장질환 및 파네스 세포 연구를 위한 마우스 모델: Lyz1-H2BmCherry-IRES-CreERT2 마우스

Lyz1-H2BmCherry-IRES-CreERT2 마우스 모델로 Paneth Cell 연구의 미래를 열어보세요.

장 면역 및 염증성 장질환(IBD) 연구를 진전시킬 첨단 연구 모델을 찾고 계신가요? Cyagen에서 새로 개발된 Lyz1-H2BmCherry-IRES-CreERT2 마우스 모델은 소장 내 파네스 세포(Paneth cell)를 연구하는 데 탁월한 특이성을 제공합니다. 이 모델은 첨단 유전자 편집 기술, 그리고 Tamoxifen-inducible Cre 재조합효소 및 적색 형광 단백질 발현과 같은 혁신적인 기능을 통해 연구자들이 장 건강과 장질환에서 파네스 세포(Paneth cell)의 복잡한 역할을 조사할 수 있도록 지원합니다.

Lyz1-H2BmCherry-IRES-CreERT2 마우스 모델이 장 염증, 미생물군 상호작용 등 연구를 혁신할 방법을 알아보세요.

리소자임(Lysozyme)과 그 역할의 개요

리소자임(Lysozyme)은 동물, 식물 및 미생물에서 널리 발견되는 중요한 항균 효소입니다. 리소자임(Lysozyme)은 박테리아 세포벽의 글리코시드 결합(Glycosidic bond)을 가수분해하여 살균 효과를 제공합니다. 이는 신체의 방어 시스템에서 중요한 역할을 합니다. 리소자임(Lysozyme)을 인코딩하는 유전자와 리소자임(Lysozyme)의 발현 패턴은 종마다 다릅니다. 인간은 하나의 리소자임 유전자(LYZ)를 보유하고 있는 반면, 마우스는 두 개의 리소자임 유전자(Lyz1과 Lyz2)를 보유합니다. 마우스의 유전자들은 서로 다른 세포 유형에서 발현되며, Lyz1은 주로 파네스 세포(Paneth cell)에서, Lyz2는 백혈구에서 발현됩니다. ^[1]

마우스에서 Lyz1 유전자는 주로 소장에 위치한 파네스 세포(Paneth cell)에서 발현되는 Lysozyme C를 인코딩합니다. 파네스 세포(Paneth cell)의 변이와 리소자임(Lysozyme)의 비정상적인 형성은 염증성 장질환(IBD)의 병리학적 특징입니다. 연구에 의하면, 파네스 세포(Paneth cell)에서 Lysozyme C(Lyz1)를 타겟으로 제거하면 마우스를 실험적으로 유도된 대장염으로부터 보호됩니다. Lyz1 유전자의 부재는 장내 박테리아 분자 패턴에 대한 면역 반응을 약화하고, 리소자임(Lysozyme)에 민감한 점액세균의 확장과 과증식을 초래하여 장 항상성에서 중요한 역할을 한다는 사실을 강조합니다. ^[2]

그림 1. 파네스 세포(Paneth cell)의 리소자임(Lysozyme)이 장내 미생물 구성과 장 염증에 영향을 미칩니다. ^[2]

Lyz1-H2BmCherry-lRES-CreERT2 마우스 모델

파네스 세포(Paneth cell)에 대한 특이적인 연구 니즈를 해결하기 위해, Cyagen은 유전자 편집 기술을 활용하여 Lyz1-H2BmCherry-IRES-CreERT2 마우스 모델(제품 번호: C001567)을 개발하였습니다. 이 모델은 H2BmCherry-IRES-CreERT2 카세트를 마우스 Lyz1 유전자 자리에 삽입하여 특정 발현을 유도하면서 마우스 내인성 Lyz1 유전자 발현을 방해합니다.

Lyz1-H2BmCherry-IRES-CreERT2 마우스를 loxP 부위를 가진 마우스와 교배하면, 자손 마우스는 Tamoxifen으로 유도된 후 소장의 파네스 세포 (Paneth cell)에서 Cre 재조합효소에 의한 loxP 부위 간 재조합이 발생합니다. 또한, 이 모델은 적색 형광 단백질(H2BmCherry) 발현 요소를 포함하고 있어 Lyz1 양성 세포의 계통 추적에 활용될 수 있습니다.

• CreERT2 재조합효소: Tamoxifen을 사용하지 않을 경우 CreERT2 재조합효소는 세포질에 위치합니다. Tamoxifen으로 처리한 후, CreERT2 재조합효소는 세포핵으로 이동하여 재조합 활성을 발휘합니다.​

* 참고: loxP 부위를 가진 마우스와 교배해야 합니다.​

• H2BmCherry 형광 단백질: Lyz1-positive 세포의 계통 추적을 용이하게 합니다.

CreERT2의 유도 기능으로 인해, Lyz1-H2BmCherry-IRES-CreERT2 마우스 모델은 loxP 마우스와의 교배를 통해 대조군과 실험군 모델을 제작할 수 있습니다.

파네스 세포에서의 Cre 재조합효소 활성 검증 실험

파네스 세포(Paneth cell)에서 Cre 재조합효소의 특이성과 기능을 확인하기 위해, Lyz1-H2BmCherry-IRES-CreERT2 마우스를 tdTomato 형광 단백질을 조건부로 발현하는 Rosa26-LSL-tdTomato 마우스와 교배하였습니다. 다음과 같은 연구 결과에 따르면, Cre 재조합효소에 의해 매개되는 STOP 카세트(LSL)의 성공적인 제거로 Cre-positive 세포에서 tdTomato 형광 단백질이 발현되었습니다.

1. Tamoxifen 유도: Tamoxifen으로 8주령의 자손 마우스를 처리하여 Cre 재조합효소를 활성화시켰습니다.​

2. 조직 분석: Tamoxifen 유도가 완성한 후 회장(ileum) 조직을 수집하여 동결 절편을 제작함으로써 자발적인 형광 발현을 관찰하였습니다.​

3. 연구 결과: 조직학적 분석 결과에 의하면, Cre+TAM+ 마우스의 파네스 세포(Paneth cell)에서 소장 장선(Intestinal crypt) 기저부에 tdTomato 형광이 뚜렷하게 나타나, Lyz1-positive 세포에서 Cre 매개되는 재조합이 성공적으로 이루어졌음을 확인했습니다.

그림 2. 마우스 회장(ileum)에서의 Cre 재조합효소 발현 결과. Lyz1-H2BmCherry-IRES-CreERT2 마우스의 파네스 세포(Paneth cell)에서 Cre 활성이 확인됩니다.

결론: 연구를 위한 중요 마우스 모델

Lyz1-H2BmCherry-IRES-CreERT2 마우스 모델(제품 번호: C001567)은 파네스 세포(Paneth cell) 특이적 유전자 발현과 장 면역 및 장질환에서의 역할을 연구하기 위한 유용한 연구 모델입니다. 이 모델은 CreERT2의 유도성 기능으로 loxP 마우스와의 교배를 통해 대조군과 실험군 모델을 제작할 수 있습니다.

주요 응용 분야

Lyz1-H2BmCherry-IRES-CreERT2 마우스 모델은 소장의 파네스 세포(Paneth cell)를 대상으로 하는 조직 특이적 연구에 활용될 수 있으며, 특히 다음과 같은 연구에 유용합니다.

• 염증성 장질환(IBD), 크론병(Crohn's Disease) 및 궤양성 대장염 포함​
• 숙주-미생물군 상호 작용​
• 장 염증 및 재생 연구

Cyagen의 Cre 마우스 라인 라이브러리에서 더 많은 모델을 알아보세요

Cyagen에서 다음과 같은 다양한 조직 특이적 연구를 위한 Cre 마우스 및 inducible CreERT2 마우스 모델을 제공합니다.

• Adipoq-iCre 마우스: 지방 조직을 타겟으로 합니다.​
• Col1a2-iCre 마우스: 섬유아세포를 특이적인 타겟으로 합니다.​
• MerCreMer 및 CreERT2의 비교: Inducible Cre 시스템에 대한 상세한 인사이트를 제공합니다.​
• ApoE KO 마우스: 죽상동맥경화증 연구에 적용됩니다.
• NASH 마우스 모델: HFD+CCl4로 유도된 대사 기능 장애 연구에 적용됩니다.

참고 문헌:

[1] Markart P, Faust N, Graf T, Na CL, Weaver TE, Akinbi HT. Comparison of the microbicidal and muramidase activities of mouse lysozyme M and P. Biochem J. 2004 Jun 1;380(Pt 2):385-92.

[2] Yu S, Balasubramanian I, Laubitz D, Tong K, Bandyopadhyay S, Lin X, Flores J, Singh R, Liu Y, Macazana C, Zhao Y, Béguet-Crespel F, Patil K, Midura-Kiela MT, Wang D, Yap GS, Ferraris RP, Wei Z, Bonder EM, Häggblom MM, Zhang L, Douard V, Verzi MP, Cadwell K, Kiela PR, Gao N. Paneth Cell-Derived Lysozyme Defines the Composition of Mucolytic Microbiota and the Inflammatory Tone of the Intestine. Immunity. 2020 Aug 18;53(2):398-416.e8.