Hoxb8基因及拔毛癖簡(jiǎn)介與模式小鼠的應(yīng)用

“禿”如其來是不少人的煩惱。然而，令大部分人沒想到的是，我們惜“發(fā)”如命，有人卻薅頭發(fā)上癮。這其實(shí)是一種由遺傳及心理因素共同作用下引起的疾病——拔毛癖。小鼠敲除Hoxb8基因變得過分的愛梳理自己,并形成毛發(fā)禿斑以及皮膚創(chuàng)傷。這種行為類似于患有拔毛癖的人類的行為。今天我們就一起來了解拔毛癖和研究其的Hoxb8基因編輯小鼠。

拔毛癖
拔毛癖最早由法國(guó)醫(yī)生Hallopeau于1889年報(bào)道，是一種人為導(dǎo)致的外傷性脫發(fā)。我國(guó)的發(fā)病率不詳，美國(guó)的發(fā)病率約１％。據(jù)估計(jì)，女性一生中發(fā)生拔毛癖的機(jī)率為0.6％～3.4%，而男性為0.6％～1.5%。

拔毛癖 (TTM) 的特征是從不同部位反復(fù)拔毛，導(dǎo)致明顯的脫發(fā)。TTM 在 DSM-IV 中被歸類為沖動(dòng)控制障礙，但現(xiàn)在被歸類到 DSM-5 的強(qiáng)迫癥相關(guān)障礙部分。^[2] 其中個(gè)體無(wú)法抵抗拔掉自己頭發(fā)的沖動(dòng)，已證實(shí), 拔毛癖患者更容易罹患強(qiáng)迫癥(OCD), 且可能同時(shí)患有進(jìn)食障礙和軀體變形障礙。盡管尚未進(jìn)行全面、大規(guī)模的流行病學(xué)研究，但據(jù)較小規(guī)模的研究估計(jì)，TTM 會(huì)影響 1-3.5% 的晚期青少年和年輕成人；不幸的是，年幼兒童的發(fā)病率仍然未知。在整個(gè)發(fā)育范圍內(nèi)，患者可能會(huì)出現(xiàn)醫(yī)療并發(fā)癥，例如牽拉部位的皮膚刺激、感染和重復(fù)使用手部受傷。^[3]

Hoxb8基因編輯小鼠表型

家系研究提示拔毛癖具有家族遺傳性，拔毛癖患者一級(jí)親屬的終生患病率可達(dá)5%。基因敲除的動(dòng)物模型提示，HoxB8、SAPAP3及SliTrk5基因與模擬拔毛行為相關(guān)，但拔毛癖的致病基因或易感基因尚需深入研究。

Hoxb8基因是Antp homeobox家庭的成員，編碼具有homeobox DNA 結(jié)合域的核蛋白。編碼的蛋白質(zhì)作為參與發(fā)育的序列特異性轉(zhuǎn)錄因子起作用。該基因的表達(dá)增加與結(jié)直腸癌有關(guān)。

Vol.1  Hoxb8基因敲除小鼠
1. 打靶策略
通過在2號(hào)外顯子內(nèi)插入loxP-Neo-loxP導(dǎo)致Hoxb8基因被破壞（Hoxb8-Neo)，從而喪失基因功能，也可通過Cre重組酶去除Neo盒，只殘留loxP位點(diǎn)在基因座中(Hoxb8-lox)。^[1]

圖1. Hoxb8基因敲除小鼠打靶策略[1]

2. 表型
敲除該基因后小鼠變得過分的愛梳理自己,并形成毛發(fā)禿斑以及皮膚創(chuàng)傷。這種行為類似于患有強(qiáng)迫性譜系障礙拔毛癖的人類的行為。

Vol.1  Hoxb8點(diǎn)突變小鼠
1. 表型
Hoxb8純合突變小鼠在其側(cè)向和腹側(cè)體表上顯示出大的禿斑。脫毛的程度各不相同，從出現(xiàn)禿斑的小鼠到同樣有深度開放性傷口的受影響更嚴(yán)重的動(dòng)物。對(duì)突變小鼠的檢查顯示，大量體毛被困在牙齦和牙齒之間，并存在于它們的胃中，這表明突變小鼠主動(dòng)去除了自己的毛發(fā)。對(duì)取自Hoxb8突變小鼠無(wú)毛身體區(qū)域的皮膚進(jìn)行的組織學(xué)分析表明，與野生型同窩仔的類似位置的皮膚相比，表皮增厚，這種增厚僅在具有無(wú)毛斑塊的老年小鼠中觀察到；這些觀察結(jié)果表明，受影響小鼠的表皮增厚是脫毛和傷口愈合的結(jié)果，而不是行為的原因。
 

圖2. Hoxb8突變小鼠過度理毛導(dǎo)致的損傷

2. 行為分析
Hoxb8突變純合小鼠似乎具有正常的運(yùn)動(dòng)控制，此外，飼養(yǎng)和筑巢似乎都正常。相比之下，當(dāng)分析理毛行為時(shí)，發(fā)現(xiàn)Hoxb8突變小鼠與對(duì)照之間存在顯著差異，當(dāng)計(jì)算梳理時(shí)間的比例時(shí)，發(fā)現(xiàn)Hoxb8突變小鼠在理毛行為上花的時(shí)間幾乎是其對(duì)照的兩倍；此外，突變小鼠梳理了它們身體的所有區(qū)域，并且在執(zhí)行這些動(dòng)作時(shí)似乎沒有困難。很明顯，相對(duì)于同窩對(duì)照，Hoxb8突變純合小鼠花費(fèi)了過多的時(shí)間舔身體。這些Hoxb8突變小鼠表現(xiàn)出過度的舔和咬身體導(dǎo)致了它們大量的毛發(fā)脫落和傷口。
 

圖3. Hoxb8突變小鼠的行為分析

與小鼠Hoxb8功能喪失相關(guān)的過度理毛行為具有潛在的臨床意義，因?yàn)樗�可能與人類拔毛癖的病因有關(guān)。小鼠和人類的病理非常相似。關(guān)于拔毛癖應(yīng)歸類為強(qiáng)迫癥（OCD）還是沖動(dòng)控制障礙存在爭(zhēng)議，這些Hoxb8突變小鼠可能為 OCD 樣表型的藥理學(xué)分析提供重要的動(dòng)物模型。

參考文獻(xiàn)：
1. Greer JM, Capecchi MR. Hoxb8 is required for normal grooming behavior in mice. Neuron. 2002 Jan 3;33(1):23-34. doi: 10.1016/s0896-6273(01)00564-5. PMID: 11779477.

2. Lamothe H, Baleyte JM, Mallet L, Pelissolo A. Trichotillomania is more related to Tourette disorder than to obsessive-compulsive disorder. Braz J Psychiatry. 2020 Jan-Feb;42(1):87-104. doi: 10.1590/1516-4446-2019-0471. PMID: 31576938; PMCID: PMC6986481.

3. Franklin ME, Zagrabbe K, Benavides KL. Trichotillomania and its treatment: a review and recommendations. Expert Rev Neurother. 2011 Aug;11(8):1165-74. doi: 10.1586/ern.11.93. PMID: 21797657; PMCID: PMC3190970.

4. Chen SK, Tvrdik P, Peden E, Cho S, Wu S, Spangrude G, Capecchi MR. Hematopoietic origin of pathological grooming in Hoxb8 mutant mice. Cell. 2010 May 28;141(5):775-85. doi: 10.1016/j.cell.2010.03.055. PMID: 20510925; PMCID: PMC2894573.