賽業(yè)生物《每周一鼠》，每周更新，為大家講解一個小鼠模型的故事，希望對大家了解不同的小鼠模型有所幫助。今天和大家見面的是Faah基因敲除小鼠。

Faah基因
該基因編碼的蛋白質(zhì)負(fù)責(zé)許多初級和次級脂肪酸酰胺（FAA）的水解，包括神經(jīng)調(diào)節(jié)化合物 anandamide（AEA）和oleamide，絲氨酸水解酶家族的成員。

Anandamide和2-花生四烯醇甘油，被稱為內(nèi)源性大麻素（eCBs），是大麻素1型受體（CB1）的內(nèi)源性激動劑。FAAH是一種負(fù)責(zé)eCB降解的酶，由于FAAH抑制劑能夠增加anandamide的水平，從而在嚙齒動物中有誘導(dǎo)類似焦慮的作用，因此已成為治療焦慮相關(guān)疾病的一個有前景的靶點(diǎn)。[1]
 

圖1. AEA經(jīng)FAAH水解為花生四烯酸和乙醇胺

Faah基因敲除小鼠表型
有研究通過將Faah基因外顯子1及其上游約2kb的序列替換為PGK-neo元件來構(gòu)建Faah敲除小鼠。對純合敲除小鼠的腦和肝蛋白提取液進(jìn)行Western blot分析，對腦切片進(jìn)行免疫熒光分析，均顯示編碼蛋白缺失。Faah敲除小鼠（FAAH-/-）的腦和肝組織表現(xiàn)出大大降低的 FAAH 催化活性。例如，來自 Faah敲除小鼠的腦提取物水解anandamide和油酰胺的速度比來自野生型小鼠（FAAH+/+）的腦提取物慢50-100倍。[2]
 

圖2. Faah敲除小鼠的構(gòu)建和生化特性

表1. Anandamide和oleamide在FAAH+/+，F(xiàn)AAH+/-和FAAH-/-小鼠中的水解活性

1 行為學(xué)
Faah敲除小鼠的出生符合孟德爾遺傳定律，并且能夠存活、可生育，在很大程度上與野生型同窩仔沒有區(qū)別。在外觀、體重、運(yùn)動或行為方面沒有觀察到明顯差異。

通過神經(jīng)行為學(xué)分析比較野生型和Faah敲除小鼠對anandamide的反應(yīng)發(fā)現(xiàn)：通過腹腔注射，在6.25-50 mg/kg的給藥范圍內(nèi)，anandamide對野生型小鼠無顯著影響；而Faah敲除小鼠對anandamide表現(xiàn)出強(qiáng)烈的劑量依賴性反應(yīng)。對Faah敲除小鼠的行為分析發(fā)現(xiàn)該小鼠出現(xiàn)了運(yùn)動能力降低、痛感減弱、僵住增加、體溫下降等現(xiàn)象。在最高的anandamide劑量 (50 mg/kg) 下，F(xiàn)aah敲除小鼠自發(fā)活動減少了8成以上，尾部對于高溫浸泡的敏感性降低了近9成，在用于全身僵直實驗的Bar Test中，敲除小鼠的僵直行為增加了近9成；此外直腸溫度降低了近8℃。

在用anandamide處理5分鐘內(nèi)，很容易檢測到anandamide對Faah敲除小鼠行為的顯著影響，此時動物保持僵硬的姿勢，睜著眼睛一動不動。如果被聲音或觸摸嚇到，這些老鼠會做出短暫的痙攣動作，然后迅速重新進(jìn)入一動不動的靜止的狀態(tài)。Anandamide處理的Faah敲除小鼠保持不動2-4小時（取決于劑量）后，逐漸重新開始正常的活動（例如，運(yùn)動、梳理毛發(fā)）。
 

圖3. anandamide在FAAH+/+和FAAH-/-小鼠中的藥理活性：Anandamide在FAAH-/-小鼠中引起劑量依賴性藥理作用(■)，但未能在FAAH+/+小鼠中產(chǎn)生任何顯著影響(○)。

通過福爾馬林痛覺試驗發(fā)現(xiàn)：相對于FAAH+/+和FAAH+/-小鼠，F(xiàn)AAH -/-小鼠在福爾馬林試驗的第一階段表現(xiàn)出疼痛行為的顯著減少。在福爾馬林試驗的第二階段也觀察到FAAH-/-小鼠疼痛反應(yīng)減輕的類似趨勢，但這些數(shù)據(jù)未能達(dá)到顯著性�？偟膩碚f，這些結(jié)果表明FAAH參與調(diào)節(jié)哺乳動物對多種形式的疼痛刺激的行為反應(yīng)。

2 抗焦慮
小鼠在沒有接受任何抗焦慮藥安定注射的情況下暴露于高架迷宮EPM裝置：FAAH-/-小鼠進(jìn)入更頻繁并在開臂（open arms）中花費(fèi)更多時間，與以減少的焦慮樣行為為特征的表型一致。利莫那班（CB1受體拮抗劑）處理的FAAH−/−小鼠進(jìn)入次數(shù)減少，在開臂停留時間的減少，表明FAAH−/−小鼠中，內(nèi)源性大麻素通過CB1受體的信號傳遞增加。CB1受體介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)增強(qiáng)，可能是因為較高水平的anandamide是減少焦慮相關(guān)行為的原因。
 

圖4. FAAH-/-小鼠在高架十字迷宮中的行為

內(nèi)源性大麻素是激活大麻素G蛋白偶聯(lián)受體CB1和CB2的內(nèi)源性脂質(zhì)配體。CB1和CB2也被THC激活，這是大麻主要的精神活性成分。THC 和其他CB1激動劑長期以來被認(rèn)為具有包括緩解疼痛的藥用價值。然而，這些藥劑也會產(chǎn)生不良副作用，包括認(rèn)知和運(yùn)動控制受損，這限制了它們在治療方面的應(yīng)用。保留大麻素激活的有益效果同時避免不良影響的一種的方法是抑制水解降解。相比于CB1激動劑，F(xiàn)AAH抑制劑和FAAH敲除小鼠已被發(fā)現(xiàn)在不影響運(yùn)動、認(rèn)知或體溫的情況下具有鎮(zhèn)痛、抗炎、抗焦慮和抗抑郁的表型。

FAAH的遺傳或藥理學(xué)失活產(chǎn)生鎮(zhèn)痛、抗炎、抗焦慮和抗抑郁表型，而沒有顯示直接大麻素受體激動劑的不良副作用，表明FAAH可能是一個有希望的治療靶點(diǎn)。兩種FAAH抑制劑SSR-411298和PF-04457845目前正在臨床開發(fā)中，分別用于治療重度抑郁癥和骨關(guān)節(jié)炎疼痛。

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