lo que indica una reducción de la ansiedad. Estas diferencias están de acuerdo con los datos informados recientemente sobre una comparación de comportamiento de N y J. Curiosamente, los efectos más significativos se limitaron a los hombres en los dos centros. Inesperadamente, en un tercer centro, se observó lo contrario, siendo los ratones N más activos que los J, aunque estos efectos se observaron tanto en machos como en hembras. Un cuarto centro no detectó estos efectos y no encontró diferencias significativas. Todos los centros utilizaron el SOP de EMPReSSslim para el procedimiento, que incluía un requisito de arenas de tamaño similar, pero había algunas diferencias operativas entre los centros, incluido el uso de salas individuales o múltiples para albergar las arenas; arenas de lados transparentes u opacos; y la ausencia o presencia de enriquecimiento ambiental en las jaulas domésticas (que se sabe que tiene un efecto sobre los resultados del comportamiento). Sin embargo, ninguna de estas variables fue consistente con las diferentes observaciones entre centros.Sin embargo, no podemos excluir las influencias del microbioma intestinal, que se podría esperar que difieran entre los centros. Se sabe que el microbioma intestinal influye en la función y el comportamiento del sistema nervioso central, principalmente a través del eje hipotalámico-pituitario-adrenal. Concluimos que, bajo ciertas condiciones, se pueden ver diferencias significativas en los parámetros de campo abierto entre N y J, pero la naturaleza de estas diferencias es sensible a condiciones ambientales desconocidas. Es interesante que el principal hallazgo contradictorio en los fenotipos N versus J se limitó a una plataforma de fenotipado conductual. Por el contrario, para la mayoría de las otras pruebas (aparte de algunos parámetros hematológicos y de química clínica, ver más abajo), no encontramos inconsistencias, lo que indica que, en contraste con la mayoría de las plataformas de fenotipado, los análisis de comportamiento pueden ser muy sensibles a los parámetros ambientales.

También realizamos una prueba de transición luz / oscuridad para comparar la ansiedad en las cepas N y J (Figura 5). No encontramos diferencias significativas entre los ratones N y J en el número de transiciones de luz a oscuridad o en el porcentaje de tiempo pasado en el compartimento oscuro. Sin embargo, la latencia para entrar en el compartimento oscuro fue significativamente mayor en ratones N. Las pruebas modificadas de SHIRPA (SmithKline Beecham, Harwell, Imperial College, Royal London Hospital, Phenotype Assessment) (ESLIM_008, Figura 1a) en los cuatro centros indicaron que los ratones machos J tenían una actividad locomotora significativamente aumentada, lo que se correlacionó con los hallazgos de una mayor distancia recorrida en Pruebas de campo abierto en algunos centros (ver arriba).

Realizamos una serie de pruebas que reflejan la capacidad motora. Se observaron diferencias en la fuerza de agarre (ESLIM_009) en todos los centros, siendo J mayor que N, pero los parámetros afectados fueron diferentes, y algunos centros informaron diferencias en la fuerza de agarre de las extremidades anteriores y algunos para la fuerza de agarre de las extremidades anteriores y posteriores combinadas (Figura 1a , B). La prueba Rotarod (ESLIM_010) mostró diferencias significativas en la latencia para caer en todos los centros, aunque la capacidad motora reducida de N solo se observó en mujeres en dos de los centros. Exploramos aún más las habilidades motoras en ratones machos N y J examinando el rendimiento del aprendizaje motor en el rotarod durante 4 días (Figura 5). Mientras que el rendimiento motor de los ratones J mejoró notablemente del día 1 al día 2, el rendimiento de los ratones N mejoró solo gradualmente y fue significativamente diferente de las mediciones del día 1 solo a partir del día 3 (P < 0.05) en adelante. Además, desde el día 2 hasta el día 4 hubo diferencias muy significativas en la latencia para caer entre N y J. Las pruebas primarias realizadas en los centros revelaron así un rendimiento motor reducido potencial en N que fue confirmado y elaborado con pruebas más sofisticadas. del rendimiento del aprendizaje motor.

También llevamos a cabo dos pruebas de comportamiento adicionales para elaborar más las diferencias N versus J. En primer lugar, comparamos el rendimiento de N y J en la prueba del laberinto de agua de Morris utilizada para evaluar la memoria espacial. Los ratones macho N mostraron un rendimiento muy significativamente reducido (latencia más alta) en comparación con los ratones macho J (Figura 6). En segundo lugar, examinamos el aprendizaje emocional o la memoria en busca de un evento aversivo utilizando las pruebas de condicionamiento del miedo contextual y de pistas; sin embargo, aquí no encontramos diferencias significativas entre las dos cepas (datos no mostrados).

La exploración del sobresalto acústico y la inhibición previa al pulso (ESLIM_011) (Figura 1a) en las dos cepas identificó una variedad de parámetros que fueron significativamente y consistentemente diferentes entre los centros. La magnitud del sobresalto acústico a 110 dB y la magnitud de la respuesta de sobresalto a prepulso y pulso (PP1-PP4 + pulso, ver EMPReSSslim) se redujeron en N en comparación con J, aunque este efecto no se observó en mujeres en un centro. De acuerdo con estas observaciones, encontramos que la inhibición previa al pulso difería entre N y J, con inhibición previa al pulso en PP2 y PP3 y la inhibición global aumentada en N en comparación con J. Varias otras magnitudes de sobresalto y parámetros de inhibición previa al pulso mostraron efectos significativos en uno o dos centros (Figura 1b; ver archivo adicional 3, Figura S2b, f) pero no se observaron diferencias en otros centros. Las observaciones sobre la magnitud del sobresalto no se vieron confundidas por las diferencias en la audición, ya que evaluamos los umbrales auditivos en ratones J y N utilizando la prueba de respuesta auditiva del tronco encefálico y no encontramos diferencias (datos no mostrados).

Química clínica

Se realizaron amplios paneles de pruebas de química clínica en muestras de plasma recolectadas al final de cada proceso de fenotipado. La muestra de sangre al final del Pipeline 1 (ESLIM_021) se tomó después de un ayuno nocturno, mientras que la muestra al final del Pipeline 2 (ESLIM_015) fue de un animal alimentado libremente.Los datos coincidentes de al menos tres centros mostraron que la urea y los electrolitos sodio, potasio y cloruro eran significativamente más altos en el plasma de los ratones J en comparación con los ratones N (Figura 1a), aunque hubo algunas interacciones claras entre el sexo y el centro. Los datos de los niveles de glucosa en plasma en ayunas y en alimentos libres indicaron que para cada prueba, al menos dos centros encontraron niveles de glucosa en plasma más altos en ratones N que en J (Figura 1b). Sin embargo, se sabe que los niveles de glucosa en sangre se ven afectados por la manipulación de animales, el procesamiento de muestras y el uso de anestésicos. Los datos presentados aquí provienen todos de muestras recolectadas bajo anestesia gaseosa de isofluorano, aparte de un centro en el cual las muestras fueron recolectadas bajo inyección de ketamina / xilazina (ver Figura 1). Como se discutió anteriormente, debido a su conocido deterioro en la secreción de insulina, parece contradictorio que los ratones J tengan niveles de glucosa plasmática más bajos que los ratones N, pero la deleción en Nnt parece afectar solo las tasas de aclaramiento de glucosa y los ratones J en ayunas o no desafiados no tiene hiperglucemia constante. Se demostró que varios otros parámetros eran más altos en ratones J que en N en al menos dos centros, pero en cada caso los otros centros no informaron diferencias significativas en los mismos parámetros (Figura 1b), por ejemplo, los ácidos grasos libres. Dos centros encontraron que el hierro era significativamente más alto en los hombres N y que la fosfatasa alcalina era significativamente más alta en los hombres J. Uno de estos centros también encontró lo mismo en mujeres (Figura 2). Sin embargo, los datos de cada uno de estos parámetros de un tercer centro contradicen estos hallazgos.

Hematología

Se midieron varios parámetros hematológicos al final del Pipeline 2 (ESLIM_016). Dos centros encontraron cambios significativos en una serie de parámetros, pero estos resultados no se replicaron en los demás, incluidos los recuentos de glóbulos blancos y rojos, el volumen celular medio y la hemoglobina corpuscular media (Figura 1b). Se obtuvieron resultados contradictorios para las pruebas de hematocrito y concentración de hemoglobina celular media (Figura 2). En cada caso, los datos de dos centros coincidieron, mientras que un tercer centro mostró el efecto contrario. Esto podría deberse potencialmente a las diferentes tecnologías de máquinas utilizadas para las mediciones hematológicas en las clínicas participantes, como se registra en los metadatos.

Función inmunológica y alergia

Investigamos una serie de fenotipos secundarios incluida la resistencia del huésped a Listeria monocytogenes en las cepas J y N. Las hembras de ambas cepas fueron más susceptibles a la infección por L. monocytogenes; sin embargo, la diferencia de sexo en la susceptibilidad del hospedador a Listeria fue menos pronunciada en N que en J. Los machos de la cepa N mostraron un aclaramiento mejorado de Listeria el día 4 después de la infección en comparación con los machos J. Esto se correlaciona con un aumento de la respuesta proinflamatoria en los machos N el día 3 después de la infección en comparación con los machos J (Figura 7).

Figura 7

Comparación de la resistencia del huésped Listeria entre las cepas endogámicas C57BL / 6J y C57BL / 6N. (A) Curvas de supervivencia de Kaplan-Meier de hembras y machos de las cepas C57BL / 6J y C57BL / 6N después de la administración intravenosa (IV) v. infección con 2 × 104 unidades formadoras de colonias (ufc) de la cepa EGD de Listeria monocytogenes. (B) Carga bacteriana en el hígado y el bazo de ratones C57BL / 6J y C57BL / 6N después de una infección intravenosa con 2 x 104 ufc L. monocytogenes EGD. Se determinaron las cargas de órganos en cuatro puntos de tiempo para analizar la cinética del crecimiento bacteriano. (C) Comparación de los niveles plasmáticos de interleucina (IL) -6, proteína inducible por interferón (IP) -10 y ligando de quimiocina (CCL) 2 entre los ratones C57BL / 6J y C57BL / 6N que se muestran en (B). Las concentraciones de citocinas proinflamatorias y quimiocinas se determinaron en muestras de sangre periférica utilizando el Cytokine Mouse 20-Plex Panel (Invitrogen Inc., Foster City, CA, EE. UU.) Y un sistema LiquiChip 100 (Qiagen, Hilden, Alemania). Las diferencias significativas se indican a continuación: * P < 0,05, ** P < 0,01 Mann-Whitney, U-test. Barras y símbolos negros, cepa endogámica C57BL / 6J. Barras blancas y símbolos, cepa endogámica C57BL / 6N.

También probamos ratones N y J para hipersensibilidad de contacto inducida por dinitrofluorobenceno (DNFB) (CHS). Se identificaron diferencias significativas en la respuesta de CHS entre las dos cepas de ratones, mostrando J una respuesta de CHS aumentada. Notablemente, los ratones hembras de ambas cepas mostraron un mayor CHS en comparación con los ratones machos. La investigación de la capacidad de respuesta de las células asesinas naturales (NK) a diversos estímulos mostró que una fracción mayor de células NK son activadas por la interleucina (IL) -12 sola o en combinación con IL-2 en J en comparación con N ratones; nuevamente, esta respuesta fue más significativa en las mujeres (Figura 8).

Figura 8

Medición de células asesinas naturales (NK) esplénicas e hipersensibilidad específica de hapteno. (A) Actividad de células NK esplénicas de ratones C57BL / 6J (B6J) versus C57BL / 6N (B6NTac): (panel superior) macho y (panel inferior) hembra. Se estimularon células esplénicas NK de ratones C57BL / 6J o C57BL / 6N en las condiciones indicadas (seis ratones por grupo). Se midió la media ± DE de células positivas para interferón (IFN) γ entre una población de células NK CD3-NK1.1 + mediante citometría de flujo. (B) Hipersensibilidad específica de hapteno. Se sensibilizaron ratones macho o hembra C57BL / 6J o C57BL / 6N mediante la aplicación de 25 µl de una solución de dinitrofluorobenceno (DNFB) al 0,5% sobre la piel ventral. Luego fueron desafiados mediante la aplicación de 5 μl de solución de DNFB al 0,15% en la oreja izquierda 5 días después (grupo DNFB). Las orejas derechas se pintaron con vehículo (-) y se utilizaron como controles. El grosor de la oreja se midió 48 horas después de la exposición. Los resultados son representativos de tres experimentos independientes con seis ratones por grupo. * P < 0.05; ** P < 0,005 (prueba U de Mann-Whitney).

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