Dock2-KO 基因敲除小鼠

DOCK2，即细胞分裂的捐赠者2，是一种重要的蛋白质，在细胞的多种生理过程中发挥着关键作用。作为一种鸟苷酸交换因子（GEF），DOCK2能够激活下游的小G蛋白Rac，进而调节细胞骨架的重组。DOCK2对于免疫细胞的功能至关重要，包括淋巴细胞、中性粒细胞、巨噬细胞和树突状细胞等。它参与了T和B淋巴细胞的发育与激活，通过影响突触形成和下调IL-4Rα表面表达来抑制Th2细胞谱系的发育[3]。

DOCK2在多种疾病中发挥着重要作用。例如，在COVID-19的研究中发现，位于染色体5q35上的一个DOCK2基因附近的变异（rs60200309-A）与65岁以下患者中COVID-19的严重程度相关。这种风险等位基因在东亚人群中更为常见，而在欧洲人中则较为罕见。RNA测序分析表明，与风险等位基因相关的DOCK2表达水平下降，并且DOCK2表达在COVID-19严重病例中受到抑制[1]。此外，单细胞RNA测序分析显示，DOCK2在非经典单核细胞中存在细胞类型特异性下调，风险等位基因对DOCK2表达的影响具有COVID-19特异性。免疫组化结果显示，在COVID-19肺炎患者肺组织中，DOCK2表达受到抑制。在叙利亚仓鼠模型中，使用CPYPP抑制DOCK2功能加剧了SARS-CoV-2感染引起的肺炎严重程度，表现为体重减轻、肺水肿、病毒载量增加、巨噬细胞募集受损以及I型干扰素反应失调[1]。

在肝细胞癌（HCC）的研究中，DOCK2基因的突变频率相对较高，并且与HCC患者的预后不良相关。DOCK2突变患者具有较低的生存率和较差的预后，与野生型DOCK2组相比。此外，DOCK2突变与免疫反应密切相关[2]。

DOCK2还与哮喘的发展有关。研究发现，DOCK2在正常的人支气管上皮细胞中受到尘螨提取物和哮喘患者支气管上皮的诱导。DOCK2在TGF-β1诱导的人支气管上皮细胞上皮-间质转化（EMT）过程中上调。敲低DOCK2抑制了TGF-β1诱导的EMT，而过表达DOCK2促进了EMT。DOCK2缺陷抑制了气道上皮的EMT，减轻了HDM诱导的哮喘肺的亚上皮纤维化，并改善了肺功能[4]。

在抗真菌免疫方面，DOCK2通过调节RAC GTPase活性发挥作用。DOCK2在巨噬细胞中促进抗真菌先天免疫信号传导和促炎基因表达。DOCK2缺陷的巨噬细胞表现出RAC GTPase活化和活性氧（ROS）产生减少，从而减弱了细胞内真菌的杀灭和下游信号通路的激活。机制上，真菌刺激后，活化的SYK（脾脏相关酪氨酸激酶）在酪氨酸985和1405处磷酸化DOCK2，促进了RAC GTPases的募集和活化，进而增加了ROS产生和下游信号活化。重要的是，通过纳米颗粒介导的体外转录（IVT）Rac1 mRNA的递送促进了Rac1的活性，并在体内有助于消除真菌感染[5]。

DOCK2突变与复发性噬血细胞性淋巴组织细胞增生症（HLH）相关。HLH是一种由无法下调活化的巨噬细胞引起的综合征，导致过度炎症、免疫系统过度活化和炎症细胞因子水平升高。HLH可由无法通过穿孔素和颗粒酶B介导的细胞凋亡来下调活化的巨噬细胞引起。一种潜在的新的HLH相关基因——DOCK2的基因突变在一名患有复发性sHLH和频繁中心线感染引起的超炎症的患者的样本中被发现。通过泡沫病毒方法，将患者的DOCK2突变和野生型（WT）DOCK2 cDNA分别转导到人NK-92细胞系中。与WT相比，患者的DOCK2突变导致NK细胞功能、脱颗粒和细胞毒性显著降低[6]。

DOCK2缺陷是一种先天免疫缺陷，表现为细胞和体液免疫异常，导致早期感染。一名27个月大的女孩因反复肺炎和19个月大时的骨骼结核而被报道。免疫学检查显示持续的淋巴细胞减少和低CD4+ T细胞计数，以及CD19+、CD20+、CD16+和CD56+细胞水平升高。她还表现出高水平免疫球蛋白E和略微降低的IgM水平，以及非保护性白喉抗体滴度。全外显子测序（WES）分析发现，DOCK2基因第16外显子上存在一个杂合的移码缺失突变（c.1512delG，p.I505Sfs*28）。文献回顾发现，14例DOCK2缺陷患者表现出细胞和体液免疫缺陷，导致早期感染，尤其是人疱疹病毒（HHV）感染。DOCK2缺陷应在严重或异常早期感染的情况下考虑，特别是在HHV感染中，患者具有联合免疫缺陷的临床诊断。此外，建议DOCK2缺陷患者可能从T细胞受体切除环（TREC）检测中受益，作为常规新生儿筛查计划的一部分[7]。

DOCK2通过调节肠道菌群影响宿主对Citrobacter rodentium感染的易感性。与野生型小鼠相比，Dock2-/-小鼠对Citrobacter rodentium感染引起的结肠炎更为敏感。研究发现，Dock2通过共养、粪便菌群转移和抗生素处理方法调节肠道菌群，并影响宿主对C. rodentium感染的易感性。16S rRNA基因测序分析显示，Dock2增加了prevotellaceae-NK3B31组和Lactobacillus的丰度，但降低了Helicobacter的丰度[8]。

DOCK2还与B细胞代谢和记忆反应有关。DOCK2缺陷患者中记忆B细胞数量减少，早期激活的DOCK2缺陷记忆B细胞减少到与幼稚B细胞相当的程度，这是由于CD19和CD21表达下调。有趣的是，DOCK2缺陷B细胞中LEF-1的表达增加，这是CD21的负调节因子。这与HIF-1α和细胞代谢的表达增加相关，进而影响了ER结构。最后，DOCK2患者中记忆B细胞的减少是由于细胞凋亡增加，可能与代谢增加有关[9]。

DOCK2在非造血免疫调节中发挥着重要作用。通过siRNA介导的DOCK2敲低，在三种人基质细胞模型中观察到免疫抑制功能的降低。为了确定与免疫功能相关的基质细胞分子特征，首先将间充质干细胞/祖细胞（MSPCs）重新编程为诱导多能干细胞（iPSCs），然后将这些iPSCs分化为MSPCs。iPSCs和未成熟的iPS-MSPCs缺乏免疫抑制潜力。随着成熟度的提高，免疫调节能力得到促进，同时保持克隆形成能力，与它们的亲本MSPCs相似。连续的转录组和甲基化组分析显示，包括DOCK2在内的免疫相关基因表达轨迹随时间而变化，最终与亲本MSPCs相似。患有双等位DOCK2突变的SCID患者来源的成纤维细胞与未突变的成纤维细胞相比，免疫调节能力显著降低。条件性DOCK2 siRNA敲低在iPS-MSPCs和成纤维细胞中也立即降低了免疫调节能力。结论是，CRISPR/Cas9介导的iPS-MSPCs中的DOCK2敲除也导致免疫调节显著降低，CDC42 Rho家族GTPase活化减少和丝状伪足形成减弱。这些数据确定了G蛋白信号传导是设计基质细胞免疫调节的关键元素[10]。

综上所述，DOCK2是一种重要的蛋白质，在细胞的多种生理过程中发挥着关键作用。DOCK2参与了免疫细胞的迁移、激活、增殖和功能，并且与多种疾病相关，包括COVID-19、HCC、哮喘、HLH和肠道菌群失调等。DOCK2的研究不仅有助于深入理解免疫细胞的功能和疾病发生机制，而且为疾病的治疗和预防提供了新的思路和策略。