本期和大家見面的是β地中海貧血模型——Hbb-bs&Hbb-bt DKO小鼠，先讓小賽帶大家了解一下β地中海貧血（β-thalassemia）。這是一種由血紅蛋白β鏈（β-globin）合成減少或缺失引起的遺傳性血液疾病，是WHO關注的全球社會公共問題之一^[1]。

HBB基因突變致病
血紅蛋白（Hemoglobin, Hb）是紅細胞中負責將氧氣輸送到全身的蛋白質，其結構主要由兩個α-globin亞基和兩個β-globin亞基組成。每個亞基都包含一個血紅蛋白分子中心的血紅素（Heme）分子，血紅素可結合一個鐵離子，使血紅蛋白具有攜氧的能力。

在正常成年人體內，β-globin鏈由HBB基因編碼。兩條β-globin鏈與兩條α-globin鏈（由HBA1基因或HBA2基因編碼）構成的成人血紅蛋白（HbA）約占總血紅蛋白的97%^[2]。β地中海貧血患者HBB基因突變造成β-globin鏈合成減少或缺失，導致血紅蛋白水平較低并引起紅細胞生成障礙、紅細胞過早破壞和貧血等癥狀。

β地中海貧血的臨床類型
由導致β-globin鏈生成完全缺失的突變造成的地中海貧血稱為β⁰地中海貧血，而由β-globin鏈生成部分受抑制的突變導致的則稱為β⁺地中海貧血^[3]。

重型β地中海貧血患者攜帶β⁰或β⁺地中海貧血純合突變或β⁰與β⁺地中海貧血雙重雜合突變，β-globin鏈生成完全或幾乎完全缺失，以致含有β-globin鏈的HbA合成減少或消失。β-globin鏈的缺失造成α-globin鏈與非α-globin鏈合成比例不平衡，導致α-globin鏈相對過剩并在紅細胞內形成包涵體，導致紅細胞膜的氧化損傷，造成紅細胞破壞及骨髓無效造血。

輕型β地中海貧血患者攜帶β⁰或β⁺地中海貧血雜合突變，β-globin鏈合成輕度減少，其病理癥狀較輕。

中間型β地中海貧血患者攜帶某些β⁺地中海貧血雙重雜合突變和某些異型地中海貧血純合突變，或兩種不同變異型珠蛋白生成障礙性貧血突變的雙重雜合狀態，其病理生理改變介于重型和輕型之間^[4]。

Hbb基因編輯模型構建
C57BL/6小鼠存在Hbb-bs和Hbb-bt兩個高度相似的成年β-globin蛋白編碼基因，這兩個基因位于小鼠7號染色體上的相鄰位置且都包含3個外顯子^[5-6]。Hbb-bs&Hbb-bt DKO小鼠是利用基因編輯技術同時敲除C57BL/6J小鼠Hbb-bs基因和Hbb-bt基因所構建的β地中海貧血疾病模型。該模型純合致死，雜合小鼠呈現血紅蛋白含量、紅細胞計數、紅細胞壓積、平均紅細胞血紅蛋白濃度、紅細胞分布寬度、血小板數、脾臟大小和紅細胞形態等指標異常的嚴重地中海貧血典型特征并具有生育能力。因此，雜合Hbb-bs&Hbb-bt DKO小鼠可用于與β地中海貧血相關的研究。

Hbb-bs&Hbb-bt DKO模型驗證數據
(1)生長曲線

雜合Hbb-bs&Hbb-bt DKO小鼠和野生型（WT）小鼠的體重變化曲線

雌性和雄性雜合Hbb-bs&Hbb-bt DKO小鼠均呈現和野生型小鼠較為一致的生長狀況。

(2) 生存曲線

雜合Hbb-bs&Hbb-bt DKO小鼠和野生型（WT）小鼠的生存曲線

雄性雜合Hbb-bs&Hbb-bt DKO小鼠在第13周開始出現死亡情況，雌性雜合Hbb-bs&Hbb-bt DKO小鼠在第15周開始出現死亡情況。

(3) 血常規檢測

14周齡雄性雜合Hbb-bs&Hbb-bt DKO小鼠和野生型（WT）小鼠血常規檢測
 

14周齡雄性雜合Hbb-bs&Hbb-bt DKO小鼠和C57BL/J野生型小鼠血涂片檢測分析

血涂片分析結果顯示雜合Hbb-bs&Hbb-bt DKO小鼠有核細胞數占比增加，紅細胞中央淺染區擴大且出現較多異形、碎片紅細胞和有核紅細胞。其外周血中存在靶形紅細胞（黃色箭頭）、棘形狀紅細胞（紅色箭頭）、淚滴狀紅細胞（綠色箭頭）和破碎狀紅細胞（藍色箭頭）等多種異常形態紅細胞。C57BL/J野生型小鼠紅細胞形態結構完整，呈現雙凹圓盤狀且未見明顯異常。
 

賽業生物血液疾病相關模型

除β地中海貧血外，賽業生物還開發了一系列針對血液疾病（特別是血液罕見病）的基因編輯模型，包含基因敲除、基因敲入、點突變等類型，同時，我們也可根據研究人員的需求進行定制或合作開發。

參考文獻：
[1]Galanello R, Origa R. Beta-thalassemia. Orphanet J Rare Dis. 2010 May 21;5:11.

[2]Hardison RC. Evolution of hemoglobin and its genes. Cold Spring Harb Perspect Med. 2012 Dec 1;2(12):a011627.

[3]Thein SL. Molecular basis of β thalassemia and potential therapeutic targets. Blood Cells Mol Dis. 2018 May;70:54-65.

[4]Origa R. β-Thalassemia. Genet Med. 2017 Jun;19(6):609-619.

[5]Zhang F, Zhang B, Wang Y, Jiang R, Liu J, Wei Y, Gao X, Zhu Y, Wang X, Sun M, Kang J, Liu Y, You G, Wei D, Xin J, Bao J, Wang M, Gu Y, Wang Z, Ye J, Guo S, Huang H, Sun Q. An extra-erythrocyte role of haemoglobin body in chondrocyte hypoxia adaption. Nature. 2023 Oct;622(7984):834-841.

[6]Trimborn T, Gribnau J, Grosveld F, Fraser P. Mechanisms of developmental control of transcription in the murine alpha- and beta-globin loci. Genes Dev. 1999 Jan 1;13(1):112-24.