We have inactivated the endogenous apolipoprotein E (apoE) gene by using gene targeting in mouse embryonic stem (ES) cells. Two targeting plasmids were used, pJPB63 and pNMC109, both containing a neomycin-resistance gene that replaces a part of the apoE gene and disrupts its structure. ES cell colonies targeted after electroporation with plasmid pJPB63 were identified by the polymerase chain reaction (PCR) followed by genomic Southern analysis. Of 648 G418-resistant colonies analyzed, 9 gave a positive signal after PCR amplification, and 5 of them were confirmed as targeted by Southern blot analysis. The second plasmid, pNMC109, contains the negatively selectable thymidine kinase gene in addition to the neomycin-resistance gene. After electroporation with this plasmid, 177 colonies resistant both to G418 and ganciclovir were analyzed; 39 contained a disrupted apoE gene as determined by Southern blotting. Chimeric mice were generated by blastocyst injection with 6 of the targeted lines. One of the lines gave strong chimeras, three of which transmitted the disrupted apoE gene to their progeny. Mice homozygous for the disrupted gene were produced from the heterozygotes; they appear healthy, even though they have no apolipoprotein E in their plasma.

To determine if defects in the atrial natriuretic peptide (ANP) system can cause hypertension, mice were generated with a disruption of the proANP gene. Homozygous mutants had no circulating or atrial ANP, and their blood pressures were elevated by 8 to 23 millimeters of mercury when they were fed standard (0.5 percent sodium chloride) and intermediate (2 percent sodium chloride) salt diets. On standard salt diets, heterozygotes had normal amounts of circulating ANP and normal blood pressures. However, on high (8 percent sodium chloride) salt diets they were hypertensive, with blood pressures elevated by 27 millimeters of mercury. These results demonstrate that genetically reduced production of ANP can lead to salt-sensitive hypertension.

Variants of the human angiotensinogen gene have been linked in some studies to increased circulating angiotensinogen levels and essential hypertension. To test for direct causality between genotypes at the angiotensinogen locus and blood pressures, we have studied mice carrying zero, one, two, three, or four functional copies of the murine wild-type angiotensinogen gene (Agt) at its normal chromosomal location. Plasma angiotensinogen levels increase progressively, although not linearly, from zero in the zero-copy animals to 145% of normal in the four-copy animals. Mice of all genotypes are normal at birth, but most zero-copy animals die before weaning. The kidneys of the zero-copy animals show pathological changes as adults, but the kidneys are normal in the other genotypes. One adult zero-copy male tested was fertile. The blood pressures of the one-copy through four-copy animals show significant and almost linear increases of approximately 8 mmHg per gene copy despite their normal compensatory mechanisms being intact. These results establish a direct causal relationship between Agt genotypes and blood pressures.

Abstract We have validated a noninvasive computerized tail-cuff system for measuring blood pressure in mice. The system was designed to perform all functions automatically, including a programmable routine of cuff inflation and deflation, analysis and assignment of pulse rate and blood pressure, and recording of data electronically. To evaluate this system over a range of blood pressures, we gave groups of mice enalapril or N G -nitro- l -arginine methyl ester in their drinking water. For each of these groups, an equal number of control mice were given nothing in their drinking water. Tail-cuff blood pressures were recorded as the means of blood pressures determined on at least 3 days after at least 7 days of training. Tail-cuff enalapril and control group means were measured both 3 and 4 months after enalapril (or no drug) was begun; the group means at 3 months were not significantly different from the group means at 4 months. These results demonstrate that the system gives reproducible results. After the tail-cuff measurements were completed, intra-arterial blood pressures were attempted in all mice under unrestrained, unanesthetized conditions, and individual mouse (n=22) blood pressures with the use of the two methods were compared. The blood pressures from individual mice by tail-cuff and intra-arterial methods were highly correlated ( r =.86, P <.01). The means for the four mouse groups were also highly correlated ( r =.98, P <.02). These data show that blood pressures measured on trained mice by a computerized noninvasive tail-cuff system are reproducible and correlate well with intra-arterial blood pressures measured on unrestrained, unanesthetized mice.