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MRL/Lpr小鼠模型的特点和常见问题解答

2023年03月29日 浏览量: 评论(0) 来源:杰克森实验室 作者:杰克森实验室 侯露 责任编辑:lascn
摘要:系统性红斑狼疮(SLE)是一种可能危及生命的慢性自身免疫病,但遗憾的是,该病至今仍然无法完全治愈。在长期与SLE的对抗中,科学家们通过对SLE小鼠模型的研究,逐步揭示遗传易感性与环境因素在SLE发病中的作用。同时,在小鼠模型身上测试新型药物和治疗方法、开展临床前体内研究,也为临床治疗提供了指导意义。

系统性红斑狼疮(SLE)是一种可能危及生命的慢性自身免疫病,但遗憾的是,该病至今仍然无法完全治愈。在长期与SLE的对抗中,科学家们通过对SLE小鼠模型的研究,逐步揭示遗传易感性与环境因素在SLE发病中的作用。同时,在小鼠模型身上测试新型药物和治疗方法、开展临床前体内研究,也为临床治疗提供了指导意义。

用于SLE研究的小鼠模型众多,不同的模型往往有一些特定的表征,对不同治疗策略的响应也不尽相同。在上一期关于SLE的直播回顾中,孙佳伟博士帮助大家总结了目前最常用的SLE小鼠模型的特点和应用,也列出了一些选择要点,帮助大家更好地理解模型、做出选择。

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所有的重点问题,JAX已经帮大家整理完毕,接下来就让我们一起来看看自发小鼠模型之一的——MRL/Lpr,它有哪些特点和常见问题。 

01
MRL/Lpr小鼠起源

LG/J(main), C3H/Di, C57BL/6和AKR/J等品系杂交而来的品系MRL/Mp,在近期繁殖的第12代中观察到了大规模的淋巴增生。后来发现这种小鼠含有Faslpr基因自发突变,Fas是一种细胞表面蛋白,与抗体交联后介导细胞的快速凋亡,在调节B、T细胞寿命中发挥重要的功能。Faslpr自发突变导致Fas介导的凋亡受损,出现异常T、B细胞增殖,从而引发系统性自身免疫,产生SLE表型。将淋巴增生阳性小鼠和阴性小鼠(MRL/MpJ)进行回交育种,培育成具有同样遗传背景的品系,即MRL/MpJ-Faslpr/J小鼠(详情请查看:https://www.jax.org/jax-mice-and-services/strain-data-sheet-pages/phenotype-information-for-000485-and-000486)。因此可以使用MRL/MpJ小鼠作为对照小鼠。在JAX,MRL/MpJ-Faslpr和MRL/MpJ对照品系通过定期的杂交和回交来保持相互之间的同源性。 

02
MRL/Lpr小鼠表型

MRL/Lpr模型的狼疮样表型主要表现为淋巴结病、脾肿大、自身抗体的产生,以及免疫复合物介导的肾小球肾炎。此外,MRL/Lpr还可以表现出人类患者中常见的皮炎和关节炎的表型。雌性发病比雄性略早,雌性的中位生存期只有5个月,雄性约为5.5个月。以下为在JAX设施内观察到的MRL/Lpr小鼠各表型出现的时间和概率。Phenotype Information for MRL-lpr | The Jackson Laboratory (jax.org)

1:淋巴细胞增生:根据外周血中白细胞计数,雌性约在16-18周龄发生淋巴增生,雄性约为18-20周龄。
2:进行性肾损伤:尿白蛋白:肌酐酸比值随周龄逐渐增升高。相比于对照小鼠,雌性MRL/Lpr小鼠约在11周龄时显著升高;雄性约在19周龄时升高。
3:淋巴结病:约有38%和5%的雌性在11周龄时出现颈部或腋下淋巴结肿大,约有18%的雄性在12周龄时出现颈部淋巴结肿大。
4:皮炎:雌性在13周龄时有3%的比例出现肩胛间和耳朵的损伤,18周龄时发病率上升到53%和35%。雄性自15周龄时开始出现皮肤损伤,但发病率始终在10%以下。

03
MRL/Lpr小鼠的常见问题

1:关于给药时间,因为不同设施小鼠出现表型的时间可能会有所差异,而且小鼠表型是随时间逐渐加重的,不同的药物处理可能对小鼠起始表型的强弱要求不同,所以需要根据自己的研究需求来确定合适的给药时间。一般需要先进行预实验,通过检测相应的指标来评估小鼠的disease onset以及出现目标表型的周龄,以此来确定预防性/治疗性给药的时间。

2:在检测指标方面,通常需要根据自己的研究需要,选择合适的检测assay。常见的指标主要包括:尿蛋白含量(绝对含量、高UA小鼠占比),通常采用试纸检测(Albustix),用于确定小鼠的disease onset及给药后的缓解情况;给药前后测定血清尿素氮含量、血清总IgG和自身抗体含量,最常检测的是ANA和anti-dsDNA,通常是采血后使用ELISA方法检测;日常记录生存率、体重;实验终点时进行尸检,脾脏、淋巴结的大小/重量记录,脾脏免疫细胞分型,肾脏/皮肤组织学检测等;其他器官的损伤也可以根据需要进行检测。

3:关于对药效研究结果的分析,很难仅根据某一个表型就得出结论。需要综合药物作用机制以及具体的实验细节,结合多次重复实验结果、多种给药和采样时间、多项检测指标、有时甚至需要使用其他模型,来综合得出结论。 

04
MRL/Lpr小鼠注意事项

1:MRL/Lpr小鼠繁育比较困难,由于发病早,导致繁育周期比较短,每只雌鼠的窝产仔数和产仔窝鼠都比较少。对于需要在短期内开展实验的老师来说,直接购买用于实验的小鼠,会更有利于研究的进行。
2:MRL遗传背景的小鼠的伤口愈合过程更快、更彻底, 因此不建议使用耳缺刻的方式进行标记区分。
3:FasLpr突变有多个不同遗传背景的小鼠,其在发病时间、疾病严重程度等存在差异。例如,在MRL遗传背景上,4-7月龄即可见肾脏的病理学改变;而在B6或C3H背景上,14-16月龄才可见肾脏的病理变化[1]。相比各自的对照小鼠,B6背景FasLpr突变小鼠淋巴结重量增加24倍,MRL背景小鼠增加75倍,而C3H背景小鼠增加116倍,差异最大[2]。因此,在购买前,需要充分了解不同遗传背景对表型的影响,做出合理选择,并在后期繁育过程中,使用合适的繁育策略,以确保遗传背景的稳定。
4:SLE发病和环境密切相关,MRL/Lpr小鼠模型也是一样,该模型的发病很容易受环境因素的影响,因此不同实验室观察到表型差异也是很常见的,比如尿蛋白上升的周龄、程度、比例等,都有可能由于饲养环境的变化而发生改变。因此,受到严格控制的饲养环境是模型数据稳定非常重要的前提。建议在开展正式实验前,确保自己设施环境的稳定,然后进行预实验,建立起表型的基线数据,以确定合适的实验处理时间。
可能对于有些研究来说,在自己的设施里进行预实验测试、环境风险因素的排查和新检测assay的建立会花费非常多的时间和精力,尤其是刚开始建立的自免平台,可能需要花费比较长的时间才能建立起稳定的实验系统。

针对这种情况

也可以考虑选择JAX药效部门帮您进行一站式研究——Lupus Efficacy Studies | The Jackson Laboratory (jax.org)(详情请查看:https://www.jax.org/jax-mice-and-services/in-vivo-pharmacology/immunology-services/autoimmune-diseases/lupus-studies)
JAX有着丰富的SLE小鼠模型饲养和实验经验,遗传质量稳定的小鼠模型结合多种给药方式、丰富的检测Assay,将有助于获得可靠地、重复性更好的实验数据。

参考文献:
[1] JB;, K. V. E. R. (n.d.). Interaction of mutant LPR gene with background strain influences renal disease. Clinical immunology and immunopathology. Retrieved March 15, 2023, from https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/4042431/

[2] Kelley, V. E., & Roths, J. B. (1985). Interaction of mutant LPR gene with background strain influences renal disease. Clinical Immunology and Immunopathology, 37(2), 220–229. https://doi.org/10.1016/0090-1229(85)90153-9 

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