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Gab2在SHP-2激活突变导致的小鼠肥大细胞异常增殖活化及其导致器官损伤中的作用

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Oct.2013.33(5) 实验动物与比较医学Laboratory Animal and Comparative Medicine 329 doi:10.3969/j.issn.1674—5817.2013.05.001 ・论著・ Gab2在SHP.2激活突变导致的小鼠肥大细胞异常 增殖活化及其导致器官损伤中的作用 陈吉・,陈卓z,汪心怡 ,都红1,瞿成奎 2,汪思应1 (1.安徽医科大学基础医学院,合肥230032;2.Case Western Reserve University,Cleveland,USA,44106) [摘要]目的观察接头蛋白Gab2对激活突变SHP.2导致的肥大细胞异常增殖活化是否具有 作用,对激活突变SHP.2小鼠器官损伤有无影响。方法用Gab2~/、SHP一2D61G/+小鼠杂交建立四 种基因型(SHP一2 、Gab2 、SHP.2 、SHP一2D6  ̄/+/Gab2-/-)小鼠为研究对象:取小鼠骨髓细胞用 IL一3诱导建立肥大细胞,用MTS法检测不同基因型小鼠肥大细胞对细胞因子刺激增殖反应性:用 ELISA法检测小鼠血清及肥大细胞分泌炎症因子水平,放射免疫法检测小鼠血清中丙氨酸转氨酶 (ALT)和心肌肌钙蛋白I(cTnI)的水平;用病理组织学技术检测小鼠组织白细胞浸润及器官损伤情况。 结果 Gab2缺失后,SHP一2激活突变导致的小鼠肥大细胞异常增殖及活化现象明显改善,对细 胞因子增殖反应性下降,相应细胞因子分泌减少,心脏及肝脏组织损伤减轻。结论 Gab2缺失 降低了SHP一2激活突变导致的小鼠肥大细胞异常增殖活化和心脏及肝脏组织损伤。 【关键词]SHP一2;Gab2;肥大细胞异常增殖及活化;器官损伤 【中图分类号】R363 Q95.33 [文献标识码]A [文章编号】1674—5817(2013)05—0329—05 SHP.2是一种非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶,广 出现Noonan综合症和骨髓异常增殖性疾病,其中 泛表达于各组织细胞,在血细胞中高表达,对造 血细胞的发育、分化起正作用[卜 。多项研究 表明,SHP一2与白血病的发生发展密切相关,在 包括肥大细胞异常增殖、脾脏肿大、关节炎等【引。 作者曾采用此基因敲入小鼠模型,证实激活突变 SHP一2促进组织白细胞浸润和心、肝、脾、肺等 Noonan综合征(伴髓系增殖病)、幼年型粒单细胞白 血病(JMML)、及其他白血病和一些实体瘤中均发 现SHP一2激活突变体 61。其中最常见的是E76K和 D61@,Y突变,这些突变导致SHP一2酪氨酸磷酸酶 的活性不同程度的活化 钔。Neel实验室建立了 多器官损伤【7l,临床也发现部分青少年粒细胞白血 病(JMML)患儿(35%患者体内存在SHP一2激活突变) 发病早、进展快,多数患者因白细胞包括白血病 细胞大量浸润导致多器官衰竭而早期死亡[ 。同时 此模型小鼠分离得到的肥大细胞对几.3增殖反应性 增高[8],提示SHP一2激活突变可能参与肥大细胞的 增殖活化。肥大细胞不仅在超敏反应中起重要 作用 ,还参与急、慢性炎症反应。其活化后通 过合成和释放多种炎症因子(如TNF. IL一1,IL一4, SHP一2D61G/+基因敲入小鼠模型,发现该模型小鼠 [收稿日期】2013.03.07 [基金项目]国家自然科学基金(编号:30873046,30973424, 81272258);教育部博士点基金(编号:200803660005); IL一6等)来招募效应细胞(如白细胞)到炎症部位,发 挥免疫效应功能【lo川。而细胞因子和炎症介质(如 TNF.0c)的失控性释放会引起器官功能损伤,最终 导致多器官功能衰竭的发生。 那么如何控制SHP一2激活突变导致的肥大细胞 异常增殖活化和器官损伤呢?多项研究表明,SHP一2 安徽省出国留学回国人员科技项目 (编号:2009—201 1) 【作者简介】陈吉(1987一),女,硕士研究生。 E—mall:chenji1987@126.com [通讯作者】汪思应(1963.),男,教授,博士生导师。 E-mail:sywang@ahmu.edu.ca 330 实验动物与比较医学Laboratory Animal and Comparative Medicine 参与SCF、IL一3、IgE等引发的肥大细胞增殖及信 号活化,而此过程中Gab2发挥关键的接头蛋白 功[3,12-14]。作者设想在激活突变SHP.2导致的肥 大细胞异常增殖活化及器官损伤过程中,Gab2发挥 了重要作用。为验证这一假设。本实验在Gab2 、 SHP一2 6 G/+模型小鼠基础上,在建立的四种基因型 小鼠(SHP一2 +、Gab2 、SHP.2061G/ 、SHP一2D61G/+] Gab2。/。) 】观察Gab2缺失后,SHP.2激活突变导致的 小鼠肥大细胞异常增殖活化及其导致的器官损伤是 否可以改善,为临床疾病治疗提供新线索。 1材料与方法 1.1材料 1.1.1药品与试剂RPMI一1640、胎牛血清购于 GIBCO公司;生理盐水购于北京双鹤药业;放射免 疫试剂盒有中国原子能科学研究院提供;仪器为FJ一 2008型免疫计数器。 1.1.2实验动物C57BL/6背景品系SHP一2D61G/+及 Gab2 小鼠由美国Case Western Reserve大学瞿成 奎教授提供。用Gab2。/。和SHP一2D61G/+小鼠杂交生 产,鉴定出雌雄SHP.2D6.G,+/Gab2+,-小鼠作为种鼠杂 交,生产并鉴定出本实验所需的四种基因型小鼠 , 分别为:SHP一2 、Gab2~/、SHP一2D61G/+、SHP一2D610/+/ Gab2-,-。取16周龄小鼠备用,雌雄各半,每组8只, 饲养于SPF级屏障环境[SYXK(皖)201 1-0071。 1.2方:法 1.2.1骨髓细胞的建立 小鼠处死后,放入75%酒 精中浸泡5 min,无菌分离双侧股骨和胫骨并剪去 骨端,用3 ml RPMI 1640培养液冲洗骨髓3次, 收集冲洗液,吹打混匀成单细胞悬液,用白细胞 稀释液稀释,作骨髓有核细胞计数后备用。 1.2.2骨髓中单个核细胞的分离 用来分离骨髓单 个核细胞(PBMC)的分层液比重是1.120±0.001的 聚蔗糖一泛影葡胺(F/H)分层液。收集骨髓细胞冲洗 液,缓慢加入分层液面上,室温离心后,红细 胞、粒细胞比重大,沉于管底;淋巴细胞和单核 细胞的比重小于分层液比重,漂浮于分层液的上 方,也可有少部分细胞悬浮于分层液中。小心吸 取分层液液面的细胞,就可以从骨髓中分离到单个 核细胞,主要包括淋巴细胞和单核细胞。将细胞置 于另一离心管中,加入5倍体积的Hanks液,离心洗 涤细胞2次,弃上清,加入含有体积分数10%FBS、 0.5 ng/ml IL.3的RPIM 1640,重悬细胞,常规培养。 1.2-3肥大细胞的获取和培养骨髓单个核细胞分 离后,按1.0×106/ml细胞浓度接种于培养皿, 10%FBS、0.5 ng/ml IL.3的RPMI1640培养液,37℃、 体积分数5%CO 及饱和湿度的培养箱内进行培养, 48 h后贴壁生长细胞为巨噬细胞,吸取悬浮细胞于 另一培养皿中。每72 h更换培养基,每周更换培 养皿,同样条件下培养2周后即为肥大细胞。 1.2.4 MTS法检测肥大细胞增殖取分离得到的四 种骨髓来源肥大细胞,培养至生长对数期,以每 孔1×104/0.1 ml细胞接种于96孔板。用IL一3 (0.5 ng/m1)诱导0 d、1 d、2 d、3 d、4 d,每日 定时每孔加入2O CellTiter 96(R)AQueous单溶液 试剂,37℃、5%CO 培养箱中培养2 h,酶联检 测仪490 am处检测各孔的光吸收值(OD o)。 1.2.5 ELISA检测细胞因子TNF一仅设置空白孔, 标准孔和待测样品孔(每孔加样100 ,加入一抗工作 液50 l,室温孵育2 h后用洗涤缓冲液反复洗涤 5次;然后加入HRP标记的二抗工作液100 ,室 温反应30 min后充分洗涤;依次加入显色剂A和B 各50山,室温避光显色30 min,之后加入终止液 50山终止反应;酶标仪检测450nnl波长下A值。根 据样品的A 。值由标准曲线计算出相应的浓度,再乘 以稀释倍数即可得到样品中待检物质的实际浓度。 1.2.6血清中ALT和cTnI水平的检测取16周龄 小鼠,取内眦静脉血,分离血清,按试剂盒说明采用放 射免疫法检测血清中的丙氨酸转氨酶和肌钙蛋白I。 1.2.7 心脏组织病理学观察 常规石蜡切片(厚度 6~7 larn),采用HE染色,依次进行脱蜡(二甲苯I 10 min,二甲苯II 5 rain)、水化(100%酒精I 5 min, 100%酒精II 5 min,95%酒精I 5 min,95%酒 精II 5 min,85%酒精3 min,75%酒精2 min, 蒸馏水冲洗1 rain)、染色(苏木精染色5 min,自 来水洗,盐酸酒精分化15 S,自来水洗15 min, 蒸馏水洗2 min,75%酒精2 min,85%酒精2 min, 0.5%伊红染色1 min,95%酒精I 5 min,95%酒 精II 5 min,100%酒精I 5 min,100%酒精II 5 min, 二甲苯I 5 min,二甲苯II 5 min)。中性树胶封片 后,光镜下观察组织病理变化。 1.3统计学分析 数据采用 ± 表示'各实验指标均重复至少3次, SPSS 10.0统计软件对数据进行t检验,以P<O.05为 差异显著。 Oct.2013.33(5) 实验动物与比较医学Laboratory Animal and Comparative Medicine 333 【3】Wang S,Yu WM,Zhang W,eta1.Noonan syndrome/leukemia- regulates ARF1 in FceRI’mediated rganule translcoation and associated gain—・oGfuncfion mutations in SHP--2 phosphatase mastcell degranulation[J].J Immunol,2011,187(2):932—941. (PTPN1 1)enhance cell migraiton and angiogenesis[J].J Biol 【10】Maus M,Medgyesi D,Kovesdi D,et a1.Grb2 associated Chem,2009,284(2):913—920. binder 2 couples B-cell receptor to cell survival[J].Cell Signal, [4】Xu D,Wang S,Yu WM, 日Z.A germline gain-of-function 2009,21(2):220—227. mutation in Ptpn l 1(Shp一2)phosphatase induces myelo。 【1 1】Vaughan TY,Verma S,Bunting KD.Grb2一associated binidng proliferative disease by aberrant activation of hematopoietic (Gab)proteins in hematopoiefic nad immune cell biology[J]. stem cells[J].Blood,2010,1 16(18):361 1-3621. Am JBloodRes,201l,1(2):130—134. 【5】Martinelli S,Nardozza AP,Delle Vigne S,et a1.Counteracting 【12】Cha Y,Park KS.SHP一2 is a downstream target ofZAP70 to effects operating on Src・-homology 2 domain-・containing regulate JAK1/STAT3 and ERK signaling pathways in mouse protein tyrosine phosphatase 2(SHP2)function drive selec— embryonic setm cells[J].FEBS Lett,2010,584(19):4241-4246. tion of the recurrent Y62D and Y63C substitutions in Noonan [13】Grossmann KS.The tyrosine phosphatase Shp2 in develop— syndrome[J].J Biol Chem,2012,287(32):27066—27077. ment nad cancer[J].Adv Cancer Res,2010,106:53—89. [6】Araki T,Mohi MG,Ismat FA,et a1.Mouse model ofNoonan [14]Xu D,Liu X,Yu WM,ef a1.Non—lineage/stage—restricted syndromerevealscelltype--andgenedosage--dependenteffects effects of a gain—of-function mutation in tyrosine phos— of Ptpn1 1 mutation[J].Nat Med,2004,10(8):849—857. phatase Ptpn 1 1(Shp2)on malignant transformation of [7】胡中倩,汪心怡,储著朗,等.SHP一2酪氨酸磷酸酶激活突 hematopoietic cells[J].J Exp Med,201 1,208(10):1977—1988. 变促进组织白细胞浸润和器官损伤[J1.中国比较医学杂 [15】杨金莲,卢艳敏,杨帆,等.白血病相关的激活突变SHP.2 志,201 1,21(12):10—14. 对小鼠体内血管新生能力的影响fJ].实验动物与比较医 [8]霍寅萍,储著朗,余科科,等.SHP.2酪氨酸磷酸酶激活突 学,2012,32(4):259.264. 变的肥大细胞对IL3呈高增殖敏感性[J].安徽医科大学学 [16】张风英,余科科,李菲菲,等.SHP一2酪氨酸磷酸酶激活突 报,2010,(05):593—596. 变促进白细胞黏附和迁移的观察[J].安徽医科大学学报, 【9】Nishida K,Yamasaki S,Hasegawa A,et a1.Gab2,via PI一3K, 2010,45(4):487—490. Gab2 in Relation to Abnormal Proliferation and Activation in Mice Mast Cell and Organ Impairment Induced by Activating Mutant SHP一2 Tyrosine Phosphatase CHEN Ji ,CHEN Zhuo ,WANG Xin—yi ,ZHENG Hong ,QU Cheng—kui ’。,WANG Si・ying {1.School of Basic Medical Sciences。Anhui Medical University.Hefei,230032.China; 2.Case Western Reserve Universi Cleveland,USA,44106) [Abstract] Objective To invesitgate the roles of adaptor protein Gab2 in mast cell abnormal proliferation, activation,and organ damage in SHP一2D61G/+mutant mice.Method Four kinds of mouse model genotyped as SHP.2 ,Gab2一,SHP一2。61G,+,and SHP一20 /Gab2 were generated from crossbreeding of Gab2一 一 and SHP.2D6 G/+mouse.Mouse mast cel1 was generated from bone malTOW cellinduced by IL一3,and the proliferation of different genotype mast cells stimulated with cytokine was analyzed by MTS assay; Inflammatory cytokines levels in mouse serum and mast cell secretion were measured by ELISA,and alanine aminotransferase(AUr)and cardiac troponin I(cTnI)1evels in serum was determined by radioimmunoassay;leukocyte infiltration in mouse tissues and organ impairment were detected with histopathologic detection.Results The results showed that Gab2 knockout reduced the mice mast cell abnormal proliferation and activation induced by SHP一206 G mutation.decreased cytokines secretion accordingly of SHP一2D61G/+mice.as well as reduced heart and liver impairment.Conclusion Gab2 nkockout weakens hte mice mast cel1 abnormal proliferation and activation induced bV SHP一206 G/+mutation, nad mitigates the heart and liver damage. [Key words]SHP一2:Gab2;Mast cell abnormal proliferation anti activation;Organ impaimrent 

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