Generation and analysis of double deficient transgenic mice for kallikrein-related peptidase 5 and kallikrein-related peptidase 14

Abstract

Peptidázy příbuzné kalikreinu (KLK) představují vysoce konzervovanou rodinu serinových pro- teáz. In vitro experimenty naznačují, že KLK peptidázy hrají důležitou roli v řadě fyziologických a patofyziologických procesů. Jejich úloha in vivo ovšem zůstává ne zcela probádaná, částečně i kvůli nedostatku vhodných zvířecích modelů. Cílem této práce je příprava myšího modelu dvojnásobně deficientního na KLK5 a KLK14. Předpokládá se, že KLK5 a KLK14 jsou součástí proteolytických sítí v pokožce, které jsou významné pro udržení homeostáze kůže. Ovšem myší modely deficientní pouze na KLK5 nebo KLK14 vykazují jenom minimální či žádný fenotyp, pravděpodobně kvůli vzájemné funkční kompenzaci na základě podobné substrátové specifity. V této práci popisujeme úspěšné vytvoření myši dvojnásobně deficientní na KLK5 a KLK14. Dvojnásobně deficientní myši nelze snadno získat křížením kvůli přítomnosti genů pro Klk5 a Klk14 ve stejném lokusu na chromozomu 7, proto k tvorbě myšího modelu používáme TAL efektor nukleázy (TALENy) cílené na Klk14, které aplikujeme mikroinjekcí TALENové mRNA do KLK5-deficientních zygot. Dále ukazujeme, že myši dvojnásobně deficientní na KLK5 a KLK14 jsou životaschopné a plodné. Domníváme se, že tyto nové myší modely mohou sloužit jako užitečný experimentální nástroj ke studiu KLK5 a KLK14 in vivo.

Kallikrein-related peptidases (KLKs) constitute a highly conserved serine protease family. Based on in vitro experiments, KLKs are predicted to play an important role in a number of physiolog- ical and pathophysiological processes. However, their role in vivo remains not fully understood, partially due to a lack of suitable animal models. In this work, we aim to prepare a KLK5 and KLK14 double-deficient mouse model. Both KLK5 and KLK14 were proposed to be involved in epidermal proteolytic networks critical for maintaining skin homeostasis. However, both KLK5 and KLK14 single-deficient mouse models show minimal or no phenotype, likely due to similar substrate specificity resulting in functional compensation. Double-deficient mice cannot be easily obtained by crossing due to localization of the Klk5 and Klk14 genes within the same locus on chromosome 7. We report that KLK5 and KLK14 double-deficient mice were success- fully generated, mediated by transcription activator-like effector nucleases (TALENs) targeting Klk14 by microinjection of TALEN mRNA into KLK5-deficient zygotes. Furthermore, we show that KLK5 and KLK14 double-deficient mice are viable and fertile. We believe that these novel mouse models may serve as a useful experimental tool to study KLK5 and KLK14 in vivo.