Il6ra-flox 基因敲除小鼠

Il6ra，也称为白介素-6受体α链，是一种细胞表面蛋白，属于白介素-6受体家族。它是白介素-6（IL-6）信号传导的关键组成部分，IL-6是一种多功能细胞因子，参与多种生物学过程，包括免疫反应、炎症反应、细胞增殖和分化。Il6ra与IL-6结合后，可以激活下游信号传导途径，如JAK-STAT途径，从而调节基因表达和细胞功能。

在非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）中，Il6ra的表达和功能引起了广泛关注。一项研究发现，非酒精性脂肪性肝炎（NASH）患者血清中IL-6和可溶性IL-6受体α（sIL-6Rα）水平升高，且IL-6水平与循环白细胞和单核细胞数量呈正相关。在Il6ra条件性敲除小鼠中，高脂饮食喂养后，肝细胞特异性Il6ra敲除小鼠表现出更多的脂肪变性和肝损伤，而巨噬细胞特异性Il6ra敲除小鼠则表现出肝内浸润巨噬细胞和嗜中性粒细胞数量减少，这些细胞的细胞死亡增加，但肝脏纤维化（LF）程度更高。机制上，高脂饮食喂养的巨噬细胞特异性Il6ra敲除小鼠中，LF的增加归因于抗纤维化miR-223的减少和随后miR-223靶基因，转录激活因子与PDZ结合基序（TAZ）的上调，TAZ是已知促进NASH纤维化的因子。体外实验表明，IL-6处理上调了与外泌体生物发生相关的基因，并随后促进巨噬细胞释放富含miR-223的外泌体，这些外泌体能够通过外泌体转移减少肝细胞中促纤维化的TAZ表达。最后，在NAFLD患者中，血清IL-6和miR-223水平升高，且两者之间存在相关性。巨噬细胞特异性IL-6信号传导通过将抗纤维化miR-223转移到肝细胞中抑制LF，为NAFLD治疗提供了治疗靶点[1]。

Il6ra在癌症恶病质中的作用也得到了研究。一项研究发现，在癌症恶病质中，外周IL-6可以迅速进入后脑的一个环状结构，即延髓的最后区（AP），并激活AP神经元及其相关网络。外周肿瘤，已知会增加循环IL-6，导致AP中IL-6升高，并导致对AP神经元的兴奋性突触传递增强和AP网络过度活跃。值得注意的是，用抗IL-6抗体中和肿瘤负荷小鼠脑中的IL-6可以减轻恶病质和AP网络过度活跃，并显著延长寿命。此外，使用CRISPR/dCas9干扰技术特异性抑制AP神经元中的Il6ra基因，或沉默表达Gfral的AP神经元，也产生了类似的效果，减轻了癌症恶病质表型和AP网络过度活跃。该研究确定了一种外周IL-6功能的中心机制，这可能成为治疗癌症恶病质的靶点[2][9]。

Il6ra与妊娠相关疾病的关系也受到了关注。一项研究发现，Il6ra基因中单核苷酸多态性rs2229238与妊娠期高血压疾病（preeclampsia）的风险之间没有显著关联。这项研究没有发现preeclampsia和Il6ra SNP rs2229238之间的显著关系，也没有在病例组和对照组之间发现等位基因频率的显著差异[3]。

在神经系统中，Il6ra的表达和功能也得到了研究。一项研究发现，急性IL-6暴露可以触发人诱导多能干细胞（hiPSC）衍生的微胶质样细胞（MGL）中的经典IL6Ra信号传导，但在神经祖细胞（NPCs）中没有观察到这种反应。人类前脑NPCs没有对急性IL-6暴露作出反应，这是因为缺乏IL6R表达和可溶性（s）IL6Ra分泌。相比之下，急性IL-6暴露导致MGL中STAT3磷酸化和IL6、JMJD3和IL10表达增加，证实了经典IL6Ra信号传导的激活。RNA测序鉴定了156个上调基因（FDR < 0.05），这些基因在MGL受到急性IL-6暴露后表达上调，包括IRF8、REL、HSPA1A/B和OXTR，这些基因显著重叠于来自精神分裂症个体的死后脑组织中上调的基因集。急性IL-6刺激显著增加了MGL的迁移能力，与RNA测序数据中突出显示的基因本体论途径一致，并复制了啮齿动物模型中IRF8调节小胶质细胞迁移的指示。最后，IL-6诱导MGL在3小时和24小时后分泌CCL1、CXCL1、MIP-1α/β、IL-8、IL-13、IL-16、IL-18、MIF和Serpin-E1。这些数据为急性IL-6暴露在人模型系统中的细胞特异性效应提供了证据，最终表明需要微胶质细胞-NPC共培养模型来研究IL-6如何影响人皮质神经祖细胞在体外的发展[4]。

Il6ra在心脏疾病中的作用也得到了研究。一项研究发现，巨噬细胞介导的IL-6信号传导驱动了术后心房颤动（poAF）中的ryanodine受体-2（RyR2）钙泄漏。术后心房颤动是手术几天后发生的心房颤动，在接受开胸手术的患者中，其发病率为33%。术后炎症的程度与poAF风险相关，但关于驱动术后心房心律失常的细胞和分子机制知之甚少。研究人员对患有和未患有poAF的小鼠心房非心肌细胞进行了单细胞RNA测序，发现CCR2+巨噬细胞是最改变的细胞类型。伪时间轨迹分析确定了Il-6是巨噬细胞中的顶级基因，这在从心脏手术后的人类患者收集的心包液中得到了证实。事实上，巨噬细胞耗竭和巨噬细胞特异性Il6ra条件性敲除（cKO）可以防止小鼠发生poAF。用TTI-101抑制下游STAT3和心脏特异性Stat3 cKO可以挽救poAF，表明STAT3在poAF发展中具有致心律失常作用。在分离的心房心肌细胞（ACMs）中进行共聚焦成像，揭示了STAT3和CaMKII介导的RyR2-Ser(S)2814磷酸化之间的新型联系。确实，非磷酸化RyR2S2814A小鼠可以免受poAF的影响，而CaMKII抑制可以防止poAF小鼠ACMs中的致心律失常性Ca2+处理不当。总体而言，研究人员提供了来自小鼠和人类的组学、生物化学和功能性证据，表明由浸润性心房巨噬细胞驱动的IL-6-STAT3-CaMKII信号传导是poAF的关键驱动因素，这可能预示着poAF预防的治疗效用[5]。

Il6ra在病毒感染中的作用也得到了研究。一项研究发现，IL-6和IL-27在调节慢性病毒感染期间CD4 T细胞反应中发挥独特和冗余的作用。IL-6细胞因子家族通过共信号转导分子gp130结合细胞因子特异性受体进行信号传导。CD4 T细胞上的gp130信号传导在用淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒克隆13（LCMV Cl13）感染小鼠以控制慢性感染中至关重要，但IL-6细胞因子家族各个成员的确切作用尚未完全清楚。转录分析强调了gp130信号传导在LCMV Cl13感染后CD4 T细胞中促进关键过程的重要性，特别是与T滤泡辅助（Tfh）细胞分化和IL-21产生相关的基因。此外，Il27r-/-Il6ra-/-小鼠无法产生抗体或CD8 T细胞免疫，也无法控制LCMV Cl13。Il27r-/-Il6ra-/- Tfh细胞的转录组分析和表型分析表明，IL-6R和IL-27R信号传导对于激活CD4 T细胞中的关键途径是必需的。IL-6和IL-27信号传导具有独特和重叠的作用，其中IL-6调节Tfh分化，IL-27调节CD4 T细胞存活，两者均冗余地促进IL-21的产生[6]。

Il6ra在肝脏再生中的作用也得到了研究。一项研究发现，肝脏基质的基因表达在肝脏再生中起着重要作用。由于肠道菌群被认为与肝脏再生有关，研究人员调查了肠道菌群在肝脏再生中的作用，重点关注在无菌（GF）小鼠和用正常肠道菌群再生的GF小鼠（XGF）中进行部分肝切除术（PHx）后肝脏基质的基因表达。在PHx后，评估了肝脏质量恢复、肝细胞增殖和免疫反应。还分析了肝脏基质和胶原基因表达。与XGF小鼠相比，在PHx后3小时和72小时，GF小鼠的肝重量/体重比、有丝分裂计数和肝细胞增殖指数降低，且先于Tnfrsf1a和Il6ra等细胞因子受体基因以及Hgf基因表达减少。在XGF小鼠中，这些指标显著高于GF小鼠，且与对照小鼠相似，表明肝脏再生正常。与XGF小鼠相比，GF小鼠在PHx后3小时和72小时，基质差异表达基因（DEGs）较少。GF小鼠还表现出较低的胶原表达，在PHx后72小时，与野生型小鼠相比，Col1a1、Col1a2、Col5a1和Col6a2的表达显著降低。总之，XGF小鼠中增强的肝脏再生和基质表达表明，肠道菌群与基质的相互作用可能在调节肝脏再生过程中的肝重塑中发挥重要作用[7]。

Il6ra在系统性硬化症间质性肺病（SSc-ILD）中的作用也得到了研究。一项研究发现，系统性硬化症（SSc）间质性肺病（ILD）是SSc相关发病率和死亡率的主要原因之一。托西利珠单抗（TCZ，抗IL6RA）已在两项2/3期试验（faSScinate和focuSSced）中显示出在SSc-ILD患者中降低了肺功能下降的速度。研究人员对在这些研究中收集的皮肤活检样本进行了转录组分析，以破译可能与应用TCZ治疗相关的基因网络。一个与疾病进展相关的模块在TCZ治疗下显示出药效学变化，并以浆细胞（PC）基因为特征。PC特征基因表达水平在纤维化SSc和IPF肺中与对照相比显著升高。scRNAseq分析证实，PC特征基因在SSc肺中与CD38和CD138表达的PC亚群共表达。这些数据为了解PC在疾病进展中的作用以及TCZ在纤维化间质性肺病中的作用机制提供了见解[8]。

综上所述，Il6ra是一种重要的细胞表面蛋白，参与多种生物学过程，包括免疫反应、炎症反应、细胞增殖和分化。Il6ra在多种疾病中发挥重要作用，包括非酒精性脂肪性肝病、癌症恶病质、妊娠相关疾病、神经系统疾病、心脏疾病和病毒感染。此外，Il6ra在肝脏再生和系统性硬化症间质性肺病中也发挥着重要作用。Il6ra的研究有助于深入理解IL-6信号传导的生物学功能和疾病发生机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。