Gata2基因的突變與多種遺傳性和獲得性免疫疾病有關，Gata2缺乏綜合征(G2DS)是一種罕見的常染色體顯性遺傳疾病，以髓系惡性腫瘤和免疫缺陷癥狀最為常見，發病年齡跨越人生命中的各個時期。

賽業生物《每周一鼠》，每周五更新，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Gata2基因敲除小鼠。

Gata2基因簡介
該基因編碼GATA鋅指轉錄因子家族的成員，其基因編碼的蛋白質在調節參與造血和內分泌細胞譜系發育和增殖的基因轉錄中起重要作用。該基因的突變與多種遺傳性和獲得性免疫疾病有關，包括骨髓增生異常綜合征和急性髓性白血病。其相關途徑有HDACII類和G-AlphaQ信號介導的信號通路。
 

圖1 Gata2基因相關信息
 

圖2 Gata2蛋白結構

Gata2相關疾病介紹
Gata2基因參加調節樹突狀細胞的分化、造血干細胞的增殖、IgE/肥大細胞的分化、粒細胞-單核細胞祖細胞的分化等多種細胞的分化與增值，該基因的突變會引發免疫缺陷。免疫缺陷是一種由于機體免疫系統發育缺陷或免疫反應障礙導致機體抗感染能力下降的疾病，臨床表現為感染、惡性腫瘤、自身免疫病等，嚴重影響機體的健康。

該病的發病原因多種，其中先天性（原發性）免疫缺陷病的有B細胞缺陷性疾病、T細胞缺陷性疾病、T和B細胞聯合缺陷性疾病及吞噬細胞缺陷病等，后天繼發性免疫缺陷病有感染、惡性腫瘤、蛋白喪失等，醫源性免疫缺陷的誘因有長期使用免疫抑制劑、抗生素、放射性損傷等。此病的治療較為復雜，治療方法有：應用免疫抑制劑（IgG、特異性免疫血清、細胞因子等）、免疫重建（胸腺移植、骨髓移植、造血干細胞移植等）、基因治療等^[1~3]。

Gata2基因敲除小鼠
Charles^[4]等研究人員在Gata2基因5號外顯子兩側插入loxp位點，產生Gata2^flox/flox小鼠（圖3）。
 

圖3 Gata2^flox/flox小鼠構建方式^[4]

Onodera^[1]等人將Gata2^flox/flox與ER-Cre小鼠雜交，產生樹突狀細胞（DC）特異性Gata2敲除小鼠（Gata2^flox/flox/ER-Cre）。研究結果表明，雜交后代DC中幾乎檢測不到Gata2 mRNA表達，脾臟中漿細胞樣DC、常規DC以及總DC百分比下降，脾臟組織中CD11c⁺細胞含量極少，此外，Gata2敲除小鼠的祖細胞數量也顯著降低（圖4）。由此可知，Gata2對調節DC分化具有重要意義，在免疫調節方面發揮重要作用。
 

圖4 Gata2^flox/flox小鼠免疫缺陷表型^[1]
 

圖注：A：Gata2敲除小鼠PCR分析。B：Gata2^flox/flox/ER-Cre小鼠骨髓細胞中Gata2 mRNA檢測。C：流式細胞術檢測Gata2^flox/flox/ER-Cre小鼠脾細胞中脾細胞群（pDCs(漿細胞樣樹突狀細胞）、cDCs（常規樹突狀細胞））的百分比。D：脾臟的免疫組化分析。切片用抗CD11c的抗體染色（CD11c⁺細胞為棕色）。比例尺，50μm。E：流式細胞術分析骨髓祖細胞百分比。

Li^[5]等人將Gata2^flox/flox與Mcpt5-Cre小鼠雜交產生結締組織肥大細胞特異性Gata2缺陷小鼠（Gata2^f/f/Mcpt5-Cre）。研究發現，Gata2^f/f/Mcpt5-Cre小鼠耳部皮膚、胃、氣管、腹腔中肥大細胞缺失，但存在相當數量的堿性粒細胞、T細胞、B細胞、樹突狀細胞、自然殺傷性細胞、中性粒細胞以及巨噬細胞。Gata2^f/f/Mcpt5-Cre小鼠沒有PCA（被動皮膚過敏反應）和PSA（被動全身性過敏反應），并且在抗原攻擊后5min沒有釋放組胺，其肥大細胞蛋白酶1（MMCP-1）的分泌也顯著低于WT小鼠。結果表明，Gata2對過敏反應意義重大（圖5）。
 

圖5 Gata2^flox/flox小鼠免疫缺陷表型^[5]

圖注：A：腹腔肥大細胞（MC）和骨髓嗜堿性粒細胞（Ba）的流動分析。B:肥大細胞的甲苯胺藍染色。肥大細胞用箭頭表示。C：被動皮膚過敏反應分析（用IgE抗2、4、6-三硝基苯(TNP)抗體致敏，并通過靜脈注射TNP-BSA(300μg/300μlPBS)和0.5%伊文思藍染料。注射后30分鐘，收集耳朵并在二甲基甲酰胺中培養48小時，然后測量二甲基甲酰胺在620nm(OD620nm)處的吸光度。）D：被動全身過敏反應（PSA）分析（用10μgIgE抗TNP抗體致敏，并用10μgTNP-BSA攻擊。在攻擊前（0分鐘）和攻擊后5、10、15、20、25、30、40、60、80、100和120分鐘測量受攻擊小鼠的直腸溫度。）E：ElISA分析組胺含量。F：ElISA分析MMCP-1含量。G：小鼠骨髓衍生肥大細胞的PSA分析。

總結

小鼠Gata2功能的喪失所致的免疫缺陷具有潛在臨床價值，對該基因的深入研究有助于探討胚免疫缺陷的發病機制，同時亦有助于此類疾病治療新方法的研究。
 

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參考文獻：

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