COVID-19病理におけるACE2の意味を研究する上で、ACE2のメカニズムを完全解明する必要があり、そのためには、様々な動物モデルが必要とされています。ヒト化ACE2(hACE2)モデルの開発には、H11ノックイン(KI)、ROSA26コンディショナルKI(cKI)、または内因性置換を含む複数のアプローチがあり、これらは異なるタンパク質を産生します。動物モデルで行われるほとんどのACE2研究の初期段階を考えると、いずれかのヒト化モデル作製方法にも、明確な利点があると判断するには、まだ十分な証拠は得られていません。
このような課題はあるものの、様々な動物モデルを用いることで、COVID-19感染症の発症におけるACE2の機能を解明するのに役立つことができます。当社のK18-hACE2マウスは、SARS-CoV-2のS2′フラグメントの生成寄与や、ウイルスと受容体の認識と膜融合におけるS2′フラグメントの機能解明に重要な役割を果たすことができます。このプロジェクトでは、「K18プロモータ-Kozak-ヒトACE2 CDS-P2A-CreERT2-rBGpA」カセットがマウスH11遺伝子座に挿入されています。
最近のPNASの論文では、K18-hACE2マウスを用いて、ACE2のスパイク関与が標的細胞におけるS2′フラグメントの生成を促し、スパイクを介した膜融合と結合した重要なタンパク質分解イベントであることが示されました。アルギニン(R)815のS2切断部位の変異誘発は、アルギニン685のS2切断部位ではなく、様々な細胞株やヒト化ACE2(hACE2)ノックインマウスから分離した初代細胞において、その後のシンシチア形成と感染の防止に十分であることも確認されています。この研究は、宿主受容体の関与に不可欠な役割と、タンパク質分解活性化のためのスパイクの重要な残基を強調し、SARS-CoV-2.1による宿主細胞感染の標的可能なメカニズムを明らかにしました。
ACE2 カタログモデル | バックグラウンド | モデル注文 |
---|---|---|
ノックアウト (KO) | C57BL/6J | |
BALB/c | ||
ヒト化マウス(ROSA26 cKI) | C57BL/6J | |
BALB/c | ||
C57BL/6N | ||
ヒト化マウス(H11遺伝子KI) | C57BL/6J | |
ヒト化マウス(内因性代替) | C57BL/6J | |
BALB/c | ||
C57BL/6N |
Cyagen(サイヤジェン)は、上記モデル以外にも、DPP4やAPN遺伝子ターゲットなどを含む、COVID-19モデルに関するお問い合わせを優先的に承っております。ご希望のモデルをロックインする方法については、今すぐお問い合わせください。
Reference:
Yu S, Zheng X, Zhou B, Li J, Chen M, Deng R, Wong G, Lavillette D, Meng G. SARS-CoV-2 spike
engagement of ACE2 primes S2' site cleavage and fusion initiation. Proc Natl Acad Sci U S A.
2022
Jan 4;119(1):e2111199119.
doi: 10.1073/pnas.2111199119. PMID: 34930824; PMCID: PMC8740742.
遺伝子の概要
1. C57BL/6J ACE2 ノックアウトマウス
● モデル作製:
モデル名:ACE2-KO
バックグラウンド系統C57BL/6J
● IHC-P バリデーション:
モデル確立後、マウスの異なる組織をホルムアルデヒドで固定し、パラフィンに包埋し、免疫組織化学実験により評価した。腸、肺、肝臓、脳、気管、腎臓、胃、心臓で陰性であったことから、ノックアウトマウスで測定可能なACE2の発現がないことが確認され、KOモデル作製に成功したことが示された。
● C57BL/6J 陰性対照:
C57BL/6Jマウスの組織をホルムアルデヒドで固定し、パラフィンに包埋し、免疫組織化学実験により評価した。その結果、腸、肺、肝臓、脳、気管、腎臓、胃、心臓で陰性であったことが報告された。
1. C57BL/6J ACE2ノックインマウス(H11遺伝子座)
● モデル作製:
モデル名:H11-ACE2-KI
バックグラウンド系統C57BL/6J
構築戦略:ヒトのシグナルペプチド、細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、細胞内ドメインをマウスH11遺伝子座に挿入
マウスH11遺伝子座にヒトシグナルペプチド、細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、細胞内ドメインを挿入。
● IHC-P バリデーション:
モデル確立後、マウスの異なる組織をホルムアルデヒドで固定し、パラフィンに包埋し、免疫組織化学実験により評価した。その結果、腸、肺、肝臓、脳、気管、腎臓、胃、心臓で異なるレベルのACE2発現を示したが、K18プロモータは依然として非特異的に発現しており、異なる実験の必要性に応じた選択が可能であることが判明された。
● C57BL/6J 空白対照:
C57BL/6J 空白対照マウスの組織をホルムアルデヒドで固定し、パラフィンに包埋し、免疫組織化学実験により評価した。その結果、腸、肺、肝臓、脳、気管、腎臓、胃、心臓で陰性であることが報告された。
* このモデルに関する資料はこちらをご覧ください。
1. C57BL/6J ヒト化ACE2(hACE2)マウス
● モデル作製:
モデル名:ACE2-KI
バックグラウンド系統C57BL/6J
構築戦略:マウスのシグナルペプチドと内在性PolyAを保持し、マウスAce2の細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、細胞内ドメインをヒトACE2のものに置換。
● qPCRバリデーション:
モデル確立後、マウスの異なる組織を採取し、qPCRバリデーションを行った。その結果、小腸、大腸、腎臓、肺、気管でhACE2が発現しており、ヒトACE2遺伝子の転写産物の発現に成功し、遺伝子レベルでヒト化モデルの検証ができた。
● IHC-P バリデーション:
モデル確立後、マウスの異なる組織をホルムアルデヒドで固定し、パラフィンに包埋し、免疫組織化学実験を行った。その結果、腸、腎臓、肺、気管にhACE2タンパク質が発現しており、ヒト化モデルがヒトACE2タンパク質を正常に発現できることが確認され、モデル検証は成功した。
● C57BL/6J 空白対照:
C57BL/6J 空白対照マウスの組織をホルムアルデヒドで固定し、パラフィンに包埋後、免疫組織化学実験により評価した。その結果、腸、肺、肝臓、脳、気管、腎臓、胃、心臓で陰性であることが報告された。
● WBバリデーション: 臓器による発現の違い:
大腸、小腸、腎臓、脳、気管、肺の6組織を別々に検査。ヒトACE2の理論上のバンドサイズは92KDであり、 タンパク質のグリコシル化修飾により、タンパク質自体が大きすぎる可能性がある。
結論:
1. 脳と肺の組織では、すべての標的クローンは、野生型と有意差のあるバンドは検出されなかった。
2. 腎臓組織では、理論上のバンドサイズは92KDであるが、実際のバンドサイズは120KDである。
3. 大腸組織では、理論上のバンドサイズは92KDであるが、実際のバンドサイズは130KDである。
4. 気管組織では、理論上のバンドサイズは92KDであるが、実際のバンドサイズは120KDである。
5. 小腸組織では、理論上のバンドサイズは92KDであるが、実際のバンドサイズは130KDである。
ヒト化ACE2(hACE2)マウスにおけるACE2タンパク質の発現は、個体差や組織の違いによって大きく異なる。
2. BALB/c ヒト化ACE2 (hACE2)マウス
● モデル作製:
モデル名:ACE2-KI 系統バックグラウンド:BALB/c 構築戦略:マウスのシグナルペプチドと内在性PolyAを保持し、マウスAce2の細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、細胞内ドメインをヒトACE2のものに置換。
● IHC-P バリデーション:
モデルを確立した後、マウスの異なる組織をホルムアルデヒドで固定し、パラフィンに包埋し、免疫組織化学実験により評価した。その結果、腸、肺、肝臓、脳、気管、腎臓、胃、心臓でhACE2が発現しており、ヒト化モデルがヒトACE2タンパク質を正常に発現できることが確認され、モデルの検証は成功した。
● BALB/c 陰性対照:
BALB/c 空白対照マウスの組織をホルムアルデヒドで固定し、パラフィンに包埋し、免疫組織化学実験により評価した。その結果、腸、肺、肝臓、脳、気管、腎臓、胃、心臓で陰性であることが報告された。