免疫系统人源化小鼠是什么?

免疫系统人源化小鼠模型是通过将人的造血细胞、淋巴细胞或组织植入免疫缺陷小鼠体内,从而使其重建人类免疫系统的小鼠模型。它们可有效地重建人类免疫系统,更好地模拟人体免疫特征。

为什么需要免疫系统人源化小鼠

近交系小鼠由于其具有遗传背景一致、繁殖周期短并且基因修饰操作手段成熟等优势,已成为免疫学研究的重要动物模型。但是,毕竟啮齿动物和人类之间存在巨大的种属差异,人类病原体或针对人类细胞开发的药物也具有种属特异性,在免疫健全的小鼠模型中无法很好的模拟疾病的发生发展。

野生型小鼠的免疫系统对于来源于人的异种细胞和组织具有很强的排斥作用。而依赖于免疫缺陷小鼠的人肿瘤移植模型虽然已被广泛使用在肿瘤免疫及新疗法研发中,但由于缺乏人类免疫系统及肿瘤免疫微环境,很大程度上限制了免疫机制及免疫治疗的转化研究。因此,如何利用动物模型模拟人体肿瘤细胞与免疫系统之间的相互作用,也成为肿瘤免疫研究中至关重要的一环。

免疫系统人源化小鼠模型是指具有人类免疫系统、能够模仿人体免疫机能和病理表现的人源化小鼠模型,对于研究人类疾病和新型疗法的开发具有重要意义。

免疫系统人源化小鼠的宿主

应该说,免疫系统人源化小鼠模型建立的前提是免疫缺陷小鼠的构建和不断优化发展。因为只有首先破坏受体小鼠的自身免疫系统,移植到其体内的人源组织或者细胞才能重建出具有功能的人源免疫系统。

从最早的裸鼠(nude),到后来的SCID小鼠和Rag-/-小鼠,再到NOD-scid小鼠,这些早期的免疫缺陷小鼠或由于固有免疫的存在导致人源细胞的植入成功率低,或由于对辐照高度敏感以及有限的生命周期,均不同程度地限制了免疫系统人源化小鼠在实际研究中的应用。

免疫缺陷小鼠的发展在2000年后迎来了里程碑式的突破。人们发现,干扰白细胞介素2 (IL-2)受体γ链(IL-2Rγc)的缺失不仅会导致小鼠T、B细胞发生严重缺陷,而且会干扰NK细胞的发育,从而能够进一步改善人源细胞在小鼠体内的移植效果。在此基础上,多种更为先进的重症免疫缺陷小鼠被世界各地的研究人员繁育出来,成为目前被广泛应用的免疫系统人源化小鼠模型宿主。包括:BALB/c-Rag2-/-γc-/-(BRG)、NOD/shi-SCIDγc-/- (NOG) 以及NOD/SCID-γc-/- (NSG)等等。

表1. 人源化小鼠模型的宿主及其特点 (表格来自Ref.1 )

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