巨噬细胞工具小鼠分类
巨噬细胞工具鼠主要分为3类:Cre工具鼠,荧光报告工具鼠和DTR工具鼠。这三类鼠广泛应用在探索巨噬细胞起源,极化和细胞互作等方面,均大大促进了巨噬细胞生物学研究进程。
Cre工具鼠
Cre工具鼠是通过在小鼠marker基因位点敲入Cre/CreERT2或者Dre/DreERT2元件构建而成。Cre工具鼠跟特定的flox小鼠交配,可以实现在巨噬细胞中敲除或者敲入目的基因,完成对基因在巨噬细胞中的功能研究。例如最近中山大学宋尔卫/苏士成组就通过使用Csf1r-cre鼠与IRENA-CKO鼠交配,获得在巨噬细胞中敲除IRENA lncRNA 的敲除小鼠,验证了IRENA在肿瘤巨噬细胞促肿瘤过程中的作用,提供了一个潜在治疗靶点。
图4 巨噬细胞中特异敲除IRENA后增加了肿瘤组织的化疗敏感性[2]
此外,Cre工具鼠也可以通过与荧光报告工具鼠交配,实现谱系示踪的目的。例如Christian Schulz等利用组成性表达Cre的Csf1r-cre鼠及诱导性表达Cre的Csf1r-MeriCreMer与Rosa26-LSL-YFP小鼠交配,获得在Csf1r基因表达的细胞中表达YFP荧光蛋白的小鼠,从而对Csf1r+细胞进行追踪,发现组织定居巨噬细胞起源于卵黄囊来源的Csf1r+细胞。
图5 组织定居巨噬细胞起源于卵黄囊来源的Csf1r+细胞[3]
荧光报告工具鼠
荧光报告工具鼠是通过在小鼠marker基因处敲入报告基因构建而成,可以达到在体内标记巨噬细胞的目的。例如,Juan G等通过使用Lyz2-EGFP小鼠,区分中枢神经系统的小胶质细胞和外周血来源的浸润巨噬细胞,发现缺血性脑卒中后小胶质细胞和巨噬细胞在TNF-α,Arg-1和IL-1β等蛋白表达水平上均有较大差异,而两类细胞共同促进了脑部形态修复和再生。
图6 CD11b+LysM-EGFP+巨噬细胞(箭头)和P2ry12+CD11b+ 小胶质细胞(楔形符号)[4]
DTR工具鼠
DTR工具鼠则是在小鼠marker基因位点敲入DTR( diphtheria toxin receptor,白喉毒素受体)。当巨噬细胞表达DTR时,白喉毒素的注射将使细胞死亡,从而达到剔除巨噬细胞的目的。因此,DTR工具鼠可以用来研究巨噬细胞在免疫系统中的作用。Borthwick等通过构建CD11b-DTR和CD11c-DTR鼠,证明了在受感染的组织内,是巨噬细胞的剔除造成了2型炎症反应的减弱,而不是树突细胞,究其机制,是因为巨噬细胞剔除后损伤了 CD4+ T 辅助型 2类 (Th2) 细胞归巢和活化。
图7 白喉毒素处理后,CD11b+ F4/80+巨噬细胞数量显著减少[5]