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CD34+HSC人源化小鼠的常见问题
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人源化小鼠模型作为一个创新且成本效益较高的平台,可用于模拟临床试验、对多种药物单用或联用进行评价以及生成预测数据。 不过,这种模型经常会让人产生一些疑问。针对CD34+造血干细胞人源化小鼠的应用,本文列出了一些较常见的问题及其解答。
Q1 什么是人源化小鼠?
“人源化"这个术语有着多重含义,具体取决于上下文。对于任何指定的实验或模型系统,明确该术语的定义有着至关重要的意义。 从广义上说,人源化小鼠是指已被移植了人体组织或细胞(例如,免疫细胞或植入的肿瘤组织)或可表达人基因(包括转基因随机整合、靶向敲入突变或外显子交换等方式引入)的小鼠。
在本文中,我们提到的人源化小鼠是指已被植入了从脐带血中分离出的CD34+造血干细胞(HSC)的小鼠。 这些被植入的HSC会迁移至宿主小鼠的骨髓中,再经多谱系分化,成为不同种类的免疫细胞。通过这种方法可以构建一个强大的平台,用于研究小鼠中人免疫系统的功能。
Q2 为什么CD34+造血干细胞供体很重要?
CD34+是一种细胞表面标志物,用于鉴别有多谱系分化潜能的造血干细胞。此类细胞多存在于新生儿的脐带血中。考虑到从单个供体获取的细胞数量有限,脐带血供体的差异性是CD34+HSC人源化小鼠研究中需要面对的一个现实。
如果基于hCD45+细胞测定且植入的细胞能在外周血、骨髓和脾脏中分化为不同的免疫细胞亚群,则整体植入情况会因脐带血供体而异。此外,对检查点抑制剂或其他免疫系统调节剂等的应答也会因供体差异而有所不同。
那么,如何通过试验的优化来解决这一点?我们建议您采用移植了来自2~4个不同脐带血供体(非混合)的HSC小鼠开展研究,不同的供体分布在各个治疗组和对照组中。这种方法有助于您根据已知的差异性进行研究设计,从而更好地检测治疗效果。
Q3 杰克森实验室(JAX)通常使用哪些品系进行人源化模型构建?
要将原代人组织/细胞植入小鼠中,需要有严重免疫缺陷的宿主,以防宿主对非自身组织产生排斥反应。JAX通常使用NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ(NSG™) 小鼠和NSG衍生品系。 NSG™小鼠之所以具有严重免疫缺陷,是因为NOD遗传背景削弱了其先天免疫功能,Prkdcscid突变破坏了T细胞和B细胞的成熟,同时Il2rgtm1Wjl突变阻断了6种不同细胞因子的信号传导。Il2rgtm1Wjl突变的一个重要后果是会导致缺乏功能成熟的NK细胞,因为其一直是关键性的HSC 植入屏障。再者,NOD小鼠具有独特的Sirpa等位基因,会使人HSC植入后的存活率增加。
人源化NSG™小鼠是研究T细胞反应的优质平台,而携带有不同人细胞因子转基因的NSG™衍生品系可用于促进特定细胞亚群的分化。 NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1WjlTg(CMV-IL3,CSF2,KITLG)1Eav/MloySzJ (NSG™-SGM3) 能够增强髓系细胞和调节性T细胞(Treg)的植入。NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl Tg(IL15)1Sz/SzJ(NSG™-IL15) 更有利于人NK细胞的发育。 JAX体内药效服务团队会定期将HSC植入上述品系,以便于全球各地的研究人员使用。与此同时,我们的团队和合作伙伴也致力于研究植入CD34+ HSC的小鼠,以便全面评价NSG™和NSG™-SGM3模型的人免疫系统重建。
目前,JAX可提供40多种NSG™及其衍生品系。其中大部分品系均可通过植入CD34+HSC来支持特定细胞或多细胞的发育及功能,从而进一步优化临床前新靶点和多靶点的药效评价。这将帮助您实现无限可能!
Q4 如何饲养人源化小鼠?人源化小鼠是否免疫功能正常?
尽管CD34+HSC人源化小鼠确实已具备类似人免疫系统,但这些免疫系统的功能并非完美。处理这些小鼠时要非常谨慎,甚至要像对待免疫缺陷品系一样。 我们非常乐意为您提供参考资源,以帮助您饲养NSG™小鼠等重度免疫缺陷品系。您也可以查看我们与 NSG™小鼠的饲养相关的专题网络研讨会,其中的内容将对您有所帮助。此外,您务必要了解所在单位或机构对饲养植入人组织的小鼠有何要求和规范。
Q5 有没有关于构建人源化小鼠模型比较详细的方案可供参考?
下面列出了一些已发表的文献,其中介绍了构建人源化NSG™小鼠的研究方案和注意事项。 建议您可以优先阅读Pearson于2008年发表的那篇。
- McDermott SP, et al.2010.Comparison of human cord blood engraftment between immunocompromised mouse strains.Blood.Jul 15;116(2):193-200 [PubMed ID: 20404133]
- Brehm MA, et al.2010.Parameters for establishing humanized mouse models to study human immunity: analysis of human hematopoietic stem cell engraftment in three immunodeficient strains of mice bearing the IL2rgamma(null) mutation.Clin Immunol.Apr;135(1):84-98.[PubMed ID: 20096637]
- Pearson T, et al.2008.Creation of "humanized" mice to study human immunity.Curr Protoc Immunol.May; Chapter 15:Unit 15.21.[PubMed: 18491294]