Ppia基因敲除小鼠与免疫研究【每周一鼠】

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。

图1. Ppia蛋白结构^【6】。

Ppia基因敲除小鼠

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]。

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。

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]。

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。

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