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模型制备

人鼠肝嵌合体小鼠模型

2020年11月11日 浏览量: 评论(0) 来源:《常见人类疾病动物模型的制备方法》 作者:秦川 责任编辑:yjcadmin

由于HBV的天然宿主仅限于人和黑猩猩,所以建立实验动物的HBV感染模型存在诸多的限制。虽然鸭、土拨鼠和地松鼠的肝炎与人HBV感染的病毒学特点与发病机制类似,并用来作为研究HBV的模式动物,但是上述模型均受到异源病毒基因组和宿主免疫系统信息欠缺的限制。转HBV基因的小鼠虽然可以支持病毒的复制,但是却无法用来研究病毒的感染机制。

免疫缺陷的uPA小鼠可以允许人肝细胞在其肝脏内的生长和复制,从而可以构建携带有人肝细胞的嵌合肝组织的嵌合体小鼠,并且可以感染人HBV。目前主要使用Fah -/- Rag2 -/- Il2rg -/-小鼠品系,可以建立各种年龄的肝脏的人鼠嵌合体模型。在小鼠嵌合体模型中,小鼠血清中人的肝细胞数量可以达到7.6mg/ml,嵌合率达到42%。

分离感染HBV的黑猩猩血清,通过尾静脉注射的途径感染嵌合体小鼠,感染6周后,小鼠血清中的病毒拷贝数最高达到8.15×10的8次方/ml,在2~7周内,可检测到肝中病毒cccDNA的复制和病毒RNA的表达(图10-6)。然而,由于异种细胞间的毒性作用,该模型无法观测HBV复制引发的肝病变。而用此模型可评价核苷酸类药物阿德福韦的抗病毒效果,发现进行治疗后,可有效降低小鼠血清中的病毒效价。

应用人鼠嵌合体模型,可以研究病毒早期的侵染过程,评价抗病毒药物以及病理机制。1999年建立了放射性人鼠嵌合体模型以及HBV的三合体模型。通过对正常小鼠进行致死型的放射线照射,随后移植SCID小鼠的骨髓细胞,并移植感染了HBV的病人肝组织。通过病理和检测血清中人血清白蛋白mRNA表达,可以推测人肝在小鼠体内的变异和增生。 HBV病毒可在小鼠肝中定植的人肝细胞中复制1个月。三合体小鼠可以用来评价疫苗和 HBsA9抗体的预防效果。因此,三合体系统提供了一种在小动物体内研究携带天然宿主肝细胞的感染模型。虽然从病人体内采取活检样本十分容易,且向三合体小鼠中移植肝细胞的操作相对简单,然而,该模型也有其自身的缺憾:移植的人肝细胞在小鼠肝中存活的时间有限。不过,虽然病毒在小鼠血清中的拷贝数很低,且仅在期限为20d的窗口期方能检测到,但是,该模型依然可以满足短期的抗病毒药物评价。

为了使移植的人肝细胞在小鼠体内长期存活,研究者们使用了NOD/SCID免疫缺陷小鼠,并且给予了针对肝细胞生长因子受体(c-Met)的拮抗抗体,以求改善人肝细胞的存活率,结果发现这些小鼠对HBV感染敏感。将HBV基因组转染的永生的人肝细胞系注射到 RAG-2缺陷的小鼠体内,该小鼠模型可以长期合成HBV。综上所述,虽然在正常小鼠肝中,人肝细胞的增值能力很低,但是移植的人肝细胞可在免疫缺陷的小鼠体内存活较长时间。

uPA小鼠的自身肝细胞会被不断的破坏,从而为异源肝细胞的重建提供了基础。在该小鼠体内,自身肝细胞会不断死亡,从而导致移植的人肝细胞数量不断增长。将uPA小鼠与缺乏T、B淋巴细胞的RAG-2小鼠交配后,来自土拨鼠的肝细胞可在小鼠肝中增殖,从而可在小鼠中建立土拨鼠肝炎病毒感染模型。WHV感染该小鼠后,病毒的复制可被α干扰素抑制,相反,病毒复制可被地塞米松加速。而且,将慢性WHV携带的土拨鼠的肝移植到小鼠体内后,可发现原本的癌变位点更加富集,整合有WHV基因组的土拨鼠肝细胞不断繁殖。因为向小鼠体内移植了健康的土拨鼠肝细胞后,小鼠并不发展为肝癌,所以该模型可以用来研究在癌症发生过程中病毒和细胞因子的作用。

将正常人的原代肝细胞移植到了uPA/RAG-2小鼠的肝中,移植的人肝细胞整合到了该小鼠的肝实质中,不断增殖,并部分取代了小鼠的肝细胞。用含有感染性HBV的血清感染该嵌合体小鼠时,在外周血中检测到了HBV特异性的标志物。同时,向uPA小鼠肝中移植树鼩的肝细胞,同样可建立HBV或WMHBV的慢性感染模型。使用嵌合了人肝细胞的免疫缺陷小鼠模型,使得小鼠感染HBV或HCV成为了可能,此类模型不但可以用来评价干扰病毒复制的药物疗效,还可以用来评价药物在病毒体内传播中的抑制作用。

此外,向新生大鼠腹腔内注射人的原代肝细胞,可使大鼠变得对人肝细胞免疫耐受。大鼠出生1天内,研究者向耐受的大鼠体内移植了人的肝细胞,然后进行HBV感染。虽然成功定植的人肝细胞和病毒血症的水平较低,在大鼠的肝内依然发现了病毒DNA和cccDNA的存在,但是由于研究时间较短,尚无法确定感染的大鼠是否发展为慢性肝炎。


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