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.

Cyagen은 고정밀도로 특정 계통을 타겟으로 하는 연구 모델을 제공함으로써 전임상 연구의 발전을 지속적으로 지원하고 있습니다.

포괄적인 Cre Driver 및 KO/cKO 마우스 모델

Cyagen은 연구자들에게 포괄적인 연구 자원을 제공하도록 개발 예정인 설치류 모델 라이브러리를 확장하기 위해 최선을 다하고 있습니다.
Cyagen은 다양한 조직에서 정밀한 유전자 편집을 지원하기 위해 iCre, Dre, CreERT2, 형광 리포터 라인, Rosa26 등 다양한 특수 inducible 및 Cre driver 마우스 모델을 제공합니다.

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Cyagen은 inducible Cre 라인 외에도 Knockout 마우스 모델 카탈로그(eBank)에서 다양한 연구 응용을 위한 Knockout(KO) 및 조건부 Knockout(cKO) 마우스 모델을 제공합니다. 지금 바로 Cyagen의 광범위한 KO/cKO 마우스 모델을 검색하여 관심 있는 유전자에 맞는 연구 모델을 찾아보세요.

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Cyagen의 약물 스크리닝 및 평가를 위한 마우스 모델 플랫폼은 조건부 녹아웃(cKO) 및 조건부 녹인(cKI) 마우스 모델 개발부터 표현형 분석 및 in vivo 효능 평가까지 연구 개발을 위한 포괄적인 모델링 서비스와 전임상 평가 지원을 제공합니다. Cyagen의 원스톱 연구 콜로니 유지 솔루션은 전임상 연구개발(R&D)을 가속화하고, 효과적인 임상 결과를 위해 translation 격차를 해소하는 데 기여합니다.

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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.