免疫缺陷病

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TUhjnbcbe - 2020/11/11 8:32:00

对于免疫学、传染病、肿瘤学、造血干细胞、再生医学等领域的研究来说,免疫缺陷小鼠是非常宝贵的研究工具。这些小鼠不仅可以担当小鼠肿瘤细胞、人肿瘤细胞系和人源肿瘤异种移植(PDX)的宿主,还能被用于人体免疫系统研究的其他诸多领域。不过,现有免疫缺陷小鼠的品系繁多,并且这些模型具有其独特性,这也为我们在研究中选择合适的模型增加了难度。笔者总结了以下诀窍,将有助于您挑选到合适的免疫缺陷小鼠模型。

小鼠遗传背景至关重要

小鼠品系的遗传背景对小鼠模型的表型和潜在应用能够产生极大的影响。NSG?小鼠模型及其衍生品系包括一系列具有重度免疫缺陷小鼠,在生物医学研究中被广泛应用。这些品系的一个关键特征是具有NOD遗传背景,导致多种先天免疫缺陷,例如自然杀伤(NK)细胞活性降低、补体系统缺乏、巨噬细胞和抗原呈递细胞缺陷。

一些裸鼠品系,比如:NU/J近交系裸鼠,B6同源裸鼠,和远交系裸鼠J:NU,这些品系之间有何区别?简单来说,即便它们带有相同的自发突变(Foxn1nu),其遗传背景也会各不相同。虽然NU/J和B6裸鼠分别属于近交系和同源系,但它们却具有遗传同质性。因此,其肿瘤生长情况可能会更趋于一致。相反,远交系J:NU裸鼠可能会表现出更多的肿瘤生长变化,因为其具有遗传异质性。另一方面,远交系裸鼠更活跃,可能会适应更长期的实验研究。

了解小鼠模型的预期表现

如果您有兴趣剖析一些直接靶向于肿瘤细胞的化疗方法的作用机制,那么近交系NU/J或远交系J:NU可能是人肿瘤细胞系移植和生长合适的宿主。相比之下,要验证调节人类免疫系统的新型免疫疗法,您或许会倾向于选择NSG?、NSG-SGM3TM、NSG?-IL15或NSG?MHCI/IIDKO作为共同移植PDX和人CD34+造血干细胞(hHSC)的宿主。

当为特定项目选择合适模型时,您应明确该模型的预期表现。下文列出了在选择小鼠模型时应考虑的一些因素:

1、内源性免疫系统成分

通过研究免疫缺陷模型中残余的B细胞、T细胞、树突状细胞、巨噬细胞、NK细胞和补体系统的功能,以此了解其内源性免疫系统功能。对于裸鼠等先天免疫完整的模型来说,NK细胞的存在可以阻止人细胞归巢和维持,从而限制原代人细胞的植入。对于如NSG?系列模型等有多种细胞因子(IL-2、IL-4、IL-7、IL-9、IL-15和IL-21)信号传导缺陷的模型来说,人组织、造血干细胞和外周血单核细胞 (PBMC)的植入率将显著提升。在选择免疫缺陷模型前,务必要确定模型的免疫系统成分的状态。查看免疫缺陷小鼠与异种移植宿主比较表,快速浏览不同品系的免疫系统成分。

2、研究类型

您需要选择一种适用于您研究目标的免疫缺陷模型。例如,如果您是想研究针对特定人免疫细胞类型的潜在免疫调节疗法,又或是想要研究需要人免疫细胞参与的传染病,那么可选择CD34人源化NSG?、NSG-SGM3?或PBMC人源化NSG?-MHCI/IIDKO等稳健的试验平台。不过,如果您的目标是检测特定化学疗法的直接杀伤作用,则可采用近交系裸鼠NU/J或BALB/c-scid来追踪皮下或原位植入肿瘤的反应。

了解模型的局限性

毫无疑问,上述模型的免疫系统缺陷也会造成以下的局限性:

1、遗传渗漏

研究发现,scid突变会使一些品系容易出现遗传渗漏。渗漏的发生率因遗传背景而异,这就是说,某些3~9个月月龄的scid小鼠(例如,B6-scid)可能产生少量的功能性T细胞和B细胞。如果您想要几乎没有遗传渗漏的scid突变小鼠可以考虑NOD-scid。如果是需要完全没有遗传渗漏则可以考虑采用NSG?。

2、辐照耐受性

当研究可能的放疗时,具有辐照耐受性的宿主小鼠可能是合适的选择。不过,scid小鼠因其突变发生在参与DNA修复的一种蛋白(Prkdc)中而具有高度的辐照敏感性。相比之下,Rag1或Rag2KO小鼠可耐受较高的辐射剂量,并且可能适用于某些放疗研究。此外,RagKO小鼠对引起DNA损伤的化疗药物也较不敏感。

3、寿命

对于采用生长周期可能长达数月的原发性肿瘤进行的长期植入研究,宜避免采用寿命相对较短的模型。例如,由于IL-2依赖性胸腺淋巴瘤的发展,NOD-scid小鼠仅可存活5~9个月。其他研究表明,Rag1KO小鼠和NSGTM小鼠的寿命比NOD-scid小鼠的寿命长。在足够洁净的环境中,NSG?小鼠可以存活一年半以上,其中位生存期超过89周。有关模型寿命的信息可参阅各类经同行评审的文献。

“一千个人眼中有一千个哈姆雷特。”尽管没有通用于所有研究的免疫缺陷模型,但综合考虑以上所有要诀将能够帮助您找到与自己的研究相契合的模型!

注:本文转自

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