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新品上架丨JAK2*V617F小鼠:骨髓增殖性肿瘤(MPN)研究经典模型
2024-10-31

骨髓增殖性肿瘤(MPN)是一类血液系统恶性疾病,主要表现为血细胞过度增殖,常伴有脾脏肿大、血栓形成和出血倾向,常见类型包括真性红细胞增多症(PV)、原发性血小板增多症(ET)和原发性骨髓纤维化(MF)。JAK2*V617F突变是MPN中最常见的驱动基因突变,约95%的PV患者和50%~60%的ET及MF患者携带该突变[1]。该突变位于JAK2基因编码的酪氨酸激酶的JH2假激酶域,导致酪氨酸激酶活性异常增强,进而引发异常的造血细胞增殖和骨髓纤维化。本次推出的JAK2*V617F小鼠模型再现了人类MPN的多种病理特征,是MPN研究的理想工具。

 

新品上架丨JAK2*V617F小鼠:骨髓增殖性肿瘤(MPN)研究经典模型

图1 JAK2*V617F突变是PV、ET和MF三种主要MPN中最常见的遗传致病因素[1]

 

骨髓增殖性肿瘤(MPN)的分类

MPN是一种慢性血液疾病,发病率为每年0.5-2/10万,特征是一种或多种成熟的髓系血细胞过量产生[2]。其临床表现包括脾脏肿大、血栓形成及出血,约5%的患者可能进展为急性髓系白血病(AML)。根据是否存在费城染色体(Ph)易位,MPN可分为Ph阳性的慢性髓系白血病(CML)和Ph阴性MPN,包括真性红细胞增多症(PV)、原发性血小板增多症(ET)和原发性骨髓纤维化(MF)。PV的特征为红细胞增多和全髓增生,伴随中性粒细胞增多症和/或血小板增多症[2-3]。ET则表现为单纯的血小板增多症,而MF为晚期MPN,伴有骨髓胶原沉积,通常伴随髓系增生,患者可能出现外周血细胞减少、白细胞和红细胞增多症、脾肿大及全身症状。Ph阴性MPN与遗传相关,其中大多数患者携带JAK2*V617F突变。该突变是由JAK2基因第14号外显子1849位点的G到T单核苷酸替换(c.1849G>T)引起,导致编码JAK2蛋白第617位氨基酸由缬氨酸(V)替换为苯丙氨酸(F)[3-4]

 

JAK2*V617F小鼠

图2 骨髓增生性肿瘤(MPN)的分类[5]

 

JAK2*V617F突变在MPN中的作用

Janus激酶2(JAK2)在正常造血过程中起着关键作用,参与多种细胞因子(如促红细胞生成素、血小板生成素、粒细胞集落刺激因子、白细胞介素和干扰素)信号传导,激活STAT蛋白,促进血细胞的增殖和分化[6-7]。JAK2对于红细胞生成、巨核细胞生成及粒细胞生成至关重要,确保各种血细胞谱系的正确发育和维持。JAK2*V617F是人类MPN中最常见的致病突变,在50%~60%的ET和PMF患者中检出,在PV患者中检出率高于95%。JAK2*V617F突变引发的构象变化增强了JAK2的催化活性,使其处于持续激活状态,导致其不再依赖细胞因子配体的结合即可激活下游信号通路。这种异常激活促进了红细胞、血小板和粒细胞的过度生成,从而导致造血异常,形成了典型的MPN疾病症状,如血栓形成和脾脏肿大[6-7]此外,JAK2*V617F突变可导致JAK-STAT、MAPK和PI3K/AKT等信号通路的失调,进一步推动造血细胞的异常增殖和分化。该突变常与其他基因突变(如MPL或CALR)共同存在,加速疾病进展[7-8]

 

JAK2*V617F小鼠

图3 JAK2在正常造血中的功能及JAK2*V617F变体导致MPN的机制[8]

 

赛业生物自研JAK2*V617F小鼠模型

为促进MPN研究,赛业生物自主研发了多款JAK2*V617F小鼠模型,包括Jak2基因原位突变的Jak2*V617F小鼠模型(产品编号:C001564)该模型通过引入与人类JAK2*V617F同源的突变构建。此外,还开发了在Cre重组酶诱导后表达携带V617F突变人类JAK2基因的人源化小鼠模型(表型验证阶段)。以下是Jak2*V617F小鼠的主要表型。

 

多谱系造血异常增生

与野生型小鼠相比,Jak2*V617F小鼠的红系、粒系及巨核系造血均表现出显著异常增生,血常规检测显示其红细胞计数(RBC)、血红蛋白(HGB)、红细胞压积(HCT)、白细胞数量(WBC)及血小板数量(PLT)显著升高。

 

JAK2*V617F小鼠

图4 野生型(WT)小鼠和Jak2*V617F小鼠的血常规检测(雄性,10周龄)*

*注:该品系纯合致死,本说明书中Jak2*V617F小鼠的验证数据均从杂合小鼠中获得。

 

脾脏异常肿大

解剖显示,Jak2*V617F小鼠的脾脏显著增大,重量明显增加。

 

JAK2*V617F小鼠

图5 野生型(WT)小鼠和Jak2*V617F小鼠的脾脏外观和重量对比(雄性,10周龄)

 

多项脾脏组织病理变化

组织学检测显示,与野生型小鼠相比,Jak2*V617F小鼠的脾脏明显肿胀,结构破坏,表现为髓系细胞增生及巨核细胞显著增生,同时伴随髓外造血和脾血窦充血。

 

JAK2*V617F小鼠

图6 野生型(WT)小鼠和Jak2*V617F小鼠脾脏H&E染色检测结果对比(10周龄)

 

总  结

Jak2*V617F小鼠(产品编号:C001564)携带人类JAK2*V617F同源突变,表现出脾脏肿大、三系(红系、粒系和巨核系)造血异常增生以及髓外造血和脾血窦充血等骨髓增殖性肿瘤(MPN)典型表型,是研究真性红细胞增多症(PV)、原发性血小板增多症(ET)和骨髓纤维化(PMF)等疾病机制及药物开发的理想模型。

 

此外,赛业生物还提供多种血液疾病和肿瘤研究领域的遗传性、诱导性或移植模型,以满足科研人员在不同领域的研究需求。

 

参考文献:

[1]Nangalia J, Grinfeld J, Green AR. Pathogenesis of Myeloproliferative Disorders. Annu Rev Pathol. 2016 May 23;11:101-26.

[2]Passamonti F, Mora B. Myelofibrosis. Blood. 2023 Apr 20;141(16):1954-1970.

[3]Spivak JL. Myeloproliferative Neoplasms. N Engl J Med. 2017 Jun 1;376(22):2168-2181.

[4]Luque Paz D, Kralovics R, Skoda RC. Genetic basis and molecular profiling in myeloproliferative neoplasms. Blood. 2023 Apr 20;141(16):1909-1921.

[5]TeachIM. "Myeloproliferative Neoplasms." TeachingIM, https://teachim.org/teaching_material/mpn-2/. Accessed 24 October 2024.

[6]Levine RL, Pardanani A, Tefferi A, Gilliland DG. Role of JAK2 in the pathogenesis and therapy of myeloproliferative disorders. Nat Rev Cancer. 2007 Sep;7(9):673-83.

[7]Chen E, Mullally A. How does JAK2V617F contribute to the pathogenesis of myeloproliferative neoplasms? Hematology Am Soc Hematol Educ Program. 2014 Dec 5;2014(1):268-76.

[8]Gou P, Zhang W, Giraudier S. Insights into the Potential Mechanisms of JAK2V617F Somatic Mutation Contributing Distinct Phenotypes in Myeloproliferative Neoplasms. Int J Mol Sci. 2022 Jan 18;23(3):1013.

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