BRG小鼠

产品编号：C001435

品系背景：BALB/c

传代建议：纯合与纯合互配

 

品系描述

IL2RG基因也称CD132基因，其编码的白介素-2受体γ链（IL-2Rγ）是许多白细胞介素受体的重要信号成分和多种重要免疫因子的共同受体亚基，包括IL-2、IL-4、IL-7、IL-9、IL-15和IL-21，这些白介素的受体位于免疫细胞的表面，当其中一种白细胞介素与其受体结合时，会在细胞内引发一连串的化学反应，促进细胞的生长和分裂；因此，白介素-2受体γ链也被称为受体共同γ链（γc）。在人体内IL2Rg的突变可以导致X染色体连锁重症联合免疫缺陷（X-SCID），该疾病的特点是T细胞和自然杀伤细胞的缺乏和B细胞功能的缺失，导致患者极易反复感染，无法存活到婴儿期之后 ^[1-2]。在小鼠中，Il2rg基因的敲除将导致骨髓、外周血和脾脏中B细胞、T细胞以及NK细胞不同程度的严重缺失，呈现为重度免疫缺陷的表型 ^[2]。

RAG2基因编码的蛋白与RAG1蛋白一起构成RAG复合物，在B和T细胞成熟过程中的V(D)J重排中起着重要作用。在V(D)J重排过程中，RAG复合物附着在DNA的重组信号序列（RSS）上，该序列位于V、D或J片段旁边。RAG复合物在信号序列与片段之间的DNA上切割，使片段能够分离并移动到基因的不同区域。这个过程在B细胞和T细胞中多次重复，使V、D和J片段以不同的组合排列。由此产生的蛋白质多样性提供了更广泛的外来入侵者识别能力，并允许身体有效地抵御感染。RAG2在V(D)J重排中起着至关重要的作用，它不仅参与反应的催化，还通过控制对特定基因座的访问来调控反应 ^[3]。缺乏功能性RAG2蛋白同样可导致重症联合免疫缺陷（SCID），小鼠体内Rag2基因的缺失导致V(D)J重排的缺失，造成T细胞和B细胞分化、发育和成熟被阻断，进而丧失正常的功能，引起一类重症联合免疫缺陷样表型 ^[4]。

BRG小鼠为Il2rg基因和Rag2基因双重敲除的模型，该模型呈现为比Il2rg基因或Rag2基因敲除小鼠更严重的B细胞、T细胞和NK细胞缺失以及其它的重症联合免疫缺陷表型 ^[5]，可用于一系列肿瘤学和免疫学领域的研究。

 

构建方式

将Balb/c背景小鼠的Il2rg基因和Rag2基因敲除得到BRG小鼠，Il2rg基因敲除和Rag2基因敲除的打靶方案如下所示。

图1. Il2rg基因敲除打靶策略

 

图2. Rag2基因敲除打靶策略

 

研究应用

• 肿瘤学：肿瘤生长核转移机制研究及抗肿瘤药物筛选评价；
• 免疫学：免疫细胞发育成熟机制和免疫疾病发生机理研究等；
• 传染病学：病毒和细菌性传染病致病机制研究等；
• 干细胞生物学：人源干细胞移植研究等。

 

验证数据

• T细胞和B细胞检测

图3. BRG小鼠和Balb/c野生型小鼠T细胞和B细胞数量检测。检测结果显示，与野生型小鼠相比，BRG小鼠外周血、骨髓和脾脏中的B细胞（CD3-CD19+）和T细胞（CD3+CD19-）几乎完全缺失。

 

• NK细胞检测

图4. BRG小鼠和Balb/c野生型小鼠NK细胞数量检测。检测结果显示，与野生型小鼠相比，BRG小鼠外周血、骨髓和脾脏中的NK细胞（CD3-CD335+）均明显缺失。

 

• 结果讨论

通过对IL2rg和Rag2基因进行敲除，构建BALB/c品系背景的BRG重度免疫缺陷小鼠，并通过FACS对小鼠体内的免疫细胞（B、T和NK细胞）进行分析与统计对比。结果显示，与野生型对照组小鼠相比，BRG小鼠的B、T和NK细胞均存在明显的缺失，该模型可用于造血干细胞（HSC）或外周血单个核细胞（PBMC）来源的免疫系统重建实验以及CDX和PDX等肿瘤移植实验，为免疫细胞的发育成熟模式、免疫缺陷疾病的发生机理、病毒和细菌性传染病的致病机制以及抗肿瘤药物的验证评价提供有效的工具。

 

参考文献

[1] Spolski R, Li P, Leonard WJ. Biology and regulation of IL-2: from molecular mechanisms to human therapy. Nat Rev Immunol. 2018 Oct;18(10):648-659.

[2] Cao X, Shores EW, Hu-Li J, Anver MR, Kelsall BL, Russell SM, Drago J, Noguchi M, Grinberg A, Bloom ET, et al. Defective lymphoid development in mice lacking expression of the common cytokine receptor gamma chain. Immunity. 1995 Mar;2(3):223-38.

[3] Schatz DG. V(D)J recombination. Immunol Rev. 2004 Aug;200:5-11.

[4] Hao Z, Rajewsky K. Homeostasis of peripheral B cells in the ab/sence of B cell influx from the bone marrow. J Exp Med. 2001 Oct 15;194(8):1151-64.

[5] Song J, Willinger T, Rongvaux A, Eynon EE, Stevens S, Manz MG, Flavell RA, Galán JE. A mouse model for the human pathogen Salmonell a typhi. Cell Host Microbe. 2010 Oct 21;8(4):369-76.