TMEM119-CreERT2在神經(jīng)科學(xué)研究中的應(yīng)用及相關(guān)小鼠模型的介紹

作為大腦的“免疫哨兵”，小膠質(zhì)細(xì)胞既能在神經(jīng)發(fā)育時修剪突觸、塑造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，又能在炎癥反應(yīng)中清除病原體和細(xì)胞碎片，還能在血管損傷、神經(jīng)退行性疾病等多種場景中快速響應(yīng)擾動 ^[1-2]。要深入探究其在健康與疾病中的作用并挖掘治療潛力，我們亟需一把能夠精準(zhǔn)識別和操控它們的“金鑰匙”。而TMEM119，正是這把備受矚目的“鑰匙”，有望為小膠質(zhì)細(xì)胞研究撕開一個突破口。

小膠質(zhì)細(xì)胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）中的功能 ^[3]。

1. TMEM119：小膠質(zhì)細(xì)胞的“身份卡”與未來療法的新希望
TMEM119被廣泛認(rèn)為是實(shí)質(zhì)性小膠質(zhì)細(xì)胞的高度特異性標(biāo)志物，這使其在神經(jīng)科學(xué)研究中具有顯著優(yōu)勢。研究表明，Tmem119 mRNA在中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）中高度富集，而來自骨髓的外周浸潤性巨噬細(xì)胞則不表達(dá)TMEM119蛋白 ^[4]。這意味著，通過TMEM119，我們能精準(zhǔn)區(qū)分大腦常駐小膠質(zhì)細(xì)胞與那些在神經(jīng)炎癥或損傷時可能“入侵”的“外來和尚”——外周浸潤性巨噬細(xì)胞。在復(fù)雜的神經(jīng)炎癥和神經(jīng)退行性疾病中，這種區(qū)分至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈兛赡馨缪葜�截然不同的角色，對疾病進(jìn)程產(chǎn)生截然不同的影響。因此，TMEM119提供了一個清晰的“界線”，幫助科學(xué)家們深入剖析這些細(xì)胞的真實(shí)身份和功能。盡管在某些病理?xiàng)l件下TMEM119的表達(dá)可能會發(fā)生動態(tài)調(diào)整，甚至在病理激活的小膠質(zhì)細(xì)胞中下調(diào)，但這絲毫不能掩蓋它在穩(wěn)態(tài)小膠質(zhì)細(xì)胞中高度特異性的價值，使其成為研究小膠質(zhì)細(xì)胞譜系和功能的強(qiáng)大工具 ^[5]。

此外，Tmem119的動態(tài)變化同樣具有研究價值。在阿爾茨海默病（AD）等神經(jīng)退行性疾病模型中，其表達(dá)顯著下調(diào)。研究發(fā)現(xiàn)，TMEM119的過表達(dá)在AD小鼠中顯著促進(jìn)了淀粉樣β（Aβ）蛋白的清除并改善了小鼠的認(rèn)知功能 ^[6]。這無疑為AD的治療開啟了一扇新的窗戶，預(yù)示著TMEM119可能成為未來AD治療的潛在靶點(diǎn)。

2. 大腦之外：Tmem119在骨骼生物學(xué)及其他領(lǐng)域的作用
跳出神經(jīng)領(lǐng)域，Tmem119（又稱成骨細(xì)胞誘導(dǎo)因子，OBIF）在骨骼系統(tǒng)中同樣角色關(guān)鍵。它能夠促進(jìn)成肌細(xì)胞向成骨細(xì)胞的分化，參與骨骼重塑通路 ^[7-8]。Tmem119可能在骨肉瘤中作為癌基因發(fā)揮作用，其表達(dá)水平與腫瘤大小、臨床分期、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和總生存期密切相關(guān) ^[9]。此外，Tmem119還參與睪丸發(fā)育，對正常的精子發(fā)生和睪丸晚期分化至關(guān)重要 ^[10]。

3. Tmem119-CreERT2小鼠
將Tmem119的“空間定位”與CreERT2重組酶的“時間調(diào)控”結(jié)合，可以為小膠質(zhì)細(xì)胞研究提供“精準(zhǔn)可控的基因編輯工具”。賽業(yè)生物利用基因編輯技術(shù)開發(fā)了Tmem119-CreERT2小鼠模型（產(chǎn)品編號：C001826），將他莫昔芬（Tamoxifen）誘導(dǎo)型CreERT2重組酶元件整合到小鼠Tmem119基因的終止密碼子處。這種構(gòu)建策略使得CreERT2重組酶的表達(dá)模式與小鼠內(nèi)源性Tmem119基因相似。當(dāng)該品系小鼠與含有l(wèi)oxP位點(diǎn)的小鼠雜交后，經(jīng)他莫昔芬誘導(dǎo)后可在小膠質(zhì)細(xì)胞中發(fā)生由Cre重組酶介導(dǎo)的loxP位點(diǎn)間的序列重組。Tmem119-CreERT2小鼠可用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)常駐小膠質(zhì)細(xì)胞的功能以及骨發(fā)育、成骨細(xì)胞分化和成骨肉瘤的研究。

將Tmem119-CreERT2小鼠與Rosa26-LSL-tdTomato小鼠交配，當(dāng)子代小鼠發(fā)育到一定周齡時進(jìn)行他莫昔芬（Tamoxifen，Tam）誘導(dǎo)處理。CreERT2酶介導(dǎo)的重組在他莫昔芬誘導(dǎo)后將導(dǎo)致tdTomato蛋白在子代Cre陽性細(xì)胞中表達(dá)。誘導(dǎo)完成后，采集小鼠腦部組織并通過免疫熒光染色（IF）檢測Cre重組酶介導(dǎo)的熒光發(fā)生情況。其表達(dá)驗(yàn)證結(jié)果如下所示：

 他莫昔芬誘導(dǎo)后Cre重組酶在海馬區(qū)的表達(dá)情況。

他莫昔芬誘導(dǎo)后Cre重組酶在大腦皮層的表達(dá)情況。

根據(jù)組織學(xué)分析，實(shí)驗(yàn)組（G1-G4）小鼠的海馬區(qū)和大腦皮層中均存在綠色熒光信號，顯示在此類組織中已發(fā)生Cre重組。在海馬區(qū)和大腦皮層中檢測出大量紅色熒光，紅色熒光與綠色熒光絕大部分發(fā)生重合，表明模型在IBA1+小膠質(zhì)細(xì)胞中發(fā)生了Cre重組。

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