M-NSG重度免疫缺陷小鼠多用途揭秘

圖1 主要免疫缺陷小鼠的發(fā)展歷程
 

當(dāng)前免疫缺陷程度最高的幾種小鼠中，M-NSG重度免疫缺陷小鼠無(wú)疑是其中最優(yōu)秀的之一，小編將借本文為大家詳細(xì)介紹M-NSG小鼠，以饗讀者。

01 M-NSG簡(jiǎn)介
M-NSG重度免疫缺陷小鼠是南模生物自主研發(fā)的NOD-Prkdc^scidIl2rg^null小鼠，缺失成熟T細(xì)胞、B細(xì)胞和NK細(xì)胞，可高效地植入人CD34+造血干細(xì)胞(HSC)、外周血單核細(xì)胞(PBMC)、細(xì)胞系來源的異體移植物（CDX）、病人來源異種移植物(PDX)或成體干細(xì)胞及組織，可以實(shí)現(xiàn)人類免疫系統(tǒng)的重建，是研究人體免疫功能、傳染病、糖尿病、腫瘤學(xué)和干細(xì)胞生物學(xué)的重要免疫缺陷小鼠，是目前國(guó)際公認(rèn)的免疫缺陷程度較高、較適合人源細(xì)胞或組織移植的工具小鼠。
 

圖2 M-NSG背景及敲除基因

02 M-NSG的表型數(shù)據(jù)
我們對(duì)M-NSG進(jìn)行了大量的表型分析，證實(shí)了其在脾臟和血液中均無(wú)T細(xì)胞、B細(xì)胞和NK細(xì)胞表達(dá)，同時(shí)檢測(cè)了M-NSG小鼠脾臟和血液中單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和DC細(xì)胞的表達(dá)情況。

圖3 M-NSG小鼠脾臟中 T、B 和 NK 細(xì)胞缺失


圖4 M-NSG小鼠血液中 T、B 和 NK 細(xì)胞缺失


圖5 M-NSG小鼠脾臟中單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和 DC 細(xì)胞比例


圖6 M-NSG小鼠外周血中單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和 DC 細(xì)胞比例

圖7 A549(左)、Raji(右)在M-NSG上建立腫瘤模型
 

圖8 JIMT-1在M-NSG上建立腫瘤模型
 

如圖7所示，將A549 肺腫瘤細(xì)胞系和Raji淋巴瘤細(xì)胞系分別接種到不同免疫缺陷小鼠上，在不同的時(shí)間點(diǎn)測(cè)量腫瘤體積，可以看到M-NSG 小鼠的成瘤效果最佳；如圖8所示，在普通免疫缺陷小鼠上難以成瘤的JIMT-1乳腺癌細(xì)胞系可以在M-NSG上順利成瘤。目前，我們已經(jīng)驗(yàn)證了近30種人源細(xì)胞系在M-NSG上的成瘤效果。

3.2 PDX造模
人源性組織異種移植模型(patient-derivedxenografts , PDX)是將腫瘤患者的腫瘤組織移植至重癥免疫缺陷型小鼠體內(nèi)而形成的模型。PDX模型可以較完整地保持患者腫瘤原有的生物學(xué)特征、病理分型、分子標(biāo)志物表達(dá)、基因突變類型等，在臨床前實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用廣泛。PDX模型構(gòu)建流程大致如下：

圖9 PDX模型構(gòu)建流程

南模生物已成功建立多個(gè)癌種的PDX模型，僅肝癌PDX模型就超過60多種。這些PDX模型可以從各方面復(fù)制病人腫瘤的異質(zhì)性，包括其分子層面, 基因?qū)用婧徒M織層面上的復(fù)雜性。我們可以使用PDX快速測(cè)試和分析藥物療效，PDX腫瘤模型亦可以用于臨床前測(cè)試，通過模擬第二期臨床試驗(yàn)中癌癥病人的規(guī)模，以幫助藥物開發(fā)。

3.3 Hu-PBMC造模
Hu-PBMC模型，或者被稱為Hu-PBL（perihperal blood lymphocyte, PBL）模型，是一種構(gòu)建較為簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的免疫系統(tǒng)人源化小鼠模型。其構(gòu)建方式是將成熟淋巴細(xì)胞（來自PBMC）經(jīng)腹腔（i.p.）或靜脈（i.v.）注射到免疫缺陷宿主小鼠M-NSG中，該模型常被用于研究人效應(yīng)T細(xì)胞的活化以及評(píng)估免疫抑制藥物。

圖10 Hu-PBMC模型的構(gòu)建示意圖

如圖11所示，六個(gè)人源供體的PBMC分別經(jīng)尾靜脈注射入六組M-NSG小鼠體內(nèi)，可檢測(cè)到人源CD45+細(xì)胞比例總體趨勢(shì)升高，其嵌合比例變化有差異，總體變化趨勢(shì)符合預(yù)期，且小鼠體重變化相對(duì)穩(wěn)定。
 

圖11 Hu-PBMC 移植 M-NSG 小鼠后的表型檢測(cè)

3.4 HSC造模
Hu-HSC模型，也叫hu-CD34+ ，或叫 hu-SRC（scid-repopulatingcell），已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于研究人類造血發(fā)育、細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)以及HIV和EBV等病毒感染性疾病中。 其構(gòu)建方式是將來自人臍帶血、骨髓、G-CSF激活的外周血或胎肝的人CD34+ HSCs通過靜脈內(nèi)（i.v.）或股骨內(nèi)（i.f.）注射到成年免疫缺陷小鼠M-NSG中，得到的小鼠可以產(chǎn)生多種造血干細(xì)胞，但T細(xì)胞產(chǎn)生量少，不具備功能性免疫細(xì)胞；也可以通過靜脈注射（心內(nèi)或肝內(nèi)）將人CD34+HSCs移植到新生受體小鼠中（小于4周齡），得到的小鼠可以產(chǎn)生T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞和DC細(xì)胞。
 

圖12 Hu-HSC模型的構(gòu)建示意圖
 

如圖13所示，人造血干細(xì)胞 (HSCs) 移植 M-NSG 小鼠重建造血系統(tǒng)后，可以觀察到人源CD45+ 免疫細(xì)胞在小鼠外周血水平不斷升高，且可以分析各類人源免疫細(xì)胞。
 

圖13 Hu-HSC移植 M-NSG 小鼠后的表型檢測(cè)

3.5 M-NSG衍生品系
隨著腫瘤免疫的進(jìn)一步深入，研究者有時(shí)發(fā)現(xiàn)移植PBMC后，實(shí)驗(yàn)窗口期不夠；髓系細(xì)胞無(wú)法在重度免疫缺陷鼠體內(nèi)順利重建；人源化重建后的小鼠無(wú)法表達(dá)浸潤(rùn)性巨噬細(xì)胞等。為了克服上述困難，我們進(jìn)一步開發(fā)出針對(duì)這些挑戰(zhàn)的M-NSG衍生品系，詳見下表！
 

04 M-NSG飼養(yǎng)注意事項(xiàng)
1. 環(huán)境
溫度：20–26℃，日溫差不超過 4℃
濕度：40–70%● 晝夜時(shí)長(zhǎng)：12h/12h 或 14h/10h
照度：小鼠照度 15–20 lux，工作照度 200 lux 以上
噪音：低于 60 dB
建議使用隔離包或獨(dú)立通風(fēng)的 IVC 籠具。IVC 環(huán)境對(duì)于免疫缺陷小鼠的飼養(yǎng)比較有利。

2. 飼料
建議使用高脂肪低蛋白的飼料，M-NSG 小鼠的飼料需要蛋白質(zhì)含量≥ 18%，脂肪含量≥ 6%，采用 Co60 輻照滅菌，可以保證小鼠的健康生長(zhǎng)繁殖。

3. 飲水
如果在隔離包飼養(yǎng)，可采用高壓滅菌的純水作為飲用水。如果在小鼠屏障系統(tǒng)中飼養(yǎng)，建議采用酸化水（用 HCl 調(diào)節(jié) PH至 2.5-3.0），經(jīng)高壓滅菌后使用，可有效預(yù)防假單胞菌和金黃色葡萄球菌的污染。

4. 籠具與墊料
如不在隔離包飼養(yǎng)，需要在超凈工作臺(tái)更換墊料，且需要使用消毒過的鑷子轉(zhuǎn)移小鼠到新的籠盒，在日常換籠過程中，要在超凈工作臺(tái)中進(jìn)行更換，每換一籠時(shí)夾取小鼠的鑷子要進(jìn)行消毒，避免用手直接接觸小鼠，每周都要更換籠具。