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。
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]。
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]。
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。
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。
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。
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.
本文摘自：https://www.cyagen.cn/articles/AE000724