Rag1/Rag2基因敲除小鼠构建技术原理

作为Rag1和Rag2基因敲除小鼠，皮下接种肝癌组织块和肿瘤细胞后能形成肿瘤，并且可以增长。由FACS检测小鼠外周静脉血中的T、B淋巴细胞生成量极低，与Nude小鼠T、B淋巴细胞产生量相当甚至更低，与野生型小鼠相比具有显著性差异。肿瘤组织HE染色病理切片结果显示Rag1和Rag2 KO小鼠和Nude小鼠肿瘤切片较为相似。该品系小鼠具有替代Nude，NOD-SCID小鼠作为肿瘤成瘤模型的潜力。

重组激活基因(recombination．activating genes，Rags)在V(D)J重组过程中发挥重要作用，V(D)J重组过程中发生的免疫球蛋白(Ig)基因和T细胞受体(TCR)基因的重排和重组是B细胞和T淋巴细胞成熟过程中的必需阶段。

小鼠的两个重组激活基因Rag1和Rag2均位于2号染色体，其编码的Rag1和Rag2蛋白在成熟前T细胞发育成为成熟T细胞以及成熟前B细胞发育成为成熟B细胞的过程中，通过识别Ig或TCR基因，并结合基因片段中的重组信号序列(RSS)，启动V(D)J重组。

Rag1和Rag2在淋巴细胞V(D)J重排过程中缺一不可，任意一个缺失都会导致T、B淋巴细胞发育中断，表现为严重的T／B细胞早期发育阻滞，T细胞停滞在CD3-CD4-CD8+CD25+阶段，B细胞停滞在B220-CD43+IgM-阶段，进而不能产生成熟的T、B淋巴细胞。因外周血中没有成熟T/B淋巴细胞，导致机体产生与人“重症联合免疫缺陷症”(severe combined immunodeficiency，SCID)类似的症状。

Rag1或者Rag2基因缺陷的小鼠外观发育正常，具有正常生殖能力，但由于不能产生T、B淋巴细胞，无法对异体来源的细胞产生异体排斥，因而可以作为移植瘤模型的载体。

构建策略

图1 Rag1构建策略图。

图2 Rag2构建策略图。

Rag1、Rag2基因敲除小鼠表达验证

图3 4种小鼠外周血功能T、B淋巴细胞含量流式细胞术检测结果。

通过流式细胞术对野生型C57BL/6J小鼠、NOD-SCID小鼠、Rag1-/-小鼠和Rag2-/-小鼠外周血中B细胞和T细胞的检测结果表明：Rag1-/-小鼠和Rag2-/-小鼠中的T细胞和B细胞含量较野生型小鼠有显著性降低（P<0.0001,图1A），T细胞和B细胞含量分别约为野生型的5％和25％；较NOD-SCID小鼠虽然均值略有增高，但无显著性差异(P>0.05，图1B)。

图4. Rag1-KO和Rag2-KO小鼠外周血中T 、B细胞缺失。

取Rag1-KO和Rag2-KO小鼠小鼠的外周血，通过FACS对其中T 、B和NK细胞的组成进行分析（A）并进行统计对比（B）。

图5. Rag1-KO和Rag2-KO小鼠脾脏中T 、B细胞缺失。

取Rag1-KO和Rag2-KO小鼠小鼠的脾脏细胞，通过FACS对其中T 、B和NK细胞的组成进行分析（A）并进行统计对比（B）。

图6. Rag1-KO和Rag2-KO小鼠胸腺中T 、B细胞缺失。

取Rag1-KO和Rag2-KO小鼠小鼠的胸腺细胞，通过FACS对其中T 、B和NK细胞的组成进行分析（A）并进行统计对比（B）。

图7. Rag2敲除小鼠胸腺和脾脏中EGFP检测。

结果显示Rag2 KO小鼠胸腺和脾脏中有EGFP阳性的细胞，并且EGFP阳性细胞均为CD4阴性和CD8阴性细胞。

Rag1、Rag2基因敲除小鼠的成瘤实验

图8 不同背景小鼠接种A549肿瘤细胞成瘤性结果

将异源肿瘤细胞分别移植到Rag1-/-小鼠、Rag2-/-小鼠、NOD-SCID小鼠、BALB/c裸小鼠和野生型C57BL/6J小鼠上，观察和比较肿瘤细胞移植后的生长。

结果显示，在Rag1-/-和Rag2-/-背景小鼠上，移植肿瘤生长速度最快，且两者之间无显著性差异；在NOD-SCID背景小鼠上的肿瘤生长速度次之；然后是在BALB/c裸小鼠背景；而在C57BL/6J小鼠上则无肿瘤生成(图2A)。Rag1-/-和Rag2-/-小鼠上的肿瘤，自肿瘤移植22 d后，显著大于BALB/c裸小鼠和NOD-SCID小鼠上的肿瘤体积(图2A)。

肿瘤组织切片的HE染色结果显示，来自Rag1-/-和Rag2-/-小鼠上的移植肿瘤组织和其他品系小鼠上的移植肿瘤组织切片没有显著差异，各组小鼠肿瘤细胞均生长旺盛，肿瘤细胞大小不一，胞核形态比较类似，可见瘤组织均呈巢状或片状生长，细胞间微血管较丰富(图2B)。

Rag1-/-和Rag2-/-小鼠相较于传统的异源肿瘤移植受体小鼠品系BALB/cNu裸小鼠和NOD-SCID小鼠，肿瘤生长速度更快。