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Ppia基因敲除小鼠与免疫研究【每周一鼠】

Ppia基因敲除小鼠

赛业生物《每周一鼠》,每周五更新,为大家讲解一个小鼠模型的故事,希望对大家了解不同的小鼠模型有所帮助。今天和大家见面的是Ppia基因敲除小鼠。

 

Ppia基因

该基因编码肽基脯氨酰顺反异构酶(PPIase)家族的成员。其编码的蛋白质是一种环孢菌素结合蛋白,可能在环孢菌素A介导的免疫抑制中发挥作用。该蛋白还可以与几种HIV蛋白相互作用,包括p55gag、Vpr和衣壳蛋白,并且已被证明是形成感染性HIV病毒粒子所必需的。其相关通路有催乳素信号通路。

Ppia基因

图1. Ppia蛋白结构【6】

 

Ppia基因敲除小鼠

1免疫异常表型

Colgan J等人通过ES打靶技术,敲除Ppia基因1~4号外显子及部分5号外显子序列得到Ppia敲除小鼠(图1)[1]。研究发现,Ppia敲除小鼠(Ppia-/-)会自发出现眼睑肿胀、红斑,3月龄出现眼睑缘炎症,髓年龄增长病情加重。结膜和皮肤有单核细胞、嗜酸性粒细胞和肥大细胞浸润,血清IgG1和IgE含量升高。KLH(Calbiochem)免疫10天后,血清抗原特异性IgG1和IgE含量升高(图2)[1]

Ppia基因

图2. Ppia−/−小鼠的免疫异常表型。

图注:(A):Ppia敲除小鼠打靶策略与鉴定。(B):Ppia-/-小鼠的眼睑炎症。(C):苏木精/伊红染色切片显示 Ppia-/-眼睑 (40×) 中的细胞浸润。(D):用刚果红(左;600×;箭头,嗜酸性粒细胞)或甲苯胺蓝(右,400×;箭头,肥大细胞)染色的Ppia-/-眼睑。(E):未免疫小鼠中血清 IgG1和IgE的浓度。(F):KLH免疫小鼠血清中的相对抗原特异性抗体和IgE浓度。

 

2抗病毒表型

Liu W等人用SeV病毒(仙台病毒)感染5只WT小鼠和5只Ppia-/-小鼠,5只Ppia-/-小鼠在感染9天后全部死亡,WT小鼠存活3只并保持健康。病理解剖学发现,SeV感染的Ppia-/-小鼠的肺指数高于WT小鼠,肺脏损伤严重。组织病理学结果表明,SeV感染的Ppia-/-小鼠表现为严重的支气管肺炎、间质性肺炎、血管充血并且脱落,WT小鼠仅表现为轻微的支气管肺炎和血管充血。Ppia-/-小鼠肺中病毒载量更高,并且肺和脾脏中一型干扰素和下游ISG含量降低(图2)。结果表明,Ppia通过增加IFN和下游ISG的表达来抑制体内SeV复制[2]

Ppia基因

图2. Ppia抗病毒反应。

图注:(A):通过鼻腔接种感染SeV (2000 PFU/小鼠),并监控感染后14天内WT和Ppia-/-小鼠(n = 5)的存活率。(B):感染 SeV2天和7天的WT和Ppia-/-小鼠 (n = 5) 的肺指数 (100×肺/体重)。(C):用SeV接种7天的WT和Ppia-/-小鼠肺部的总体损伤。(D):感染SeV或模拟感染PBS 2、5和7天的WT和Ppia-/-小鼠 (n=3) 的肺的H&E染色。比例尺,100μm。(E):在指定时间点用 SeV处理的WT或Ppia-/-小鼠中SeV NP或M mRNA的定量PCR分析。(F):用SeV处理指定时间点的WT或Ppia-/-小鼠肺组织中IFN-β和IFN-α 含量。(G和H)在指定时间点用SeV处理的WT或Ppia-/-小鼠肺组织中Ifnb1、Ifna(G)、Ifit1、Ifit2和Ccl5(H)mRNA的定量PCR分析。数据显示为平均值±SD(B:n =5;E-H:n=3)。*p<0.05 和**p<0.01。

 

小结

小鼠Ppia功能丧失相关的免疫异常和抗病毒能力异常具有潜在的临床意义,这一基因的深入研究有助于进一步探讨病毒侵入机体及引发机体病理反应的机制,同时亦可用于病毒类疾病治疗新方法的研究。

Ppia基因

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参考文献:

1.Colgan J, Asmal M, Neagu M, Yu B, Schneidkraut J, Lee Y, Sokolskaja E, Andreotti A, Luban J. Cyclophilin A regulates TCR signal strength in CD4+ T cells via a proline-directed conformational switch in Itk. Immunity. 2004 Aug;21(2):189-201. doi: 10.1016/j.immuni.2004.07.005. PMID: 15308100.

2.Liu W, Li J, Zheng W, Shang Y, Zhao Z, Wang S, Bi Y, Zhang S, Xu C, Duan Z, Zhang L, Wang YL, Jiang Z, Liu W, Sun L. Cyclophilin A-regulated ubiquitination is critical for RIG-I-mediated antiviral immune responses. Elife. 2017 Jun 8;6:e24425. doi: 10.7554/eLife.24425. PMID: 28594325; PMCID: PMC5484619.

3.Wang J, Li X, Wang Y, Li Y, Shi F, Diao H. Osteopontin aggravates acute lung injury in influenza virus infection by promoting macrophages necroptosis. Cell Death Discov. 2022 Mar 4;8(1):97. doi: 10.1038/s41420-022-00904-x. PMID: 35246529.

4.Ding XM, Wang YF, Lyu Y, Zou Y, Wang X, Ruan SM, Wu WH, Liu H, Sun Y, Zhang RL, Zhao H, Han Y, Zhao BT, Pan J, Han XY, Wang CR, Zhao HL, Yang GL, Liu LZ, Fang SS. The effect of influenza A (H1N1) pdm09 virus infection on cytokine production and gene expression in BV2 microglial cells. Virus Res. 2022 Feb 28:198716. doi: 10.1016/j.virusres.2022.198716. Epub ahead of print. PMID: 35240224.

5.Xie D, He S, Han L, Wu L, Huang H, Tao H, Zhou P, Shi X, Bai H, Bo X. Systematic optimization of host-directed therapeutic targets and preclinical validation of repositioned antiviral drugs. Brief Bioinform. 2022 Mar 3:bbac047. doi: 10.1093/bib/bbac047. Epub ahead of print. PMID: 35238349.

6. https://alphafold.ebi.ac.uk/entry/P45452

 

关于赛业

赛业生物成立于2006年,是一家借助AI赋能药物研发的创新性CRO公司。目前员工人数超800名,总规模超40000平方米,在中国广州、苏州、固安设立有全资子公司,在成都、北京、上海、武汉、长沙等地设有办事处,在美国Santa Clara和日本东京设有分公司。在过去十余年,赛业生物积累了大量的生物信息及基因编辑方面的数据,在模式动物基因编辑技术方面一直走在行业前沿,结合在人工智能领域的深度探索,赛业生物可为从事基因治疗的研究者提供一站式整体解决方案,包括AI靶点筛选与功能研究、动物模型构建、治疗性载体设计与优化、病毒包装以及药理药效学研究等全流程服务,助力提高基因治疗基础研究的临床转化效率。目前,赛业生物已和全球100多个国家和地区的科学家及企事业单位建立了广泛的合作,致力于为科研机构及医药产业提供综合的动物模型制备、繁育保种、表型分析、基因治疗和细胞治疗领域的科学研究和临床转化等服务。如有需要,欢迎联系我们咨询。

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