RSS订阅

实验动物

您现在的位置:首页>研究进展>实验动物

BRGSF重度免疫缺陷小鼠与BRGSF-HIS人免疫系统重建小鼠

免疫缺陷鼠中的扛把子,你们了解多少?

2021年01月18日 浏览量: 评论(0) 来源:赛业生物 作者:小赛 责任编辑:admin
摘要:BRGSF小鼠是目前市面上免疫缺陷程度最高的小鼠模型之一。Rag2和Il2rg基因的敲除使BRGSF小鼠T、B、NK细胞缺失; SIRPαNOD能抑制小鼠巨噬细胞对人源细胞的吞噬作用;Flk2-/-基因的敲除使小鼠髓系细胞组分大幅减少。这种免疫系统上的高度缺陷使BRGSF小鼠对各类移植物高度兼容,移植效率高。

封面webp4.jpg

 BRGSF小鼠:重度免疫缺陷小鼠

免疫缺陷小鼠的发展史

免疫缺陷小鼠是指免疫系统上一种或者多种免疫成分(比如T、B、NK细胞)存在缺陷/缺失的小鼠。这种小鼠被广泛应用于肿瘤学(比如肿瘤生长、转移、抗肿瘤药物筛选)、免疫学(比如免疫细胞发育增殖机制、免疫疾病发生机理)、传染病学(比如病毒/细菌性传染病致病机制)、干细胞生物学(比如人源干细胞移植)等研究领域。 

免疫缺陷小鼠的发展史也是一部科学的进化史。从1966年由Foxn1基因突变获得具有T细胞缺陷的裸鼠(nude mice),1995年由PrkdcSCID基因突变获得具有T、B细胞缺陷的NOD/SCID小鼠,再到由PrkdcSCIDIl2rg-/-获得同时具有T、B、NK细胞缺陷的NOG小鼠(2000年由日本CIEA研发)、NSG小鼠(2007年由美国Jackson Lab研发),以及后续的一系列N*G系列小鼠(比如NRG、NDG、NKG)和它们的衍生模型(比如NSG-SGM3、NOG-EXL),更多的免疫缺陷小鼠模型还在被源源不断地研发出来。尽管拥有这么多竞争者,我们的重度免疫缺陷小鼠BRGSF依然不怯场。 

BRGSF小鼠名字的意义

介绍小鼠我们先从来源和名字开始。BRGSF小鼠是2017年由法国巴斯德研究所James P. Di Santo团队构建的[1],全称为BALB/c Rag2-/-Il2rg-/-SirpαNODFlk2-/-小鼠。就像人类的名字一样,小鼠名字里的每个字母也有着独特意义。 

“B”显示BRGSF小鼠为BALB/c遗传背景。与NOD背景小鼠不同,BALB/c背景小鼠拥有完整的补体级联反应,体内存在有效的补体依赖的细胞毒性(Complement- dependent cytotoxicity, CDC)机制,可用于研发利用CDC机制清除CAR-T细胞的药物。 

“R”表示BRGSF小鼠的Rag2基因被敲除。Rag2 (Recombination activating gene 2)编码RAG2蛋白,而RAG2和RAG1共同组成的RAG蛋白是T、B细胞分化发育过程中VDJ重排必需的重组酶。敲除Rag2导致小鼠缺乏成熟T、B细胞。 

“G”表示BRGSF小鼠的Il2rg基因被敲除。IL2受体的gamma链是多种细胞因子(Il-2、Il-4、Il-7、Il-9、Il-15、Il-21)的共同受体亚基,其敲除导致小鼠NK细胞发育严重受损。 

“S”显示BRGSF小鼠的Sirpα (Signal-regulatory protein α) 来源于NOD遗传背景。Sirpα表达于巨噬细胞表面,当它与广泛表达于其它细胞表面的CD47结合时,可抑制巨噬细胞的吞噬作用。而CD47在物种间具有不相容性,这意味着鼠源Sirpα不能识别人源CD47,这导致异种移植(CDX或PDX)后人源细胞容易被小鼠巨噬细胞吞噬,移植效果差。但由于NOD背景小鼠的Sirpα与人的Sirpα结构相近,可结合人源CD47,因此SirpαNOD可抑制小鼠巨噬细胞对人源细胞的吞噬作用,提高移植率。 

“F”表示小鼠的Flk2基因被敲除 。FLK2(Fetal liver kinase‑2)能促进髓系细胞发育,特别是树突状细胞(Dendritic cell, DC)。DC是专职的抗原呈递细胞(Antigen presenting cells, APC),它能高效摄取、加工处理抗原,并呈递给T、B细胞等免疫细胞,是连接固有免疫和适应性免疫的桥梁。敲除Flk2导致小鼠髓系细胞组分发育受损,数量大幅减少。 

图1. BRGSF小鼠是目前市面上免疫缺陷程度最高的小鼠模型之一 

BRGSF小鼠免疫缺陷程度高,对各类CDX和PDX高度兼容

BRGSF小鼠是目前市面上免疫缺陷程度最高的小鼠模型之一。Rag2和Il2rg基因的敲除使BRGSF小鼠T、B、NK细胞缺失; SIRPαNOD能抑制小鼠巨噬细胞对人源细胞的吞噬作用;Flk2-/-基因的敲除使小鼠髓系细胞组分大幅减少。这种免疫系统上的高度缺陷使BRGSF小鼠对各类移植物高度兼容,移植效率高。 

BRGSF小鼠体内CDC机制完整,可用于CDC机制的相关研究

与NOD背景小鼠不同,BRGSF小鼠为Balb/c背景,其体内拥有完整的补体级联反应,存在有效CDC机制。因此,BRGSF小鼠可用于CDC机制的相关研究,例如:对利用CDC机制清除CAR-T的药物进行有效性和安全性评估。为了提高CAR-T疗法的安全性,Valton等人构建了一种CubiCAR-T细胞,并在BRGSF小鼠的前身--BRGS小鼠上测试了利妥昔单抗利用CDC机制对其进行清除的能力,发现CubiCAR-T能被利妥昔单抗耗尽[2]。 

BRGSF小鼠具有较强的辐照耐受力,可用于研究需要放疗的疾病及人源化小鼠的构建

与SCID小鼠不同,BRGSF小鼠T、B细胞的缺失依靠Rag2基因的敲除,而非PrkdcSCID突变。这对小鼠的辐照耐受力有什么影响呢?Prkdc基因编码了Dna依赖性蛋白激酶(DNA-PK)的催化亚单位,而DNA-PK不仅参与了T、B细胞发育的VDJ重排,还参与了DNA双链断裂(Double strand break, DSB)的修复。我们已知辐照会造成DNA的DSB,而含有Prkdc突变的细胞由于无法有效修复其受损DNA,最终导致细胞损伤和死亡。因此,含有PrkdcSCID突变的小鼠(例如NOD/SCID、NSG、NOG、NCG等)显示出对辐照敏感,同时可能会出现自发性肿瘤。而我们的BRGSF小鼠不存在这一问题,因此可用于研究需要放射治疗的疾病,评估体内辐射治疗的效果。此外,目前使用人造血干细胞(Hematopoietic Stem Cell, HSC)构建免疫系统人源化小鼠时,一般需要先对小鼠进行亚致死剂量辐照来破坏小鼠原有的造血系统,再移植入人源HSC。因此,我们的BRGSF小鼠也适用于构建HIS模型 (BRGSF-HIS)。 

BRGSF小鼠应用领域

1. 疫苗研发 (如HIV疫苗[4])

2. 细胞免疫疗法(如CAR-T疗法有效性和安全性的评估)

3. 髓系细胞发育研究 (如DC、单核/巨噬细胞)

4. CDX/PDX(如实体瘤、血液肿瘤)

5. 人源化小鼠模型的构建(如BRGSF-HIS小鼠) 

BRGSF-HIS小鼠:人免疫系统重建小鼠

BRGSF-HIS小鼠是BRGSF小鼠经免疫系统人源化(Humanized immune system, HIS)后构建的小鼠模型,也是目前预测临床免疫反应的最佳动物模型之一。

图2. BRGSF-HIS小鼠构建策略 

BRGSF-HIS小鼠具有所有主要的人造血干细胞分化亚群,且人源细胞长效存在,实验窗口期长

BRGSF小鼠免疫系统人源化后的小鼠模型(BRGSF-HIS)不仅有人源淋系细胞 (如 T、B、NK细胞),还有人源髓系细胞组分(如传统的树突状细胞(cDC)、浆细胞样树突状细胞(pDC)、单核/巨噬细胞),且人源细胞长效存在(>1年),实验窗口期长。 

BRGSF-HIS小鼠经Flt3-L处理可进一步促进人源髓系细胞组分(特别是DC)发育,可用于髓系细胞组分发育相关研究

Flt3-L(Fms-like tyrosine kinase3-L)可与FLK2结合,促进髓系细胞组分(特别是DC)的发育。由于BRGSF小鼠的Flk2已经敲除,FLT3-L只能与人源FLT2结合,促进人源髓系细胞组分发育。 

BRGSF-HIS小鼠无贫血现象

此外,与NOG-EXL、NSG-SGM3等小鼠不同,BRGSF小鼠未引入过表达的人相关细胞因子。因此在HIS后,不会刺激加强人源巨噬细胞对鼠源红细胞的吞噬作用,不会出现贫血现象[3],既减少了对实验结果的干扰,又延长了实验窗口期。 

BRGSF-HIS小鼠应用领域

1. 抗体药物研发(如用能体内激活NK和T细胞的双抗来抑制肿瘤生长)

2. CDX/PDX(如实体瘤、血液肿瘤)

3. 传染病(如人类免疫缺陷病毒/HIV、登革热病毒/DFV、埃博拉病毒/EBOV、巨细胞病毒/CMV、呼吸道合胞病毒/RSV、人类嗜T细胞病毒/HTLV、EB病毒/EBV)

4. 疫苗研发(如 HIV疫苗)

5. 自身免疫疾病 (如系统性红斑狼疮/SLE、强直性脊柱炎/AS、类风湿性关节炎/RA、系统性血管炎/SV、自身免疫性溶血性贫血/AIHA) 

赛业生物肿瘤移植模型及药效评价平台

肿瘤是严重危害人类健康的重大疾病之一,小鼠肿瘤模型是研究肿瘤发生发展机制、药物筛选及疗效评价必不可少的工具,赛业生物模式动物创新药物研发平台可以根据您的需求提供各种有效的肿瘤模型,如传统免疫缺陷鼠BALB/c nude(裸鼠)和NOD scid、重度免疫缺陷鼠BRGSF和C-NKG、免疫检查点人源化小鼠、肿瘤细胞系移植模型、人源肿瘤组织异种移植模型(CDX)、基因修饰模型及表型分析服务等。我们可以构建各类皮下、原位或者转移瘤模型,并针对相应的模型提供高度定制化的体内药效学服务,以满足您的需求。 

☑ 基因编辑大小鼠肿瘤模型

☑ 传统免疫缺陷小鼠(BALB/c nude、NOD scid)

☑ 重度免疫缺陷小鼠(BRGSF、C-NKG)

☑ 人免疫系统重建小鼠

☑ 同源肿瘤移植模型(Syngenic)

☑ 人源肿瘤细胞系异种移植(CDX)模型

☑ 单免疫检查点人源化小鼠(hPD-1、hCTLA-4、 hGITR、 hVISTA......)

☑ 双免疫检查点人源化小鼠(hPD-1 & hVISTA、 hPD-1 & hCTLA-4、 hCTLA-4 & hLAG3) 

好消息好消息,赛业生物NOD scid免疫缺陷小鼠买十赠一福利大放送,实实在在省钱!快来联系我们咨询订购吧~

参考资料:

[1] Lopez-Lastra, S. et al. A functional DC cross talk promotes human ILC homeostasis in humanized mice. Blood Adv 10:601-614 (2017).

[2] Valton, J. et al. A versatile safeguard for chimeric antigen receptor T-cell

immunotherapies. Sci Rep 8:8972 (2018).

[3] Yoshihara, S. et al. Posttransplant hemophagocytic lymphohistiocytosis driven by myeloid cytokines and vicious cycles of T-cell and macrophage activation in humanized mice. Front Immunol 10:186 (2019).

[4] Fior, J. SupT1 cell infusion as a possible cell-based therapy for HIV: Results from a pilot study in Hu-PBMC BRGS mice. Vaccines 4(2):13 (2016).

相关文章
  • 没有相关内容!
点击这里给我发消息 点击这里给我发消息 点击这里给我发消息