免疫系统人源化小鼠模型的现状及应用

实验动物模型在医学生命科学发展中发挥着重要作用。某些病原微生物仅仅特异对人类具有易感性及致病性。由于缺乏理想的实验动物模型限制了人们对疾病发病机理的理解及预防治疗。因动物种属差异,许多对小鼠有效的药物及疫苗不能有效地用于人类疾病的治疗或预防。通过将人的胚胎胸腺、造血干细胞等移植到免疫缺陷小鼠可有效地建立人类天然与适应性免疫系统,即免疫系统人源化小鼠。该小鼠的成功建立为免疫系统相关疾病研究及免疫药物研发提供了良好实验模型。本文主要对免疫系统人源化小鼠模型的建立、发展及其在感染等研究中的应用进行简要综述。

人源免疫重建PDX模型构建及其在肿瘤免疫治疗中的应用进展

免疫治疗已成为肿瘤治疗领域最具潜力的手段之一。由于肿瘤存在高度异质性等特点,导致免疫治疗响应率偏低,疗效有限。因此,迫切需要具有预测性的临床前模型,用于推动合理、安全的免疫治疗策略开发。传统体内、外肿瘤研究模型受限于人源免疫系统的缺失。因此,构建同时具有人源免疫系统和肿瘤的研究模型成为热点。将患者来源肿瘤移植入人源免疫系统重建小鼠体内肿瘤、免疫双人源化模型,具有可重现人体内免疫细胞与肿瘤间相互作用的优势,成为生理和病理条件下模拟人体肿瘤免疫治疗疗效的新模型。本文主要对多种类型人源化免疫重建PDX模型构建、优缺点及其在肿瘤免疫治疗研究中的最新应用进展进行综述。

基于CRISPR/Cas9技术构建LDLR基因敲除的免疫缺陷小鼠模型及其表型分析

目的:基于CRISPR/Cas9技术构建低密度脂蛋白受体(LDLR)基因敲除的免疫缺陷小鼠模型,并对血液胆固醇水平进行分析评价,为构建具有高脂血症的免疫系统人源化小鼠模型提供新方法。方法:基于CRISPR/Cas9技术,将有效识别LDLR基因外显子2和18的sgRNA/Cas9 mRNA注射到NOD SCID小鼠的受精卵中,通过对新生小鼠基因型鉴定筛选得到基因敲除的F0代阳性(LDLR^(+/-),Aa)小鼠,再将此小鼠与NOD SCID(LDLR^(+/+),AA)小鼠繁育,鉴定得到能稳定遗传基因型的F1代(Aa)小鼠。将F1代阳性杂合小鼠与NOD SCID小鼠繁育,获得大量基因序列完全相同的F2代(Aa)小鼠,在F2代间进行大规模繁育,获得的F3代小鼠依据基因型和性别进行分组,分别为雄性AA、雄性Aa、雌性AA和雌性Aa,对体质量进行监测,同时采集外周血进行血液胆固醇水平检测。结果:通过上述构建方法获得了NOD SCID LDLR^(+/-)(Aa)小鼠,经过8周的体质量检测,Aa杂合子基因型在生长发育过程中并不影响小鼠体质量,雌性Aa的胆固醇水平为(100.80±4.42)mg·dL^(-1),雄性Aa的胆固醇水平为(120.56±11.16)mg·dL^(-1),与阴性对照(基因型为AA的小鼠)比较,胆固醇水平明显升高(P<0.05);雌性AA的胆固醇水平为(60.78±2.11)mg·dL^(-1),雄性AA的胆固醇水平为(75.43±10.06)mg·dL^(-1),两者比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论:在不影响小鼠体质量的前提下,通过CRISPR/Cas9技术在NOD SCID背景下成功构建出了胆固醇水平自发升高的小鼠模型。

基于piggyBac转座子系统构建长期表达人细胞因子的免疫缺陷小鼠模型

目的:探讨表达人白细胞介素6 (IL-6)、白细胞介素3 (IL-3)、白细胞介素15 (IL-15)、干细胞生长因子(SCF)和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)基因的piggyBac (PB)转座子系统在免疫缺陷小鼠体内的长效表达情况,为改善人源化小鼠模型中人免疫细胞的重建提供简单长效的新方法。方法:构建含有绿色荧光蛋白(GFP)基因的PB转座子质粒(PB-GFP),构建含有人IL-6、IL-3、IL-15、SCF和GM-CSF基因的PB转座子质粒(PB-5F)。293T细胞分为阴性对照组(未转染质粒)、阳性对照组(转染pLVTHM质粒)、瞬时转染组(转染PB-GFP质粒)和稳定转染组[共同转染PB-GFP和转座酶质粒(super-PB)]。转染后每3d,采用流式细胞术检测各组细胞中GFP阳性(GFP+)细胞百分率。将NOD.Cg-Prkdcscid IL2rgtm1Wjl/SzJ (NCG)小鼠分为瞬时转染组和稳定转染组,瞬时转染组小鼠尾静脉高压注射PB-5F质粒,稳定转染组小鼠尾静脉高压注射PB-5F质粒和super-PB质粒。小鼠尾静脉高压注射后1、3、5和9d及随后每周1次采血分离血清,ELISA法检测各组NCG小鼠血清中IL-6、IL-3、IL-15、SCF和GM-CSF水平。结果:PB-GFP转染293T细胞30d后,稳定转染组GFP+细胞百分率(4.61%±0.42%)明显高于阳性对照组(0.58%±0.05%)和瞬时转染组(0.86%±0.10%)(P<0.05)。NCG小鼠尾静脉高压注射PB-5F质粒,注射后第30天,稳定转染组小鼠血清中IL-6、IL-15和GM-CSF水平均高于瞬时转染组(P=0.048,P=0.051,P=0.045);注射后第60天,稳定转染组小鼠血清中仍能检测到IL-6、IL-15和GM-CSF。结论:体外验证了PB转座子系统的长效表达,成功构建了具有人IL-6、IL-3、IL-15、SCF和GM-CSF基因的PB转座子载体的质粒,建立了长效稳定表达人IL-6、IL-15和GM-CSF的免疫缺陷小鼠模型。