構(gòu)建人-鼠干擾素嵌合受體模型以解析人類干擾素及亞型抗病毒免疫調(diào)節(jié)

干擾素（IFN）是一類具有多重生物學(xué)功能的多基因家族細(xì)胞因子,在抵御病毒感染和調(diào)控腫瘤免疫中扮演關(guān)鍵角色。依據(jù)與不同受體的特異性結(jié)合，已鑒定的人類IFN被分類為三大類別：I、II和III型，其中I型IFN進一步細(xì)分為近二十種已知亞型。在臨床實踐中，早期被鑒定發(fā)現(xiàn)的IFN-α2成為了應(yīng)用的主流，廣泛用于慢性乙肝和部分腫瘤的治療，但存在應(yīng)答低和副作用大等問題。

2023年11月23日，上海市病原微生物與感染前沿科學(xué)研究基地陳捷亮/袁正宏團隊和復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)分子病毒學(xué)教育部/衛(wèi)健委/醫(yī)科院重點實驗室在Emerging Microbes & Infections期刊發(fā)表了題為“An Extracellular Humanized IFNAR Immunocompetent Mouse Model for Analyses of Human Interferon Alpha and Subtypes”的研究論文，講述了關(guān)于人類干擾素及亞型的最新研究成果。該研究構(gòu)建了一種可高效應(yīng)答人類I型干擾素（IFN-I）且免疫健全的小鼠模型，這為解析人類干擾素及亞型抗病毒和免疫調(diào)節(jié)的功能機制及干擾素類藥物的臨床前評價提供了有力工具。
 

圖片來源：《Emerging Microbes & Infections》
（https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/22221751.2023.2287681）

研究材料
在這項研究中，研究人員通過二次打靶策略，利用鼠源I型干擾素受體（IFNAR1/2）調(diào)控序列及信號肽區(qū)域，形成人源hIFNAR胞外段和鼠源mIFNAR跨膜及胞內(nèi)段的嵌合受體(IFNAR-hEC)，該部分工作由賽業(yè)生物提供模型構(gòu)建服務(wù)。借助該嵌合受體模型，研究人員分別開展了in vivo和ex vivo水平的研究工作。

研究方法
研究人員采用了多種實驗技術(shù)，包括RT-qPCR、Western Blot、Native PAGE、Northern Blot、轉(zhuǎn)錄組學(xué)測序（RNA-seq）、流式細(xì)胞術(shù)等。

技術(shù)路線
01 構(gòu)建IFNAR-hEC小鼠模型
02 探究對人源IFN-I的應(yīng)答情況
03 探究對內(nèi)源性FN-I的應(yīng)答情況
04 比較IFN-α亞型在激活下游IFN-I信號和免疫調(diào)節(jié)方面的差異
05 評估臨床用的長效化干擾素的抗病毒效應(yīng)

研究結(jié)果
研究者成功構(gòu)建IFNAR-hEC小鼠模型（由賽業(yè)生物提供）后，首先利用qPCR和流式細(xì)胞術(shù)驗證了該嵌合受體的表達。
 

IFNAR-hEC小鼠模型的構(gòu)建策略^[1]

并利用IFNAR-hEC小鼠及其分離的細(xì)胞，確認(rèn)雜合和純合IFNAR-hEC小鼠均表現(xiàn)出對人類IFN-I的良好應(yīng)答。
 

IFNAR-hEC小鼠對人源IFN-I應(yīng)答良好[1]

進一步利用LCMV急性感染模型，驗證雜合IFNAR-hEC小鼠的內(nèi)源性IFN應(yīng)答和抗病毒系統(tǒng)保持完整，提示該模型在抗病毒和免疫調(diào)節(jié)功能評價方面的普適性。
 

IFNAR-hEC小鼠保留內(nèi)源性IFN-I應(yīng)答系統(tǒng)[1]

同時，作者確認(rèn)了其對13種人類IFN-α亞型的應(yīng)答與人類細(xì)胞中的激活譜式相似，進而重點比較研究了IFN-α2和α14兩種亞型在激活下游IFN-I信號通路和免疫調(diào)節(jié)方面的差異。結(jié)果證實，IFN-α14可誘生更高水平的STAT1/2磷酸化及干擾素刺激基因(ISG)，尤其可協(xié)同激活I(lǐng)型和II型IFN信號通路，同時更高水平活化抗原特異性CD8+ T細(xì)胞。
 

在IFNAR-hEC小鼠中比較IFN-α2和IFN-α14兩種亞型對干擾素信號通路的激活效應(yīng)[1]
 

在IFNAR-hEC小鼠中比較IFN-α2和IFN-α14兩種亞型對免疫細(xì)胞的活化情況[1]
 

IFN-α14亞型可更有效地促進CD8+ T細(xì)胞地交叉致敏反應(yīng)[1]

進一步在IFNAR-hEC小鼠的乙肝病毒（HBV）復(fù)制模型中，團隊評估了臨床所用的長效化PEG-IFN-α2的抗病毒效果。結(jié)果顯示其可實現(xiàn)HBV DNA、RNA及抗原水平的廣泛抑制，但僅在個別小鼠中觀察到乙肝表面抗原抗體的產(chǎn)生。團隊正進一步應(yīng)用此模型深入研發(fā)具有更高效抗病毒和免疫調(diào)節(jié)功效的人IFN亞型。
 

在IFNAR-hEC小鼠中評估PEG-IFN-α2的抗病毒效果[1]

研究結(jié)論
綜上，該研究設(shè)計構(gòu)建了一種能模擬人干擾素應(yīng)答且免疫健全的小鼠模型，其可有效反映人類各IFN-I亞型的功能及型間差異。這為系統(tǒng)解析IFN的天然免疫和免疫調(diào)節(jié)效應(yīng)的功能和機制提供了重要平臺，有助于推動對人IFN多樣性的生物學(xué)理解，促進基于IFN功能特性的新型策略研發(fā)，為乙肝等疾病的干預(yù)研究提供理論技術(shù)支撐。

參考文獻：
[1] Li Y, Ashuo A, Hao M, Li Y, Ye J, Liu J, Hua T, Fang Z, Li J, Yuan Z, Chen J. An Extracellular Humanized IFNAR Immunocompetent Mouse Model for Analyses of Human Interferon Alpha and Subtypes. Emerg Microbes Infect. 2023 Nov 23:2287681. doi: 10.1080/22221751.2023.2287681. Epub ahead of print. PMID: 37994664.