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自发基因突变是获得新的小鼠模型的重要途径。由于缺少了人为因素的干扰,自发基因突变小鼠模型突变疾病发生的过程与相应人类疾病的发生过程更加接近,因此自发基因突变小鼠模型非常适合于相关人类疾病的研究。NIH小鼠是一种来源于Swiss小鼠的封闭群鼠种,相同来源的有ICR、KM小鼠。NIH被毛突变小鼠是本实验室在NIH小鼠繁育过程中发现的自发突变小鼠,其表型主要表现为被毛稀疏、无胡须。在出生后第一个毛发生长期出现异常,出生7 d后,同正常小鼠在表型上表现出明显差异;正常小鼠被毛逐渐浓密、白色毛发已覆盖完全,而被毛突变小鼠仍然呈现全身裸露的状态。随着时间的推进,被毛突变小鼠出现了无毛-稀毛-无毛的表型变化。在5-6周龄也就是第二个毛发生长周期的生长期的中后期,两种小鼠呈现出了表型差异的最大化。该小鼠有胸腺,可以在屏障环境里进行饲养;后期能够出现自发肿瘤;免疫水平发生改变。自2007年本实验室发现该突变小鼠以来,通过10余年的近交繁育,已建立了突变表型稳定遗传的实验动物新种群。本研究通过近交繁育方法建立了被毛突变小鼠近交系种群,分析了突变小鼠种群的表型及生物学特性;进而应用全基因组重测序技术分析了被毛突变小鼠基因组信息,通过SNP位点和Indel位点与被毛突变表型进行关联分析,解析Hr基因与被毛突变表型的相关性;利用CRISPR/Cas9技术,大片段敲除Hr基因exon3-7,获得F0代嵌合体小鼠;将其与正常小鼠交配后得到F1代杂合子,建立可稳定遗传的Hr基因敲除小鼠种群。结果表明:1.NIH小鼠被毛突变是由隐性基因控制的突变。同正常小鼠相比,被毛突变种群雌性小鼠肝、脾、肺、左肾、胸腺、卵巢和子宫脏器系数存在显著差异;雄性小鼠心、肺、左右肾、胸腺和精囊腺脏器系数存在显著差异。被毛突变小鼠血清氨基转移酶(ALT和AST)、尿酸、甘油三酯(TG)升高,差异显著。突变小鼠的红细胞、血红蛋白、红细胞压积、LY淋巴细胞及其比例显著降低(p<0.05);单增李斯特杆菌感染前后被毛突变小鼠CD3+CD4+/CD3+CD8+比值均明显低于正常小鼠(p<0.05)。2.在体成瘤实验结果显示,黑色素瘤在被毛突变小鼠体内保持着较好的生长状态及侵袭能力;葡萄糖耐量实验结果显示,被毛突变小鼠糖耐量增高,差异显著。表明被毛突变小鼠适合开展糖代谢和肿瘤相关的药物筛选研究。行为学结果表明,NIH被毛突变小鼠的学习记忆能力增强,可用于相关神经认知的药物筛选研究。3.被毛突变小鼠与正常小鼠共有991844个SNP位点存在差异,关联最高的SNP区间包含345个基因,涉及47条生物学通路;共有341082个Small In Del差异位点,关联最高的Small In Del区间包含518个基因,涉及55条生物学通路。5.首次利用CRISPR/Cas9技术,获得了Hr基因exon3-7大片段敲除的F0代嵌合体小鼠,表型为被毛发育异常。6.通过F0代嵌合鼠与正常小鼠交配获得了F1代杂合子小鼠种群。F1代杂合子小鼠阳性率为14.3%。综上所述,本研究对被毛突变小鼠种群的表型及生物学特性进行了分析,基因组层面解析了Hr基因与被毛突变表型的相关性,获得了Hr基因大片段敲除的F0代嵌合体小鼠和F1代杂合子小鼠,为进一步解析被毛突变表型产生的生物学机制提供理论依据。