BALB/c-Zap70*W163C (SKG)

产品编号：C001535

品系全称：BALB/cAnCya-Zap70^em1(W163C)/Cya

品系背景：BALB/cAnCya

传代建议：纯合与纯合互配

品系描述

ZAP70基因编码的Zeta链相关蛋白激酶是蛋白酪氨酸激酶家族的一员，它在T细胞发育和激活以及淋巴细胞活化过程中发挥重要作用。当T细胞抗原受体（TCR）受到刺激时，ZAP70蛋白会在酪氨酸残基上磷酸化，并与Src家族激酶Lck和Fyn一起，在TCR介导的信号转导的初始步骤中发挥作用 ^[1]。ZAP70在T细胞信号传导中起着关键作用，对胸腺细胞的发育至关重要。ZAP70蛋白缺陷可导致严重的联合免疫缺陷（SCID），其特征是CD8阳性T细胞的选择性缺失。此外，B细胞中ZAP70表达与慢性淋巴细胞白血病（CLL）的发展有关 ^[1-2]。

SKG小鼠是携带Zap70基因W163C突变的BALB/c背景品系。这种突变改变了ZAP70蛋白与CD3ζ链基于免疫受体酪氨酸激活基序（ITAM）的结合，从而降低TCR信号传导，使得自反应性T细胞能够逃脱胸腺中的阴性选择并逃离到外周 ^[3]。在自然条件或给予血清补体激活剂的情况下，小鼠会发生由Th17细胞介导的慢性自身免疫性关节炎 ^[4-5]。此外，研究表明，通过β-葡聚糖或甘露聚糖等不同方式刺激可诱导SKG小鼠类风湿性关节炎（RA）疾病进程，并使其出现强直性脊柱炎（AS）、银屑病类皮肤炎症、RA相关间质性肺病（RA-ILD）和克罗恩病样回肠炎等自身免疫疾病样症状 ^[6-9]。

BALB/c-Zap70*W163C (SKG)小鼠（简称SKG小鼠）是赛业生物通过基因编辑技术在BALB/c小鼠的Zap70基因引入W163C突变所构建的自身免疫性疾病研究模型。该模型的表型与经典SKG小鼠相似，在SPF条件下，经先天免疫激活的触发（如β-葡聚糖诱导）后能够呈现出多种自身免疫性疾病表型。因此，该小鼠可用于类风湿性关节炎（RA）、强直性脊柱炎（AS）、银屑病类皮肤炎症、RA相关间质性肺病（RA-ILD）和克罗恩病样回肠炎等自身免疫性疾病以及T细胞信号传导研究。

构建方式

Zap70基因位于BALB/c小鼠1号染色体上，利用基因编辑技术将W163C引入该基因中。

研究应用

• T细胞信号传导研究；
• 类风湿性关节炎（RA）研究；
• 强直性脊柱炎（AS）研究；
• 其他自身免疫性疾病研究。

验证数据

• 生长曲线

图1. SKG小鼠和野生型对照组小鼠（BALB/c）的生长曲线。SKG小鼠在正常情况和β-葡聚糖（Curdlan）诱导后的体重变化与BALB/c野生型对照组小鼠相似。

诱导方式：在SPF条件下，通过腹腔注射给予β-葡聚糖（Curdlan, 3mg/只）进行诱导，下同。

• 关节宽度和厚度

图2. SKG小鼠和野生型对照组小鼠（BALB/c）右后肢踝关节宽度和厚度变化。与对照组相比，经Curdlan诱导后的SKG小鼠右后肢踝关节随时间出现明显变化，其关节宽度和厚度均显著增加。

• 关节肿胀临床评分

图3. SKG小鼠和野生型对照组小鼠（BALB/c）关节肿胀临床评分。与对照组相比，经Curdlan诱导的SKG小鼠随时间推移关节肿胀临床评分逐渐升高，第7周时到达严重表型。

• SKG小鼠和野生型小鼠后肢关节对比

图4. SKG小鼠和野生型小鼠在诱导前后的后肢对比。与对照组相比，经过Curdlan诱导的SKG小鼠关节出现较为明显的肿胀表型，且雌性更为明显。

• 雌性SKG小鼠关节病理进程

图5. 经Curdlan诱导后（1~8周）雌性SKG小鼠后肢关节肿胀变化。雌性SKG小鼠在经Curdlan诱导后，其关节的肿胀程度会随着时间的推移逐渐加剧。

• 结肠、后肢和脊柱病理

图6. 经Curdlan诱导8周后，雌性SKG小鼠和对照小鼠结肠（Colon）、后肢关节（Hind limb joint）和脊柱（Spine）组织H&E染色检测结果。检测结果显示，与野生型和未诱导组相比，Curdlan诱导组SKG小鼠的结肠基底、后肢关节和脊柱组织中均出现大面积的炎症细胞浸润（黑色箭头）。

• 外周血和脾脏T细胞

图7. SKG小鼠和对照组小鼠外周血和脾脏流式细胞术检测量化图。流式细胞术检测结果显示，SKG小鼠体内CD3+T细胞比例减少且CD8+ T细胞占比减少，这与ZAP70蛋白表达部分缺陷造成表型一致。

• 血清IL-17蛋白表达

图8. SKG小鼠和对照组小鼠血清IL-17A蛋白表达的ELISA检测。结果显示，SKG小鼠血清IL-17A蛋白表达水平高于野生型；Curdlan诱导后SKG小鼠IL-17A表达水平显著升高，雌性血清中IL-17A蛋白含量略高于雌性。这表明该小鼠体内的自身免疫疾病表型与IL-17A的过表达密切相关。

表型总结

BALB/c-Zap70*W163C (SKG)小鼠在β-葡聚糖（Curdlan）诱导后，表现出一系列的自身免疫反应和病理变化。这些变化包括关节宽度和厚度的增加，关节肿胀，以及炎症细胞在结肠基底、后肢关节和脊柱组织中的大面积浸润。此外，SKG小鼠体内CD3+T细胞比例减少，CD8+细胞占比也有所下降。在Curdlan诱导后，SKG小鼠体内IL-17A蛋白表达水平显著升高，尤其是在雌性SKG小鼠中更为明显，表明该小鼠体内自身免疫疾病表型与IL-17密切相关。

总之，BALB/c-Zap70*W163C (SKG)小鼠能够模拟人类关节炎等自身免疫疾病的一些关键特征，可用于研究自身免疫疾病的发病机制，以及开发和测试新的治疗策略。

参考文献

[1]Au-Yeung BB, Shah NH, Shen L, Weiss A. ZAP-70 in Signaling, Biology, and Disease. Annu Rev Immunol. 2018 Apr 26;36:127-156. 

[2]Gaud G, Lesourne R, Love PE. Regulatory mechanisms in T cell receptor signalling. Nat Rev Immunol. 2018 Aug;18(8):485-497.

[3]Sakaguchi, S., Takahashi, T., Hata, H. et al. SKG mice, a new genetic model of rheumatoid arthritis. Arthritis Res Ther 5 (Suppl 3), 10 (2003).

[4]Sakaguchi N, Takahashi T, Hata H, Nomura T, Tagami T, Yamazaki S, Sakihama T, Matsutani T, Negishi I, Nakatsuru S, Sakaguchi S. Altered thymic T-cell selection due to a mutation of the ZAP-70 gene causes autoimmune arthritis in mice. Nature. 2003 Nov 27;426(6965):454-60. 

[5]Motomu Hashimoto, Keiji Hirota, Hiroyuki Yoshitomi, Shinji Maeda, Shin Teradaira, Shuji Akizuki, Paz Prieto-Martin, Takashi Nomura, Noriko Sakaguchi, Jörg Köhl, Birgitta Heyman, Minoru Takahashi, Teizo Fujita, Tsuneyo Mimori, Shimon Sakaguchi; Complement drives Th17 cell differentiation and triggers autoimmune arthritis. J Exp Med 7 June 2010; 207 (6): 1135–1143.

[6]Rehaume LM, Mondot S, Aguirre de Cárcer D, Velasco J, Benham H, Hasnain SZ, Bowman J, Ruutu M, Hansbro PM, McGuckin MA, Morrison M, Thomas R. ZAP-70 genotype disrupts the relationship between microbiota and host, leading to spondyloarthritis and ileitis in SKG mice. Arthritis Rheumatol. 2014 Oct;66(10):2780-92.

[7]Xiong L, Xiong L, Ye H, Ma WL. Animal models of rheumatoid arthritis-associated interstitial lung disease. Immun Inflamm Dis. 2021 Mar;9(1):37-47.

[8]Ruutu M, Thomas G, Steck R, Degli-Esposti MA, Zinkernagel MS, Alexander K, Velasco J, Strutton G, Tran A, Benham H, Rehaume L, Wilson RJ, Kikly K, Davies J, Pettit AR, Brown MA, McGuckin MA, Thomas R. β-glucan triggers spondylarthritis and Crohn's disease-like ileitis in SKG mice. Arthritis Rheum. 2012 Jul;64(7):2211-22.

[9]Rahman MA, Thomas R. The SKG model of spondyloarthritis. Best Pract Res Clin Rheumatol. 2017 Dec;31(6):895-909.