瘦素受体（leptinreceptor，Lepr）由糖尿病（diabetes，db）基因编码，于脉络丛中高表达。Lepr与其配体leptin结合启动调节摄食和机体的能量平衡。Lepr缺失或leptin缺失，均会导致肥胖的发生，并出现不同程度的糖尿病临床表现。目前，已有多种Lepr基因相关的啮齿类动物模型用于肥胖和糖尿病的研究，但现阶段的动物模型均存在一定的不足，如Lepr缺失的小鼠（db/db小鼠，C57BL/6J背景）表现出一过性高血糖；Lepr缺失的大鼠（Zucker大鼠，fa/fa大鼠）葡萄糖耐受受损表型出现迟缓等，不能完全复制人类糖尿病的所有临床表现。中国医学科学院医学实验动物研究所，卫生部人类疾病比较医学重点实验室基因工程模型实验室利用CRISPR/Cas9技术成功建立了Lepr基因敲除大鼠，并对其进行了系统的表型分析，结果发现：

1. 与同窝阴性大鼠相比，Lepr基因敲除纯合子（Lepr-/-）大鼠于1月龄出现严重的早期肥胖，至8月龄时，雄性和雌性Lepr-/-大鼠的体重分别是同窝阴性大鼠的1.6倍和2.6倍；体重的增加伴随着摄食量的显著增加。

2．雄性Lepr-/-大鼠于4月龄出现空腹血糖增高，并持续至8月龄；于2月龄出现随机血糖增高，于4月龄达到峰值，是同窝阴性大鼠随机血糖值的2.64倍；雌性Lepr-/-大鼠的空腹血糖和随机血糖值均近乎正常水平。

3. 雄性Lepr-/-大鼠于2月龄出现明显的葡萄糖耐受受损，随年龄增大，受损程度逐渐增加，直至8月龄；雌性Lepr-/-大鼠仅于4月龄出现明显的葡萄糖耐受受损。雄性和雌性Lepr-/-大鼠于2、4和8月龄均出现高胰岛素血症、高胆固醇血症等脂质代谢紊乱。

4. 病理组织学染色显示，与同窝阴性大鼠相比，Lepr-/-大鼠胰岛出现明显的空泡、肥大、纤维化和出血；严重的肝脏脂肪变性；脂肪细胞体积显著增大；肾小球基质扩张，部分肾小球硬化，肾小管扩张和再生。8月龄的Lepr-/-大鼠，与同窝阴性大鼠相比，其股骨远端的骨体积/全部组织体积显著减小，骨小梁数量显著减少，骨小梁间隙显著增加，骨密度显著减小。

该敲除大鼠克服了现阶段Lepr基因相关的啮齿类动物模型的不足，为肥胖和糖尿病相关防治药物的研发提供了更理想的动物模型。这部分研究结果已发表在ScientificReports杂志上（ScientificReports.2015 Nov 5;5:15942.）（图1）。
 

原文：Dan Bao, Yuanwu Ma, Xu Zhang, Feifei Guan, Wei Chen, Kai Gao, ChuanQin* and Lianfeng Zhang*. Preliminary Characterization ofa Leptin Receptor Knockout Rat Created by CRISPR/Cas9 System. Scientific Reports, 2015 Nov 5;5:15942.

Abstract

Leptin receptor, which is encoded by the diabetes (db)gene and is highly expressed in the choroid plexus, regulates energyhomeostasis, the balance between food intake and energy expenditure, fertilityand bone mass. Here, using CRISPR/Cas9 technology, we created the leptinreceptor knockout rat. Homozygous leptin receptor null rats are characterizedby obesity, hyperphagia, hyperglycemia, glucose intolerance, hyperinsulinemiaand dyslipidemia. Due to long-term poor glycemic control, the leptin receptorknockout rats also develop some diabetic complications such as pancreatic,hepatic and renal lesions. In addition, the leptin receptor knockout rats showa significant decrease in bone volume and bone mineral density of the femurcompared with their wildtype littermates. Our model has rescued some deficiencyof the existing rodent models, such as the transient hyperglycemia of db/dbmice in the C57BL/6J genetic background and the delayed onset of glucoseintolerance in the Zucker rats, and it is proven to be a useful animal modelfor biomedical and pharmacological research on obesity and diabetes.

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