고효율 B Cell 연구를 위한 Mb1-iCre 마우스 모델
B Cell 연구를 위한 Mb1-iCre 마우스 소개
면역학에서 B Cell는 적응 면역 시스템의 중요한 구성 요소입니다. B Cell의 기능을 더 잘 이해하기 위해, 과학자들은 특수한 연구 모델을 개발하였습니다. 이 중에서 Mb1-Cre 마우스는 B Cell 특이적 연구에서 높은 재조합 효율성으로 주목받고 있습니다. Codon을 통해 개선된 Cre recombinase(iCre)는 Cre의 개선된 버전으로, 효율적으로 발현되도록 설계되어 포유류에서 Epigenetic silencing을 줄이는 데 도움이 됩니다. 또한, iCre는 마우스에서 P1 박테리오파지 Cre보다 더 높은 수준으로 발현되어 높은 비율의 Cre-driven 재조합을 촉진합니다.
본문에서 정밀하고 고효율적인 B Cell 타겟팅을 위해 개발한 혁신적인 Mb1-iCre 마우스 모델 (제품 번호: C001552)을 소개하겠습니다.
B Cell Receptors (BCRs)에 대한 이해
B Cell Receptors (BCRs)는 B Cell의 표면에 박혀 있는 복합체로, B Cell의 생존, 적응, 활성화, 발달 및 형질전환을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.
B Cell Receptors (BCRs)는 막결합형 면역글로불린(membrane-bound immunoglobulin, mIg) 분자가 Igα(CD79a) 및 Igβ(CD79b) transmembrane signaling 서브유닛과 비공유 결합으로 구성됩니다.
이러한 복합체는 항원 인식과 적응 면역 반응에서 중요한 역할을 합니다. 항원이 B Cell Receptors (BCRs)와 결합하면, 항원 유도 BCR 신호가 활성화되어 일련의 신호 전달 경로와 세포 과정이 시작됩니다. [1]
MB1 유전자(또는 CD79a 유전자)는 B Cell Receptors (BCRs) 복합체의 중요한 구성 요소인 Igα 단백질을 인코딩합니다. Igα 단백질은 B세포에서만 발현되며, 그 발현은 골수에서 매우 초기의 pro-B Cell 단계부터 시작됩니다. [3] Igα 단백질은 주로 림프소포(lymphoid follicle)와 주변 면역 세포의 subpopulation에서 발현되며, 현저한 세포질 발현 특성을 보입니다.
그림 1. B Cell Receptors (BCRs) 복합체의 구조.[3]
Mb1-iCre 마우스 모델의 특징 및 장점
Cyagen은 첨단 유전자 편집 기술을 사용하여 Mb1-iCre 마우스 모델(제품 번호: C001552)을 독자적으로 개발했습니다. 높은 재조합 활성을 가진 코돈 최적화된 iCre 재조합효소 요소를 마우스의 내인성 Cd79a 유전자에 삽입하여 B Cell에서 특이적으로 발현하게 됩니다. Mb1-iCre 마우스 모델의 제작 전략은 마우스 내인성 Cd79a 유전자의 발현을 방해하여 B Cell에서 고효율 재조합을 보장합니다.
Mb1-iCre 마우스를 loxP-flanked 염기서열을 가진 마우스와 교배하면 자손 마우스의 B Cell에서 주로 Cre 재조합효소가 매개하는 재조합이 발생할 수 있으며, B Cell의 발달 초기 단계에서 Cre 재조합효소 활성이 더 높습니다.
1. B Cell에서 Cre 재조합효소의 활성
B Cell에서의 Cre 재조합 효율성을 평가하기 위해, tdTomato 형광 단백질을 조건적으로 발현하는 ROSA26-LSL-tdTomato 마우스를 Mb1-iCre 마우스와 교배하였습니다.
그림 2. 말초혈액, 비장, 골수에서 B Cell (mCD45+ mCD19+)의 Cre 재조합효소 발현 결과
Mb1-iCre 마우스를 ROSA26-LSL-tdTomato 마우스와 교배하여, 자손 마우스의 말초혈액, 비장, 골수 조직을 수집하고 FACS(Fluorescence-activated cell sorting)로 TdTomato 단백질 발현은 검출하였습니다. FACS 실험 결과는 다음과 같습니다:
- 말초혈액 B Cell: Cre+ 마우스 (Mb1-iCre[KI/+];ROSA26-LSL-tdTomato[CKI/+])의 말초혈액 B Cell에서 98% 이상의 재조합 효율로 강력한 tdTomato 발현이 나타났습니다.
- 비장 B Cell: 약 80%의 재조합 효율.
- 골수 B Cell: 76.93%~80.66%의 재조합 효율.
2. T Cell에서 Cre 재조합의 활성
그림 3. 말초혈액, 비장, 골수에서 T Cell(mCD45+ mCD3+)의 Cre 재조합효소 발현 결과
T Cell에서 Cre 활성이 최소화된 것으로 관찰되었습니다. Cre+ 마우스에 대한 FACS 실험 결과는 다음과 같습니다:
- 말초 혈액 T Cell: 1.89%~2.21% tdTomato 발현합니다.
- 비장 T Cell: 2.49%~3.72% tdTomato 발현합니다.
- 골수 T Cell: CD3+ T Cell 집단에서 유의미한 tdTomato 발현이 검출되지 않았습니다.
결론
Mb1-iCre 마우스 모델(제품 번호: C001552)은 B Cell에서 뛰어난 특이성과 재조합 효율성을 보여줍니다. 이는 B Cell를 타겟으로 하는 조직 특이적 연구에서 중요한 연구 모델로, 정밀한 유전자 편집을 보장합니다.
Cyagen은 Mb1-iCre 마우스 모델 외에도 특정 세포 유형 및 조직을 타겟으로 하는 다양한 inducible Cre 마우스 모델을 제공하며, 면역학, 조혈, 신진대사 등 다양한 연구를 지원합니다. 아래는 Cyagen에서 최신 개발한 일부 Cre, iCre 및 CreERT2 마우스 모델과 그들의 특정 조직/세포 응용 분야입니다.
| 제품 번호 | 모델명 | 조직/세포 발현 |
|---|---|---|
| I001184 | Cd19-Cre | B lymphoid lineage cells |
| I001160 | Csf1r-IRES-iCre | Macrophages, dendritic cells, and bone marrow-derived granulocytes |
| I001171 | Cd2-IRES-iCre | T cells, B cells |
| I001172 | Cd68-P2A-iCre | Monocytes, macrophages |
| I001173 | Klrd1-P2A-iCre | Bone marrow, natural killer (NK) cells |
| I001198 | Prdm1-iCre (Blimp1-iCre) | Primordial germ cells |
| I001146 | Cpa3-P2A-iCre-EGFP | Mast cells, basophils, certain T cell progenitor populations, thymic T cells, and hematopoietic progenitor cells |
| I001169 | Adgre1-P2A-CreERT2 | Macrophages |
| I001170 | Cd2-P2A-CreERT2 | T cells, B cells |
| I001205 | Lrat-P2A-tdTomato-T2A-CreERT2 | Hepatic stellate cells and other cells expressing the Lrat gene. |
| C001558 | Agrp-IRES-CreERT2-P2A-tdTomato | Arcuate nucleus (ARC) region of the hypothalamus. |
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포괄적인 Cre Driver 및 KO/cKO 마우스 모델
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참고 문헌
[1] Tkachenko A, Kupcova K, Havranek O. B-Cell Receptor Signaling and Beyond: The Role of Igα (CD79a)/Igβ (CD79b) in Normal and Malignant B Cells. Int J Mol Sci. 2023 Dec 19;25(1):10. doi: 10.3390/ijms25010010.
[2] Aribi, M. (2020). Introductory Chapter: B-Cells. IntechOpen. doi: 10.5772/intechopen.90636
[3] Hobeika E, Thiemann S, Storch B, Jumaa H, Nielsen PJ, Pelanda R, Reth M. Testing gene function early in the B cell lineage in mb1-cre mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006 Sep 12;103(37):13789-94. doi: 10.1073/pnas.0605944103.
