目的:EPHA4是受体酪氨酸激酶EPH家族中最为特别的成员之一,可以与包括A类和B类在内的几乎所有的ephrin配体相互作用,在不同的组织和细胞类型中激活不同的下游信号通路,进而发挥不同的生物学作用。EPHA4主要在胚胎和成年时期的中枢神经系统（central nervous system,CNS）表达,参与调控中枢神经系统的发育以及多种神经疾病的发生发展。但近年的研究发现,EPHA4在外周组织中也有一定程度的表达,并参与调控血管、肾、胸腺、甲状腺等组织器官的发育,激素分泌、单核细胞黏附等生理病理过程,以及多种癌症的发生、转移和预后等。为了探究EPHA4在外周组织中是否存在未发现的特殊表达及作用,我们的课题旨在（1）构建一种可以报告EphA4基因在组织中精确表达位置的大鼠模型,并同时通过插入报告基因取代EphA4的表达实现大鼠体内EPHA4蛋白的敲除;（2）利用大鼠模型EphA4基因表达示踪的功能,观察EPHA4是否在外周组织中存在之前未发现的特异性表达;（3）利用大鼠模型既可以报告EPHA4表达谱又可以实现基因敲除的特点,研究EPHA4在特异表达的组织中发挥的作用以及可能的机制。方法:通过在Sprague Dawley（SD）大鼠EphA4启动子后插入红色荧光蛋白mCherry的基因盒,取代EphA4的第一外显子,使得mCherry自发荧光可以报告EPHA4在大鼠体内的表达谱,同时实现大鼠体内EPHA4蛋白敲除。通过活体观察评价EphA4基因敲除大鼠（SD.EPHA4（TM-mCherry）-GC/ILAS,以下简写为EphA4-/-）的生存率、体重以及运动步态等表型;通过冰冻切片荧光扫描观察mCherry在EphA4-/-大鼠不同组织中的表达谱。在对mCherry存在特异表达的心脏组织的探索中,通过超声心动描记、磁共振成像、血流动力学检测等技术检测EphA4-/-大鼠心脏的形态和功能;通过心电图描记评价EphA4-/-大鼠心电传导功能;通过组织学染色分析EphA 4-/-大鼠心脏在组织水平上的改变;通过PCR、蛋白免疫印迹以及转录组测序等技术探究EPHA4敲除后分子水平的改变。结果:本课题成功构建了含有mCherry报告基因盒的EphA4基因敲除大鼠EphA4-/-,该大鼠与同窝阴性对照大鼠（EphA4+/+）相比表现出明显的发育迟缓、袋鼠式跳跃步态以及生存率下降。通过冰冻切片扫描,我们在EphA 4-/-大鼠不同组织中观察到精确至细胞水平的自发红色荧光表达,示踪EPHA4的自然表达谱。本文首次发现EPHA4在成年大鼠心脏组织中特异性地高表达于心房组织而非心室;并且,这种特异性表达在成人心房组织中同样存在。EPHA4敲除诱导大鼠自2月龄起出现心房扩张和渐进性肥厚,心房射血分数降低,中心静脉压升高;心室功能略有下降,但心室形态几乎没有改变。值得注意的是,EPHA4敲除诱导大鼠在更早的时间点产生异常的心电信号,表现为p波消失、QRS波宽大畸形以及QT间期延长。组织学染色显示,EphA4-/-大鼠心房肌细胞横截面积显著增加,胶原纤维表达量趋向增多,窦房结区域细胞组分发生改变。RNA测序显示,EPHA4敲除改变了转录和翻译调控、离子结合、代谢和细胞粘附相关的多个基因的转录。EphA4-/-大鼠心房离子通道的mRNA表达发生改变,并且EPHA4的缺失还降低了大鼠心房胰岛素样生长因子1（IGF1）mRNA和蛋白的表达;这些改变可能与EphA4-/-大鼠中心房结构和功能的重构有关。结论:本课题中我们成功构建了带有报告基因的EPHA4敲除大鼠模型,在不同组织中直观展示EPHA4表达谱,并可精确到特定细胞群。本课题首次发现EPHA4在成年大鼠心房组织中特异性高表达,并且EPHA4的缺失会导致大鼠心房功能障碍以及心电异常信号。EPHA4敲除引起大鼠心房组织中IGF1表达降低。另外,与心房重塑和心律失常相关的多条信号通路的转录组也发生改变。这些结果提示EPHA4在心电传导过程中扮演重要角色,并可能在与心房重构相关的多种疾病如心肌病、房颤及高血压中发挥生物学作用。