Card9-flox 基因敲除小鼠

CARD9基因编码一种胞质适配蛋白，主要在髓系细胞中表达，并在炎症性疾病中发挥着关键作用。它对微生物病原体，尤其是真菌感染具有保护功能。近年来，CARD9基因多态性引起了广泛关注，研究表明其与真菌感染、炎症性肠病（IBD）和其他自身免疫性疾病的风险增加呈正相关。CARD9基因多态性会影响RelB的激活，RelB是非典型NF-κB的一个亚基，其激活受损会导致先天免疫细胞产生的细胞因子和趋化因子减少。此外，CARD9基因多态性还会导致感染部位的嗜中性粒细胞积累受损。另外，CARD9基因多态性还能改变肠道微生物群的组成。综上所述，CARD9基因多态性在炎症性疾病的发生发展中发挥着重要作用。

CARD9基因缺陷是一种常染色体隐性遗传的原发性免疫缺陷病，表现为对真菌感染的高度易感性，主要表现为侵袭性中枢神经系统念珠菌感染和/或皮肤/侵袭性皮肤癣菌感染。最近，报道了一种罕见的杂合显性负性CARD9变异体c.1434+91G>C，与炎症性肠病（IBD）的保护作用相关。研究发现，携带纯合CARD9变异体（c.1434+91G>C）的兄弟姐妹中，一个无症状，另一个表现出念珠菌食管炎、上呼吸道感染、低丙种球蛋白血症和低类别转换记忆B细胞。CARD9 c.1434+91G>C变异体产生了两种突变转录本，经mRNA和蛋白质表达证实：一个框架外c.1358-1434缺失/~55 kDa蛋白质（CARD9Δex.11）和一个框架内c.1417-1434缺失/~61 kDa蛋白质（CARD9Δ18 nt.）。这两种转录本都无法形成完整的/功能的CBM复合物，包括TRIM62。基于索引患者的CVID样表型，测试并检测了人类和小鼠的淋巴细胞和单核细胞中的CARD9表达。评估了不同CARD9突变和基因剂量条件对索引家族中的杂合子和纯合子c.1434+91G>C成员以及野生型（两个野生型等位基因）、杂合子（一个野生型，一个无效等位基因）和无效（两个无效等位基因）个体的功能性影响。CARD9基因剂量影响淋巴细胞和单核细胞功能，包括细胞因子生成、MAPK激活、T辅助细胞承诺、转录、浆细胞分化和免疫球蛋白产生，这些影响以不同的方式发生。CARD9外显子11的完整性对CBM复合物功能至关重要。CARD9在基因剂量依赖性方式下表达并影响特定的T和B细胞功能，这反过来可能有助于CARD9缺陷的表型[1]。

CARD9通过促进白细胞介素（IL）-22的产生来促进从结肠炎中恢复，Card9(-/-)小鼠对结肠炎更敏感。Card9(-/-)小鼠的微生物群发生改变，将Card9(-/-)小鼠的微生物群转移到野生型、无菌受体小鼠后，增加了它们对结肠炎的敏感性。Card9(-/-)小鼠的微生物群无法将色氨酸代谢成作为芳基烃受体（AHR）配体的代谢物。用三种能够代谢色氨酸的乳酸杆菌菌株或用AHR激动剂处理小鼠后，肠道炎症得到缓解。在IBD患者的微生物群中，也观察到AHR配体的产生减少，特别是在与IBD相关的CARD9风险等位基因的个体中。这些发现揭示了宿主基因如何影响肠道微生物群的组成和功能，从而改变微生物代谢物和肠道炎症的产生[2]。

一项全基因组关联研究发现，CARD9（caspase recruitment domain family member 9）是IgA肾病（IgAN）的易感基因，该基因编码一种适配蛋白，与黏膜免疫相关。本研究旨在调查CARD9变异体与IgAN的临床病理表型和预后的关系。使用Sequenom MassARRAY iPLEX对986例IgAN患者的CARD9中的8个单核苷酸多态性进行了基因分型。进行逻辑回归和线性回归分析，以评估CARD9基因多态性对临床病理表型的影响。应用Kaplan-Meier方法和Cox比例风险模型来分析遗传变异体与肾脏存活率之间的关系。rs10747047的T等位基因与血清肌酐水平升高（p = 0.005）和估计肾小球滤过率（eGFR）水平降低（p = 0.005）密切相关。rs10870149-G和rs10870077-C等位基因与IgAN患者24小时尿蛋白排泄量升高（p = 0.041和0.022）和更严重的节段性肾小球硬化病变（p = 0.005和0.041）相关。携带rs10781533的T等位基因和rs3812552的C等位基因的携带者也表现出严重的节段性肾小球硬化病变（p = 0.001和0.010）。此外，在调整了协变量后，rs10747047-C和rs10870077-C等位基因与IgAN患者的预后不良独立相关（TT vs. CC风险比[HR] = 0.138，95%置信区间[95% CI] = 0.022-0.871，p = 0.035；GG vs. CC HR = 0.321，95% CI = 0.123，0.836，p = 0.020）。CARD9变异体与IgAN的疾病严重程度和快速疾病进展相关[3]。

在心肌梗塞（MI）后，免疫细胞浸润对心肌细胞死亡的反应调节细胞外基质重塑和疤痕形成。CARD9作为适配蛋白，介导先天免疫中促炎症信号级联的转导；然而，它在MI后心脏损伤和修复中的作用尚不清楚。研究发现，Card9是小鼠缺血心肌中上调最明显的Card基因之一。MI后1天，CARD9表达显著增加，到MI后第7天下降。此外，CARD9主要在F4/80阳性巨噬细胞中表达。Card9敲除（KO）导致小鼠MI后28天左心室功能改善和梗死疤痕大小减少。此外，Card9 KO抑制了梗死边缘区域的心肌细胞凋亡和基质金属蛋白酶（MMP）表达。RNA测序显示，Card9 KO显著抑制了MI后Lcn2的表达。LCN2和受体溶质载体家族22成员17（SL22A17）均在巨噬细胞中检测到。随后，我们发现Card9过表达增加了LCN2的表达，而Card9 KO抑制了巨噬细胞中坏死细胞诱导的LCN2上调，这可能是通过NF-κB实现的。Lcn2 KO在MI后显示出有益作用，而重组LCN2减弱了Card9 KO在体内的保护作用。Lcn2 KO减少了MI后的MMP9，而LCN2过表达增加了巨噬细胞中的Mmp9表达。巨噬细胞中的Slc22a17敲低减少了重组LCN2治疗后的MMP9释放。综上所述，这些结果表明巨噬细胞CARD9通过LCN2介导了MI后心脏功能的恶化和不良重塑[4]。

炎症性肠病（IBD）是由遗传易感性、肠道微生物群的失调和环境因素共同作用导致的一种慢性炎症性疾病，导致胃肠道免疫反应和慢性炎症的改变。Caspase募集域9（Card9）是IBD易感基因之一，已被证明可保护免受肠道炎症和真菌感染。然而，CARD9在抗炎作用中的细胞类型和机制尚不清楚。研究者使用DSS诱导的结肠炎模型和Card9全身和条件性敲除小鼠的过继转移结肠炎模型，揭示了哪些细胞类型在CARD9保护表型中发挥作用。通过真菌感染体内模型和各种功能实验，包括终点稀释实验、流式细胞术检测的凋亡实验、蛋白质组学和实时生物能量分析（Seahorse），评估了Card9缺失对中性粒细胞功能的影响。淋巴细胞不固有地参与CARD9对结肠炎的保护作用。中性粒细胞中的CARD9表达，而不是上皮细胞或CD11c+细胞中的CARD9表达，可以防止DSS诱导的结肠炎。在CARD9缺失的情况下，线粒体功能障碍增加了线粒体活性氧的产生，导致中性粒细胞在氧化环境中的过早死亡，特别是通过凋亡。组织中功能性中性粒细胞的减少可能解释了真菌控制的受损和肠道炎症的易感性增加。这些结果为CARD9在中性粒细胞线粒体功能和肠道炎症中的作用提供了新的见解，为针对中性粒细胞的新治疗策略开辟了道路[5]。

炎症性肠病（IBD）是一种慢性炎症性胃肠道疾病，其特征是先天性和/或适应性免疫反应的失调。受损的先天免疫导致对改变肠道微生物群的失控和对适应性免疫系统的激活，从而促进继发性炎症反应，这是组织损伤的原因。中性粒细胞是IBD中先天免疫的关键参与者，但与免疫细胞相比，它们的作用被忽视。关于IBD中中性粒细胞的研究的最新结果表明了其意想不到的复杂性，具有异质性群体和双重功能，既有害也有益于宿主。与此同时，疾病发展、肠道微生物群和中性粒细胞之间的相互关联得到了强调。许多IBD易感基因（如NOD2、NCF4、LRRK2、CARD9）涉及与防御微生物相关的中性粒细胞功能。此外，涉及功能性中性粒细胞缺陷的重度单基因疾病，包括慢性肉芽肿病，表现为肠道炎症，类似于IBD，并伴有肠道微生物群的改变。这一观察结果表明了中性粒细胞、肠道炎症和微生物群之间的对话。中性粒细胞以多种方式影响微生物群的组成和功能。反过来，微生物因素，包括代谢物，直接和间接地调节中性粒细胞的产生和功能。进一步研究中性粒细胞在宿主-微生物群相互作用中发挥的多样化作用至关重要，无论是在稳态下还是在炎症条件下，以开发新的IBD治疗方法。在本综述中，我们将讨论中性粒细胞在IBD中的作用，鉴于新兴证据表明中性粒细胞和肠道微生物群之间存在强烈的相互关联，特别是在炎症环境中[6]。

桥本甲状腺炎（HT）是最常见的自身免疫性甲状腺炎类型，是发生甲状腺乳头状癌（PTC）的风险因素。该研究旨在探讨CARD9 rs4077515多态性在HT和PTC患者中的分布，以评估其与HT发生和发展的相关性。纳入150例HT患者和120例PTC病例。对CARD9 rs40775155多态性的基因型进行了测序和计数。与对照组相比，HT病例中rs4077515 AA基因型的趋势显著增加，而GG基因型频率呈下降趋势。在HT组中也检测到A等位基因的过剩。携带AG和AA基因型的HT病例有更高的激素治疗风险，并需要更大的剂量。与HT病例相比，PTC患者中AG和AA出现的频率更高，与肿瘤大小、淋巴结转移和手术边缘相关。AG（OR = 2.566，95% CI = 1.376-4.786）和AA（OR = 3.040，95% CI = 1.525-6.060）基因型携带者发展PTC的风险更高。rs4077515多态性的A等位基因是HT患者中PTC发病的易感等位基因（OR = 1.775，95% CI = 1.260-2.502）。CARD9 rs4077515多态性可能是中国汉族人群中HT的风险因素，它还促进HT患者的PTC发展[7]。

本研究旨在调查CARD9基因多态性与中国汉族人群中的白塞病（BD）和急性前葡萄膜炎（AAU）之间的相关性。研究者对480例BD患者、1151例AAU患者和1440名健康对照进行了病例对照关联研究。对CARD9中的6个单核苷酸多态性（SNP）进行了基因分型，包括rs4077515、rs11145769、rs59902911、rs9411205、rs4073153和rs1135314。结果发现，CARD9基因中的单个SNP与BD或AAU均无相关性。单倍型分析显示，与健康对照组相比，BD中CARD9基因单倍型CGCCA（rs4077515、rs11145769、rs59902911、rs9411205、rs4073153）的频率显著降低（Pc = 0.012，OR = 0.585，95%CI = 0.409 ~ 0.837）。单倍型分析没有显示CARD9与AAU之间存在关联。该研究显示，CARD9基因的一个五SNP单倍型（CGCCA）可能是具有眼部受累的BD的保护因素，而不是AAU[8]。

炎症性肠病（IBD）的特点是肠道微生物群的改变和针对肠道微生物群的免疫反应改变。越来越多的证据表明，IBD不仅受到共生细菌的影响，还受到共生真菌的影响。研究者直接表征了健康人和克罗恩病（CD）患者肠道黏膜中直接相关的真菌，并确定了在患者中特异性丰富的真菌。其中之一是常见的皮肤定植真菌马拉色菌属马拉色菌，它与CARD9基因中IBD相关多态性的存在有关，CARD9是一种重要的信号适配蛋白，用于抗真菌防御。马拉色菌主要通过CARD9引起先天炎症反应，并被CD患者抗真菌抗体识别。这种酵母在具有IBD相关CARD9多态性的先天细胞中引起强烈的炎症细胞因子产生，并通过CARD9在小鼠疾病模型中加重结肠炎。总的来说，这些结果表明，针对特定共生真菌可能是一种治疗IBD的策略[9]。

综上所述，CARD9基因在炎症性疾病的发生发展中发挥着重要作用。CARD9基因多态性与真菌感染、炎症性肠病、自身免疫性疾病、IgA肾病、心肌梗塞后心脏损伤和甲状腺疾病等疾病的风险和预后密切相关。CARD9基因的表达和功能在肠道微生物群的组成和功能、中性粒细胞的功能和线粒体代谢等方面发挥着重要作用。这些发现为开发针对CARD9的新治疗策略提供了新的思路和策略。