非肥胖糖尿病（Non Obese Diabetes， NOD）小鼠是上个世纪80年代由日本盐野义制药公司科研团队培育而成的I型糖尿病小鼠模型。NOD小鼠因具有糖尿病特征性胰岛炎（表现为胰岛被白细胞浸润）、低胰岛素血症和高血糖血症等I型糖尿病经典表型而成为自身免疫性糖尿病和胰岛细胞损伤研究不可替代的模型工具，但如今其却主要以人源化小鼠的背景品系示人。常用的人源免疫细胞移植受体小鼠如NSG、NOG、NRG和B-NDG等都是以NOD小鼠为背景培育的，详见本号《免疫缺陷动物模型---人源化小鼠》。

细心的读者一定会问：是什么特性令本是I型糖尿病模型的NOD小鼠成为人源化小鼠培育最常用背景品系的？

在《免疫缺陷动物模型---NOD小鼠》一文中我们已经提到了NOD小鼠除自发I型糖尿病外，还存在诸如抗原递呈细胞免疫调节、NK细胞、溶血补体（C5）和细胞因子分泌等多种免疫功能缺陷。但决定NOD小鼠具有更高人造血干细胞（HSCs）移植能力的确切机制仍旧是一个谜。

由于NK细胞是T和B淋巴细胞外另一种重要的免疫细胞，加之以抗体阻断NK细胞发育后，进一步提升了NOD/scid小鼠的HSCs移植成功率。因此，NK细胞功能缺陷曾被认为是导致NOD/scid小鼠具有高HSCs移植能力的关键所在。以C57BL/6（B6）为背景品系培育的BRG(B6-Rag2 nullIl2rg null)小鼠因重组激活基因（Rag2）和白细胞介素2受体g链（Il2rg）纯合突变而致T、B和NK细胞功能缺失，成为极重度免疫缺陷小鼠。但BRG的HSCs移植能力要远低于在NOD遗传背景下培育的同基因型突变NRG（NOD- Rag2 nullIl2rg null)小鼠。这说明NK细胞功能缺失并不是NOD背景品系具有高水平HSCs移植能力的关键所在。

不同背景品系T、B和NK细胞功能缺失小鼠移植人骨髓细胞生存能力对比

哺乳动物免疫系统中除了T、B和NK细胞外，还有一种被称为巨噬细胞的免疫细胞，它们以细胞吞噬的方式清除体内的细胞碎片、外来病原菌或异物。巨噬细胞的吞噬作用受其细胞表面的各种信号分子调控。其中有一种细胞表面受体分子被称为信号调控蛋白a（Signal‐regulatory protein α， SIRP-a）。SIRP-a与其配体CD47结合后会向巨噬细胞发送减少或停止吞噬的信号。CD47是HSCs表面分子之一，因此在人源化小鼠中HSCs可借助CD47与宿主巨噬细胞上的SIRP-a结合来抑制巨噬细胞的吞噬作用。从免疫排斥的角度理解，亦可把CD47看做是HSCs在宿主中“自我”身份识别的标记。这种作用机制类似于HSCs向巨噬细胞发出了“别吃我”（Don’t eat me）的信息。因此，宿主小鼠体内巨噬细胞上SIRP-a对HSCs所携带CD47的识别能力强弱将决定HSCs的最终命运。识别能力弱，无法有效向巨噬细胞发送“别吃我”信号，将导致多数HSCs被巨噬细胞吞噬后清除；识别能力强，有效地发送出“别吃我”信号，得以让更多的HSCs存活。

“别吃我”信号

那么为何NOD背景品系的小鼠可以如此高效地接受来自HSCs发出的“别吃我”信息呢？

通过基因比对分析发现，原来NOD小鼠巨噬细胞上的sirp-a序列非常独特。与129和B6等其它小鼠品系相比，NOD小鼠SIRP-a的蛋白序列和空间结构与人类SIRP-a更为相似。这令NOD小鼠SIRP-a与人源CD47的亲和力（识别能力）远高于B6等其它品系小鼠（10倍以上）。因此，当移植HSCs到NOD背景下的免疫缺陷小鼠后，“别吃我”信息传递的更高效，从而极大地减少了巨噬细胞对植入HSCs的吞噬清除作用。

人类与不同品系小鼠SIRP-a氨基端氨基酸序列对比

以同源导入的方式将NOD小鼠的sirp-a基因（NOD sirpa）导入到BRG小鼠，得到背景品系为B6并携带NOD sirpa的BRGS(B6-Rag2 nullIl2rg nullNOD sirpa)小鼠。HSCs移植实验表明BRGS的移植效率不仅远高于BRG，甚至比NOD背景下的NRG小鼠还要高。这一结果有力证明了拥有独特的sirp-a序列才是NOD背景品系小鼠高移植成功率的关键所在。至此，决定NOD背景品系小鼠高HSCs移植成功率的神秘面纱才真正得以揭开。

参考文献

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