Slc3a2基因敲除小鼠應(yīng)用于結(jié)腸癌、皮膚癌等多種癌癥的疾病模型

SLC3A2基因是溶質(zhì)載體家族中重要的一員，在多種有增殖能力的細(xì)胞內(nèi)較高表達(dá)，并通過介導(dǎo)多種途徑來影響正常細(xì)胞的生長(zhǎng)和功能。該基因的突變與腫瘤、代謝方面等疾病息息相關(guān)。

賽業(yè)生物《每周一鼠》，每周五更新，為大家講解一個(gè)小鼠模型的故事，希望對(duì)大家了解不同的小鼠模型有所幫助。今天和大家見面的是Slc3a2基因敲除小鼠。

SLC3A2基因簡(jiǎn)介
該基因是溶質(zhì)載體家族的成員，編碼細(xì)胞表面的跨膜蛋白。該蛋白質(zhì)作為異二聚體的重鏈存在，通過二硫鍵共價(jià)結(jié)合到輕鏈上。該基因編碼的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鈣水平和轉(zhuǎn)運(yùn)L型氨基酸方面發(fā)揮著重要作用。與該基因相關(guān)的疾病有賴氨酸尿蛋白不耐受和胱氨酸尿癥。其相關(guān)途徑包括環(huán)孢菌素A對(duì)升高的血小板胞質(zhì)Ca²⁺和mRNA、蛋白質(zhì)和代謝物誘導(dǎo)途徑的反應(yīng)。

SLC3A2（又名CD98與CD98HC）基因編碼跨膜糖蛋白CD98，CD98是一種Ⅱ型跨膜蛋白，它可與幾種L型氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（輕鏈）中的一種共價(jià)結(jié)合，形成功能性異二聚體大中性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。研究發(fā)現(xiàn)CD98在腸道炎癥狀態(tài)下表達(dá)增加，調(diào)節(jié)腸道上皮細(xì)胞中的CD98的表達(dá)有助于治療和預(yù)防炎癥性腸道疾病（IBD、結(jié)腸炎相關(guān)癌癥）^[1,2]。此外，SLC3A2與整合素功能的調(diào)節(jié)有關(guān)，其在各種整合素的調(diào)解過程中發(fā)揮重要作用，最近的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)SLC3A2與硬度依賴性皮膚腫瘤有關(guān)，可調(diào)節(jié)整合素機(jī)械傳感和剛性傳感^[3,4]。
 

圖1 SLC3A2基因相關(guān)信息
來源：RDDC罕見病數(shù)據(jù)中心
（https://rddc.tsinghua-gd.org/details/gene?gene=xpVeR2）

SLC3A2基因敲除小鼠模型的應(yīng)用

1.結(jié)腸癌
CD98在維持腸道內(nèi)穩(wěn)態(tài)與先天免疫反應(yīng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。Nguyen^[1]等研究人員在Slc3a2基因1和2號(hào)外顯子兩側(cè)插入loxp位點(diǎn)，產(chǎn)生CD98^fl/fl小鼠（圖2）,并將這些小鼠與Villin-Cre（VilCre）雜交，產(chǎn)生IEC（腸上皮細(xì)胞）特異性CD98基因敲除小鼠（CD98^fl/+ VilCre）。研究結(jié)果表明，CD98^fl/+ VilCre小鼠對(duì)AOM/DSS誘導(dǎo)的敏感性低于CD98^fl/+小鼠，CD98^fl/+ VilCre小鼠體重減輕減少、死亡率降低。與CD98^fl/+小鼠相比，CD98^fl/+ VilCre小鼠的結(jié)腸腫瘤數(shù)量與大小均較低，病理組織學(xué)結(jié)果亦表明CD98^fl/+ VilCre小鼠具有更小的腺瘤、結(jié)腸炎性細(xì)胞浸潤(rùn)更少。與CD98^fl/+小鼠相比，CD98^fl/+ VilCre小鼠促炎細(xì)胞因子和趨炎因子含量低于CD98^fl/+小鼠（圖3）。以上結(jié)果表明，IEC特異性CD98下調(diào)通過減少炎癥誘導(dǎo)的細(xì)胞因子/趨化因子產(chǎn)生和IEC增殖來減輕結(jié)腸炎相關(guān)癌癥（CAC）小鼠模型中的腫瘤發(fā)病率和腫瘤大小。
 

圖2 Slc3a2基因敲除小鼠模型的建立^[1]
 

圖3 AOM/DSS誘導(dǎo)Slc3a2基因敲除小鼠CAC表型^[1]

圖注：A：CAC誘導(dǎo)方案。小鼠腹腔注射AOM（偶氮甲烷）7天，再進(jìn)行2個(gè)周期的DSS處理（1個(gè)周期是8天的2.5%DSS然后14天的H₂O）。顯示了CAC方案不同階段小鼠的存活率和體重變化百分比。B：小鼠結(jié)腸中的腫瘤數(shù)量。C：顯微鏡觀察腫瘤大小。D：H&E染色結(jié)腸腫瘤。比例尺：100μm。E：結(jié)腸細(xì)胞因子/趨化因子mRNA水平。

2.皮膚癌
癌細(xì)胞中存在CD98hc（CD98重鏈）的過度表達(dá)，CD98可影響腫瘤細(xì)胞的增殖，引發(fā)上皮癌。Estrach^[4]等研究者將CD98^fl/fl與K14CreER^T2小鼠雜交產(chǎn)生表皮基底層CD98hc缺失小鼠（K14CreER^T2；CD98^fl/fl），并采用兩階段化學(xué)皮膚致癌方案（DMBA/TPA）誘導(dǎo)皮膚癌。結(jié)果表明，CD98hc缺失小鼠的乳頭狀瘤形成時(shí)間延遲了8周，在TPA誘導(dǎo)25周后，每只CD98hc缺失小鼠皮膚上平均有2個(gè)乳頭狀瘤且腫瘤的多樣性低，而每只對(duì)照組小鼠皮膚上平均有10個(gè)乳頭狀瘤。與對(duì)照小鼠相比，CD98hc缺失小鼠皮膚僅偶爾出現(xiàn)表皮增生（圖4）。綜上可知，CD98hc在Ras誘導(dǎo)的乳頭狀瘤中具有促腫瘤功能。
 

圖4 DMBA/TPA誘導(dǎo)Slc3a2基因敲除小鼠皮膚癌表型^[4]
 

Slc3a2基因敲除小鼠

小鼠福利，限定發(fā)放中~

品系名稱：
C57BL/6J-Slc3a2^em1Cya

品系編號(hào)：
KOCMP-17254-Slc3a2-B6J-VA

產(chǎn)品編號(hào)：
S-KO-03170

應(yīng)用方向：
❖ 免疫系統(tǒng)
❖ 腫瘤研究
❖ 內(nèi)穩(wěn)態(tài)/代謝

打靶方案：

Slc3a2基因敲除小鼠打靶方案示意圖