賽業(yè)生物《每周一鼠》，每周更新，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Ptpn22基因敲除小鼠。

Ptpn22基因
PTPN22（protein tyrosine phosphatase non-receptor 22）基因編碼淋巴酪氨酸特異性磷酸酶（Lyp），Lyp由807個氨基酸構成，其N端是300多個氨基酸組成的PTP催化結構域，是這個蛋白的主要功能域，能夠使底物去磷酸化。其C端是由500個氨基酸組成的包含4個脯氨酸富集區(qū)的調控結構域。

PTPN22基因的一個單核苷酸多態(tài)1858C→T (rs2476601) 使密碼子620編碼的P1基序中一個高度保守的關鍵氨基酸精氨酸變?yōu)樯�氨�?R620W), 導致LYP和Csk不能結合，T細胞活性上調，細胞免疫穩(wěn)態(tài)被破壞，顯著增加了發(fā)生自身免疫性疾�。ㄈ缦到y(tǒng)性紅斑狼瘡、類風濕性關節(jié)炎、I型糖尿病、自身免疫性甲狀腺疾病等）的危險性。PTPN22基因的這一功能在基因敲除的小鼠動物模型中得到很好地證實。

Ptpn22基因敲除小鼠表型
有研究通過同源重組將Ptpn22基因外顯子1的翻譯起始點蛋氨酸由ATGG突變?yōu)镃TGC和一個嘌呤霉素抗性篩選元件來構建Ptpn22基因敲除小鼠模型，免疫印跡分析證實純合子胸腺細胞和脾細胞中PTPN22 蛋白缺失。

PTPN22的缺失導致T細胞穩(wěn)態(tài)破壞
純合子和野生型小鼠的胸腺細胞數量和亞群是相似的，唯一的區(qū)別是純合子小鼠CD4+CD8+[雙陽性(DP)]胸腺細胞中CD5的表達小幅增加以及CD4+T細胞的數量小幅度增加 (~30%)（如圖1）；是因為在DP階段CD5表達的增加與TCR信號的增強相關。

圖1. Ptpn22基因敲除小鼠T細胞的發(fā)育

Ptpn22對正選擇和負選擇的不同抑制作用
表達主要組織相容性復合體MHC-I類限制性TCR轉基因的雌性純合子小鼠對雄性H-Y抗原（雄性組織相容性抗原）具有特異性，胸腺和外周淋巴區(qū)室中的H-Y TCR+ CD8+ T細胞數量增加。同樣，表達 MHC II類限制性DO11.10 TCR轉基因的純合子小鼠對卵清蛋白 (OVA) 具有特異性，CD4+ T細胞數量增加。然而，通過雄性純合子小鼠中H-Y TCR+ CD8+胸腺細胞的正常缺失或用抗CD3ε的單克隆抗體(mAb)處理而導致DP胸腺細胞的多克隆缺失這種方法來衡量Ptpn22缺失對陰性選擇的影響，發(fā)現Ptpn22的缺失對陰性選擇沒有影響。

圖2. Ptpn2基因敲除小鼠T細胞的陽性選擇

4-6周的年輕純合子小鼠的外周血淋巴器官的變化相對老年鼠較小，年齡較大（6個月）的純合子小鼠出現脾腫大和淋巴結腫大。
 

圖3. Ptpn22基因敲除小鼠免疫器官的變化

Ptpn22通過Lck自動調節(jié)催化位點的去磷酸化來控制活化效應T細胞的增殖和功能
純合子老年小鼠效應/記憶T細胞池中的CD4+ T細胞和CD8+數量較年輕時增加。

在TCR激活的前2天，野生型和純合子小鼠幼稚 (CD44loCD62Lhi) T細胞顯示出相似的生長和循環(huán)。此外，這些細胞顯示出正常的TCR介導的[3H]胸苷摻入，細胞因子產生，細胞內鈣濃度動員，激活標記物(如CD25)的表達和細胞蛋白酪氨酸磷酸化。這些結果表明，Ptpn22的缺失對原始T細胞活化的初始階段沒有明顯的功能改變。然而在T細胞激活后的第3天和第4天，純合子小鼠CD4和CD8細胞表現出較野生型小鼠2.5倍的生長優(yōu)勢，這同樣也反映在細胞周期增加。

TCR再刺激后，這些源自純合子小鼠幼稚T細胞的效應細胞表現出增殖和細胞因子產生增加，盡管野生型效應T細胞中的Lck Tyr394 位點表現出瞬時TCR誘導磷酸化，但在純合子小鼠效應細胞中這種磷酸化得到增強和持續(xù)；受Lck調節(jié)的響應其他刺激（白介素 IL-2 或 IL-15 受體）的純合子小鼠效應/記憶細胞是正常循環(huán)的，這表明Ptpn22的抑制作用似乎僅限于TCR信號通路。

總之，這些數據支持Ptpn22通過Lck自動調節(jié)催化位點的去磷酸化來調控活化效應T細胞的增殖和功能的觀點。
 

圖4. 體外產生效應T細胞TCR介導功能增強

PTPN22基因的單核苷酸多態(tài)性在自身免疫性疾病中發(fā)揮著重要的作用。通過影響免疫細胞產生、活化及抑制T細胞受體信號系統(tǒng)，從而維持著機體免疫系統(tǒng)的動態(tài)平衡。該基因一旦發(fā)生突變，很可能導致機體自身免疫系統(tǒng)平衡紊亂而發(fā)生疾病。研究其突變如何引起自身免疫性缺陷以及其中的分子機理將為開發(fā)新的自身免疫性疾病的療法有很重要的意義。