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TGF-β超家族分子在调节细胞增殖、分化、迁移、黏附和凋亡过程中起到重要作用。Smad4分子是TGF-β超家族分子信号通路的中心介导者。由于Smad4基因剔除小鼠死于胚胎早期,因此我们利用组织特异性的Cre重组酶转基因小鼠与Smad4基因打靶小鼠进行组织特异性基因剔除的研究。 我们在利用白蛋白启动子获得肝细胞特异性表达Cre重组酶转基因小鼠的同时,也得到了在消化道上皮细胞中特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠。首先,我们利用PCR和LacZ染色的方法对白蛋白启动子介导的Cre重组酶转基因小鼠(Alb-Cre-2)中Cre重组酶的组织分布及其在体内介导基因重组的作用进行了鉴定。结果显示,Cre重组酶在转基因小鼠15%的肝细胞,自胃腺峡部向上部分成熟的壁细胞,空肠潘氏细胞,回肠、盲肠及结肠中的分泌型细胞中特异性地表达。 我们利用病理学手段对肝脏和消化道特异性Smad4基因剔除小鼠进行了初步的表型分析。发现该突变小鼠出生后1.5-6.5月龄间出现多发性胃肠道肿瘤,肿瘤占位性病变引发小鼠营养不良致死。胃、小肠、盲肠、结肠和直肠的肿瘤发生率分别为91.30%、13.04%、34.78%、56.52%和21.74%。小鼠肝脏无异常,组织病理学检测发现小鼠的胃肠道肿瘤均为腺瘤。其病理学改变如淋巴细胞浸润,基质细胞增生,上皮细胞化生、坏死,以及可见典型的戒印细胞,均与已报道的Smad4突变引起的人类家族性青少年息肉症相吻合。腺胃顶细胞区域在细胞数量不变的情况下显著拉长,提示在壁细胞中完全剔除Smad4基因可能对腺胃上皮细胞的分化有一定影响。 本研究显示,消化道上皮细胞特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠(Alb-Cre-2)可以用于深入研究调控相应消化道上皮细胞生理功能的遗传机制。我们研制的消化道细胞特异性Smad4基因剔除小鼠,可以作为人类青少年息肉症研究的良好模型。