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细胞色素P450酶(CYP)是一类含有血红素的蛋白酶。CYP酶不仅代谢大部分的药物和外来有害物质等,还参与体内胆固醇及固醇类激素的代谢,因此在药理学与毒理学方面具有十分重要的地位。CYP2E1是最重要的CYP亚型之一,除了代谢多种内、外源物质外,它还能够介导多种化合物肝损伤效应。虽然已有利用Cyp2e1敲除小鼠模型进行药物代谢及毒理学方面的研究,但由于技术原因,目前世界上还没有相应基因敲除大鼠模型。CRISPR/Cas系统是目前发现的大多数细菌与所有古生菌中的一种后天免疫系统,具有识别并切割DNA分子或质粒的功能。由于其对脱氧核苷酸的干扰特性,被改造用于基因剪辑。在本文中,我们利用这种新型基因编辑技术,通过guideRNA和Cas9 mRNA共注射受精卵胞浆,将受精卵移植到假孕母鼠体内,得到了FO代嵌合体大鼠。经过两代繁育,我们得到了纯合子敲除大鼠。通过大鼠体重,肝重及血液生化指标测定及大鼠肝脏、小肠H&E染色实验表明敲除大鼠在生长发育,生理状态方面与野生型大鼠没有显著差异。反转录PCR和蛋白质印迹实验证明敲除大鼠体内CYP2E1表达的缺失。CYP2E1探针底物氯唑沙宗静脉注射和口服给药体内药代动力学实验表明氯唑沙宗的消除过程在敲除大鼠体内显著减慢,其药代动力学参数消除半衰期,最大血药浓度,达峰时间,药时曲线下面积,平均驻留时间显著增加,清除率显著降低。氯唑沙宗体外肝微粒体代谢实验表明在底物浓度10-400 μM范围内,敲除大鼠对氯唑沙宗的代谢明显弱于野生型大鼠,其代谢动力学参数Vmax, Km和CLint显著降低。这些体内和体外实验证明了敲除大鼠CYP2E1代谢功能的缺失。实时定量PCR实验表明敲除大鼠肝脏CYP1A2, CYP2C11, CYP3A2, CYP2D1和CYP2D2 mRNA水平表达降低,CYP3A2表达量上升。通过以上实验可以确定Cyp2e1基因敲除大鼠模型构建成功。Cyp2e1基因敲除大鼠模型为CYP2E1相关药物代谢和药物毒理学研究提供了很好的动物模型。