Ly6e基因及Ly6e基因編輯小鼠在驗證抗病毒研究新思路中的應(yīng)用

賽業(yè)生物《每周一鼠》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Ly6e基因編輯小鼠。

⭐ Ly6e基因簡介
該基因?qū)儆谌祟怢y6基因家族，編碼糖基磷脂酰肌醇（GPI）錨定的細(xì)胞表面蛋白。該蛋白在T細(xì)胞生理、腫瘤發(fā)生和免疫調(diào)節(jié)中起重要作用，還參與調(diào)節(jié)冠狀病毒、SARS-CoV、MERS-CoV和SARS-CoV-2 的病毒感染。其相關(guān)途徑包括GPI錨定蛋白質(zhì)的翻譯后修飾合成和蛋白質(zhì)代謝。

圖1. Ly6e 蛋白結(jié)構(gòu)

⭐ Ly6e相關(guān)疾病介紹
LY6E參與調(diào)節(jié)冠狀病毒、SARS-CoV、MERS-CoV 等病毒的感染過程，亦在T細(xì)胞生理、腫瘤發(fā)生和免疫調(diào)節(jié)中起重要作用。

人畜共患冠狀病毒（CoV）對全球健康造成了巨大的威脅，調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，近20年出現(xiàn)了2種嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒（SARS-CoV和SARS-CoV-2）和中東呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒（MERS-CoV）[1~3]都與該基因有關(guān)。CoV是有包膜的RNA病毒，具有廣泛的宿主嗜性，該病毒具有跨物種感染能力。宿主感染CoV后產(chǎn)生的免疫反應(yīng)復(fù)雜，研究表明，部分通過抗病毒干擾素進(jìn)行調(diào)節(jié)，然而，抑制該病毒的干擾素刺激基因尚未明確[4，5]。

⭐ Ly6e小鼠模型表型的介紹
抗病毒表型
Pfaender S等人在3-4號外顯子兩側(cè)插入loxP位點，再通過與Vav1-iCre 小鼠雜交，以產(chǎn)生敲除3和4號外顯子序列的造血干細(xì)胞特異性敲除小鼠（圖1）。研究表明，Ly6eΔHSC（Ly6eflox/flox；Vav1-iCre ）小鼠的骨髓衍生巨噬細(xì)胞（BMDM）中的Ly6e mRNA水平降低，Ly6eΔHSC小鼠的BMDM比Ly6eflox/flox（WT）小鼠的BMDM更容易受到MHV（鼠CoV小鼠肝炎病毒）感染，這表明Ly6e是鼠CoV的限制因子（圖1）[1]。

為進(jìn)一步確定Ly6e對控制體內(nèi)CoV感染的重要性，研究人員使用高劑量MHV (5 × 10 4 PFU) 感染Ly6eΔHSC和Ly6eflox/flox小鼠。研究結(jié)果表明，感染MHV第六天Ly6eΔHSC小鼠迅速死亡；感染MHV后3天和5天血清生化指標(biāo)顯示，雌鼠血清中ALT含量升高，肝損傷嚴(yán)重，而雄鼠血清中ALT含量與WT無差異；Ly6eΔHSC與WT小鼠肝病毒載量無差異；Ly6eΔHSC小鼠脾病毒載量顯著高于WT小鼠；MHV感染后3天，肝壞死無顯著差異；感染后5天，雌性Ly6eΔHSC小鼠肝壞死明顯，單核免疫細(xì)胞減少（圖2-3）。這些結(jié)果表明，造血細(xì)胞中Ly6e對于控制鼠CoV感染具有重要意義[1]。

圖1. Ly6e 造血干細(xì)胞條件性敲除小鼠的產(chǎn)生

圖注：a: Ly6eΔHSC小鼠產(chǎn)生的策略圖，通過Ly6efl/fl小鼠與轉(zhuǎn)基因Vav1-iCre小鼠以去除LoxP側(cè)翼外顯子III和IV來構(gòu)建；b：Ly6efl/fl、Ly6efl/+和Ly6e+/+小鼠的PCR的凝膠電泳；c：骨髓來源的巨噬細(xì)胞（BMDM）中的Ly6e基因表達(dá)；d：BMDM的感染。

圖2. Ly6eΔHSC小鼠更容易感染小鼠肝炎病毒

圖注：ab：雌性Ly6eflox/flox和Ly6eΔHSC小鼠注射PBS或MHV后的存活率（a）和體重減輕情況（b）；c~n：感染后3（c~h）或5（i~n）天血清中ALT（c,i）、肝臟（d,j）和脾臟（e,k）中的病毒滴度以及肝壞死和炎癥（fh，In）。
 

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圖3. Ly6eΔHSC小鼠更容易感染小鼠肝炎病毒

圖注：ab：雄性Ly6eflox/flox和Ly6eΔHSC小鼠注射PBS或MHV后的存活率（a）和體重減輕情況（b）；c~n：感染后3天（c~h）或5天（i~n）血清ALT（c,i）、肝臟（d,j）和脾臟（e,k）中的病毒滴度以及肝壞死和炎癥（fh，In）。

⭐ 總結(jié)
小鼠Ly6e功能喪失導(dǎo)致的免疫力減低、抗病毒能力降低具有潛在的臨床意義，對這一基因的深入研究有助于探討機(jī)體抵御病毒的作用機(jī)制，同時亦可用于抗病毒藥物和相關(guān)疫苗的研制。

⭐ 參考文獻(xiàn)
1. Pfaender S, Mar KB, Michailidis E, Kratzel A, Boys IN, V'kovski P, Fan W, Kelly JN, Hirt D, Ebert N, Stalder H, Kleine-Weber H, Hoffmann M, Hoffmann HH, Saeed M, Dijkman R, Steinmann E, Wight-Carter M, McDougal MB, Hanners NW, Pöhlmann S, Gallagher T, Todt D, Zimmer G, Rice CM, Schoggins JW, Thiel V. LY6E impairs coronavirus fusion and confers immune control of viral disease. Nat Microbiol. 2020 Nov;5(11):1330-1339. doi: 10.1038/s41564-020-0769-y. Epub 2020 Jul 23. PMID: 32704094; PMCID: PMC7916999.

2. Zhu N, Zhang D, Wang W, Li X, Yang B, Song J, Zhao X, Huang B, Shi W, Lu R, Niu P, Zhan F, Ma X, Wang D, Xu W, Wu G, Gao GF, Tan W; China Novel Coronavirus Investigating and Research Team. A Novel Coronavirus from Patients with Pneumonia in China, 2019. N Engl J Med. 2020 Feb 20;382(8):727-733. doi: 10.1056/NEJMoa2001017. Epub 2020 Jan 24. PMID: 31978945; PMCID: PMC7092803.

3. Drosten C, Günther S, Preiser W, van der Werf S, Brodt HR, Becker S, Rabenau H, Panning M, Kolesnikova L, Fouchier RA, Berger A, Burguière AM, Cinatl J, Eickmann M, Escriou N, Grywna K, Kramme S, Manuguerra JC, Müller S, Rickerts V, Stürmer M, Vieth S, Klenk HD, Osterhaus AD, Schmitz H, Doerr HW. Identification of a novel coronavirus in patients with severe acute respiratory syndrome. N Engl J Med. 2003 May 15;348(20):1967-76. doi: 10.1056/NEJMoa030747. Epub 2003 Apr 10. PMID: 12690091.

4. Kindler E, Thiel V, Weber F. Interaction of SARS and MERS Coronaviruses with the Antiviral Interferon Response. Adv Virus Res. 2016;96:219-243. doi: 10.1016/bs.aivir.2016.08.006. Epub 2016 Sep 9. PMID: 27712625; PMCID: PMC7112302.

5. Schoggins JW. Interferon-Stimulated Genes: What Do They All Do? Annu Rev Virol. 2019 Sep 29;6(1):567-584. doi: 10.1146/annurev-virology-092818-015756. Epub 2019 Jul 5. PMID: 31283436.