B6-Mhc1tm1小鼠,動物試驗

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基本信息

品系名稱：B6-Mhc1^tm1小鼠

英文名稱：B6-Mhc1^tm1 mouse

疾病名稱：移植排斥、腫瘤

相關基因：beta2m

背景品系：C57BL/6J

遺傳類型：基因敲除

繁殖方式：HOM X HOM

繁殖代數：NA

研究用途：用于移植排斥、腫瘤、免疫及信號轉導方面的研究。

飼養環境：屏障或隔離環境

培育單位：北京華阜康生物科技股份有限公司、中國醫學科學院醫學實驗動物研究所

保種單位：中國醫學科學院醫學實驗動物研究所

資源鑒定：否

鑒定日期：暫無介紹

特征描述

MHC-l抗原加工和呈遞的分子機制研究

1986年，Morrison等發現抑制溶酶體的蛋白降解過程并不影響MHCI類分子的抗原呈遞，提示細胞質中的蛋自酶參與抗原加工。到二十世紀九十年代初期，人們已經認識到MIP(MHCl結合抗原多肽)主要來自于細胞質中蛋白酶體對細胞內蛋白質的降解產物。隨后，Goldberg等研究小組通過使用蛋白酶抑制劑證實了這一猜測，并分析了體外純化蛋白酶的降解產物特征。研究表明，蛋白酶降解產物的長度范圍是3～22氨基酸殘基，呈對數正太分布。其中70～80％的多肽產物太短，不能作為MHC-I呈遞的抗原肽，約10％的產物長度與MIP一致，為8～l0個氨基酸殘基，剩余酶10～15％產物可以經氨肽酶等進一步加工作為MHC-I呈遞的抗原肽。同時，Goldberg等的研究還表明，MHC1結合多肽的羧基末端殘基是由蛋白酶降解過程所確定的，而N端則需要氨肽酶進一步進行加工處理。在這一信息的提示下，2002年有三個實驗室同時發表論文，分別簽定了小鼠和人類細胞中位于內質網中的、參與多肽進一步加工的氨肽酶ER-AAP/ERAP1。

二十整紀九十年代以來，MHC-1的抗原加工和呈遞的分子機制逐漸得到了闡明。1990年，有四個研究小組同時發表論文，證明染色體的MHC區存在編碼參與抗原多肽轉運的基因，其產物TAP(transporter associated with antigen processing)負責把細胞質中的8～15mer多肽轉運到ER內。1996年，Cresswell研究小組鑒定了Tapasin，發現tapasin在TAP與MHC-1之間發回重要的介導作用，并依據此提出了多肽加載復合物（peptide-loading complex，PLC）的最初模型。近年來，CressweIl小組發現Tapasin與ERp57形成異二聚體(以二硫鍵結合)，構成了PLC的最小功能單元，起著多肽加載和編輯的重要功能。最近，該實驗室解析了Tapasin-ERp57異二聚體的結構，從而為蛋白酶體-TAP、ERAPl、PLC介導的對胞內蛋白的MHC-1直接抗原呈遞途徑提供了更為清晰的圖像。

MHC-I結合多肽(CTL表位)的來源蛋白的研究

早在1989年，Boon等根據無啟動子DNA分子轉化進入細胞后可以被翻譯并由MHC-1分子呈遞多肽片段的實驗觀察，提出了“pepton”假說。該假說認為：(1)含有CTL表位多肽(MIP)的短序列可以自動被轉錄、翻譯，(2)MIP可以從基因序列上任意閱讀框內含潛在CTL表位區域(“pepton”)的即時翻譯產物中產生。按照“pepton”假說，MIP可以來自基因三個不同閱讀框的編碼產物。然而，此后發現的絕大多數CTL表位都是來自基因的正常閱讀框的產物，因此這一假說很快遭到了質疑。此外，人們很快認識到MIP來自于細胞質中蛋白酶對細胞內蛋白質的降解產物。因此，隨著細胞內耗能性蛋白降解研究的進展，主流研究者更加關注泛素介導的蛋白酶研究，認為細胞內完成自身使命的蛋白質分子(old protein)是MIP的主要來源。

然而考慮到某些病毒在4個小時內就能夠完成從入侵細胞、復制病毒到釋放子代病毒顆粒的整個過程，CTL要想控制病毒在體內的傳播，必須盡快識別并清除被病毒感染的細胞。例如彈狀病毒或流感病毒在感染細胞后1小時內，宿主細胞就可以把病原體來源的MIP呈遞給CD8+T細胞并足以誘導有效的抗病毒細胞免疫應答。病毒來源的蛋白分子在進入MIP庫之前必須成功地與細胞內高達3×109個宿主蛋白質進行競爭。因此，如果MIP庫僅是由具天然結構的細胞質內蛋白或多肽經蛋白酶體系加工處理而來，則宿主細胞無法在1小時的時間范圍內成功地把入侵病毒的抗原呈遞給免疫系統。正是基于上述對病毒復制和蛋白正常代謝進行的動力學分析，Yewdell等人于1996年提出了DRiP假說，并于2006年進行了一次重要補充。按照DRiP假說，構成MIP庫的抗原肽可以來自于蛋白合成過程中新生成的產物，如蛋白合成過程中提前終止的產物、未能正確折疊的全長蛋白質缺陷產物，統稱DRiP(defective ribosomal products)。DRiP假說的核心思想是，蛋白合成過程的副產物DRiP構成了MIP的主要來源。以DRiP作為MIP的一個重要來源，可以使宿主免疫系統在第一時間內對新合成的蛋白進行免疫監測，因此具有進化上的優勢。科學假說的價值在于其科學預測的能力。根據DRiP假說，細胞內的蛋白合成受到阻斷將會影響MIP的產生。2000年，Yewdell小組和Neefjes小組同時發表論文，為這一推測提供了直接的證據。研究表明，蛋白質合成的保真性遠低于DNA的復制，其出錯率競高達30％。這就意味著新合成的蛋白質有30％是DRiP，來自新合成的蛋白質的多肽片段成為TAP的重要底物轉運進入ER并進而被MHGI呈遞。2005年，Yewdell小組進一步證明新蛋白的合成與MHC-I的抗原呈遞緊密偶聯，并據此進一步發展了DRiP假說，提出可能存在參與MHGI抗原呈遞的特異性核糖體(所謂的“immunoribosome”)。后者尚有待于進一步的研究。

MHC-I結合多肽(CTL表位)的結構和構成特征的研究

1990年，Rammensee研究小組第一次報道了MHC-I類分子自然呈遞的表位多肽。此后，隨著Sette小組開發的免疫沉淀分離MHC分子進而酸抽提結合肽的方法的推廣，人們獲得了大量的MHC-I結合肽的序列資料。這些早期研究定義了CTL表位的錨定位點概念，揭示了MHC-I等位基因特異性保守基序的現象，同時也促使人們應用這些信息開始嘗試對新的CTL表位進行預測和鑒定。1996年，sette小組發現HLA-A3、A11、A31、A*3301以及A*6801的抗原結合部位具有結構相似性，因此可以交叉識別CTL表位，從而可以把這些HLA-I類分子歸納為A3超型。這一發現的意義在于，人們可以根據若干不同的I類HLA分子交叉識別的CTL表位定義出彼此共享的超級基序(supemotif)，并根據超級基序定義HLA超型(supertype)。2008年，Sette小組根據近10年來不斷積累的HLA與多肽表位的結合數據(binging data)，以及大量的MHC相關的數據庫資源(如SY-FPEITHI、 HLA Ligand、FIMM、 MHCBN 和IMGT)，對迄今為止鑒定的945種HLA—A、B位點的等位基因進行分析，結果表明，高達85％的HLA 的A、B位點的等位基因(750種)可以歸納入原先定義的9大類超型之中，即：A01、A02、A03、A24、B07(B08)、B27、B44、B58和B62。

MHC-I結合多肽的來源十分多樣。研究表明，在正常細胞表面，約有數十萬個各類MHC-l分子，呈遞數千種不同的抗原多肽。早期應用質譜分析方法對MHC-I洗脫的多肽混合物進行的分析表明，在單個細胞表面每一種MHC-l分子可能結合有lOOO多種不同酶多肽分子，而每MHC-1多肽復合物的拷貝數為數百個(少數可達10000拷貝／細胞)。根據積累的MlP表位序列資料，人們發現MIP的源蛋白包括了所有細胞亞結構中的成分(包括細胞核、細胞質、細胞表面的穿膜蛋白，甚至包括線粒體基因組編碼的蛋自)、涉及各種細胞功能體系(細胞代謝、生長以及信號轉導通路)。這些多肽幾乎是整個細胞內所有蛋白質的一個抽樣，因此比喻為“基因芯片”。Shastr等認為，從理論上推測細胞內的所有蛋白都被MHC-l分子在細胞表面呈遞了多肽片段。

在過去5年中，隨著高通量質譜分析技術的發展以及人類基因組研究的順利完成，人們得以對單一細胞來源的單一MHCl分子的結合肽進行整體分析，從而首次對上述理論推測進行驗證。根據由此獲得的MHC-I結合多肽的序列從三個方面探討MIP的構成：源蛋白的構成、源蛋白基因在基因組中的分布、源蛋白mRNA的豐度。2004年，Hildebrand等研究了單一表達水溶性HLA-B*1801的B細胞系721.22l，獲得了HLA．B*180l呈遞的200多條結合肽的序列信息。結合人類基因組信息，發現這些肽的源蛋白分布于細胞內所有的亞細胞結構中，參與細胞的各種生理功能體系，其編碼基因隨機分布予各條染色體上。2007年，Rammensee小組研究了腎腫瘤細胞和對應的正常腎細胞的MlP構成和mRNA表達情況，發現mRNA拷貝數并不能有效反映衍生的MHC-l結合肽在細胞表面的豐度，從而提示僅從mRNA入手鑒定腫瘤相關CTL表位是不夠的。然而，2008年Fortier等研究了正常的腫瘤小鼠胸腺細胞中MlP的構成，發現在胸腺細胞中，MIP的構成反映了細胞內mRNA的豐度；正常的癌化胸腺細胞MlP差異達25％，其中近一半與源蛋自腫瘤轉化有關【1】。

MHC功能研究現狀

MHC基因的作用主要為排異 。 MHC 基因在哺乳類動物 、兩棲類動物及禽類動物的組織移植排斥中起重要作用 ，即在移植過程中表達相同 MHC基因的個體不產生排斥反應 ，反之會產生。 器官移植的排斥反應主要是由供受者之間 MHC基因的差異引起的 ，器官移植時 ，表達相同 MHC 分子的生物個體可以接受彼此的移植器官或組織，而MHC不同的個體間卻具有排斥作用。 將MHC 基因編碼的多肽分子呈現在細胞表面，作為T細胞的識別標志。 MHC 基因還有免疫作用，因為許多與免疫相關的基因都在 M HC位點上 ，MHC 基因上不同的位點決定了 T 細胞會識別不同類型的抗原，I 類位點針對膜結合抗原 ，而 II 類位點主要針對抗原遞呈細胞上的可溶性抗原，利用這一特點在兩棲類動物中，I 類位點的分析多用于與病毒感染相關的研究 ，而 II 類位點的分析多用于體外抵抗真菌 、細菌 、寄生蟲等感染的研究。 在動物的免疫遺傳學上M HCI 對于了解動物發病 、育種和疫苗功效等方面具有很高的參考價值 。 研究表明到目前為止在人、老鼠 、雞和牛體內 ，MHCI與疾病的抗性 、易感性和發病過程是有密切的聯系的 。 MHC 基因具有跨種間多態性 ，因此 MHC 位點在闡明近緣物種間的系統發生關系時起非常大的作用 ，在動物的系統發生中 ，MHC分子大約在 4-5 億年前在低等脊椎動物中出現，并開始分化，因此 MHC 位點已經作為一種遺傳標記用于調查種群遺傳結構 ，確定近緣物種間的關系和進化歷史；MHC基因又與抗病相關。 在各基因座都存在著眾多的復等位基因 ，與此同時 ，高度的變異導致了抗原結合多肽的多樣性，而這種多樣性與動物機體的抗病能力有一定的關系，在許多物種中都已經得到了證實；MHC 基因的高度多態性說明了遺傳背景的多樣性，可能是動物抵御不利環境的一種適應性表現。 通過MHC的遺傳變異分析可以提供物種的遺傳多樣性水平、種群遺傳結構、進化歷史及種群動態等信息【2】。

HLA I類基因根據編碼產物的組織分布、功能及多態性不同可分為經典MHCI類和非 經典MHCI類基因。經典MHCI類基因(classical class I gene又稱 HLA—Ia，包 括 HLA—A、B、C三個功能基因，具有高度多態性，編 碼產物廣泛分布在所有有核細胞表面。 非經典MHC I類基因 (non—classical class I gene)，即 HLA -IIb，包括 HLA-E、F、G三個座位。HLA-IIb基因的編碼及分子特點和功能也見報道【3】。

動物簡介

營養成分

生物學特性

遺傳信息

實驗儀器

測試流程

注意事項

1.具體的試驗周期以工程師告知的為準。

2.文章中的圖片或者標準以及具體的試驗方案僅供參考，因為每個樣品和項目都有所不同，所以最終以工程師告知的為準。

3.關于（樣品量）的需求，最好是先咨詢我們的工程師確定，避免不必要的樣品損失。

4.加急試驗周期一般是五個工作日左右，部分樣品有所差異

5.如果對于（B6-Mhc1tm1小鼠,動物試驗）還有什么疑問，可以咨詢我們的工程師為您一一解答。