Ppia基因敲除小鼠與免疫研究

賽業生物《每周一鼠》，每周五更新，為大家講解一個小鼠模型的故事，希望對大家了解不同的小鼠模型有所幫助。今天和大家見面的是Ppia基因敲除小鼠。

Ppia基因
該基因編碼肽基脯氨酰順反異構酶（PPIase）家族的成員。其編碼的蛋白質是一種環孢菌素結合蛋白，可能在環孢菌素A介導的免疫抑制中發揮作用。該蛋白還可以與幾種HIV蛋白相互作用，包括p55gag、Vpr和衣殼蛋白，并且已被證明是形成感染性HIV病毒粒子所必需的。其相關通路有催乳素信號通路。

圖1. Ppia蛋白結構^【6】。

Ppia基因敲除小鼠

1●免疫異常表型
Colgan J等人通過ES打靶技術，敲除Ppia基因1~4號外顯子及部分5號外顯子序列得到Ppia敲除小鼠（圖1）^[1]。研究發現，Ppia敲除小鼠（Ppia^-/-）會自發出現眼瞼腫脹、紅斑，3月齡出現眼瞼緣炎癥，髓年齡增長病情加重。結膜和皮膚有單核細胞、嗜酸性粒細胞和肥大細胞浸潤，血清IgG1和IgE含量升高。KLH（Calbiochem）免疫10天后，血清抗原特異性IgG1和IgE含量升高（圖2）^[1]。
 

圖2. Ppia^−/−小鼠的免疫異常表型。

圖注：（A）：Ppia敲除小鼠打靶策略與鑒定。(B)：Ppia^-/-小鼠的眼瞼炎癥。(C)：蘇木精/伊紅染色切片顯示 Ppia^-/-眼瞼 (40×) 中的細胞浸潤。(D)：用剛果紅（左；600×；箭頭，嗜酸性粒細胞）或甲苯胺藍（右，400×；箭頭，肥大細胞）染色的Ppia^-/-眼瞼。(E)：未免疫小鼠中血清 IgG1和IgE的濃度。(F)：KLH免疫小鼠血清中的相對抗原特異性抗體和IgE濃度。

2●抗病毒表型
Liu W等人用SeV病毒（仙臺病毒）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。病理解剖學發現，SeV感染的Ppia^-/-小鼠的肺指數高于WT小鼠，肺臟損傷嚴重。組織病理學結果表明，SeV感染的Ppia^-/-小鼠表現為嚴重的支氣管肺炎、間質性肺炎、血管充血并且脫落，WT小鼠僅表現為輕微的支氣管肺炎和血管充血。Ppia^-/-小鼠肺中病毒載量更高，并且肺和脾臟中一型干擾素和下游ISG含量降低（圖2）。結果表明，Ppia通過增加IFN和下游ISG的表達來抑制體內SeV復制^[2]。
 

圖3. Ppia抗病毒反應

圖注：(A)：通過鼻腔接種感染SeV (2000 PFU/小鼠)，并監控感染后14天內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) 的肺指數 (100×肺/體重)。(C)：用SeV接種7天的WT和Ppia^-/-小鼠肺部的總體損傷。(D)：感染SeV或模擬感染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）：在指定時間點用 SeV處理的WT或Ppia^-/-小鼠中SeV NP或M mRNA的定量PCR分析。(F)：用SeV處理指定時間點的WT或Ppia^-/-小鼠肺組織中IFN-β和IFN-α 含量。（G和H）在指定時間點用SeV處理的WT或Ppia^-/-小鼠肺組織中Ifnb1、Ifna（G）、Ifit1、Ifit2和Ccl5（H）mRNA的定量PCR分析。數據顯示為平均值±SD（B：n =5;E-H:n=3）。*p<0.05 和**p<0.01。

參考文獻：
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.