免疫缺陷小鼠模型选择指南
为您的研究选择“最佳”免疫缺陷小鼠模型的要诀
对于免疫学、传染病、肿瘤学、造血、再生医学等领域的研究,免疫缺陷小鼠是非常宝贵的研究工具。
这些小鼠不仅可以用作小鼠肿瘤细胞、人肿瘤细胞系和人源性异体移植肿瘤的移植宿主,还能用于人体免疫系统研究的诸多方面。
然而,现有的免疫缺陷小鼠品系繁多,并且这些模型具有研究专用性,这都为如何在研究中选择“最佳”模型增加了难度。
以下要诀将帮助您挑选到合适的免疫缺陷小鼠模型!
小鼠遗传背景至关重要
小鼠品系的遗传背景对小鼠模型的表型和潜在应用有较大影响。NSG™系列小鼠模型包括多种具有高度免疫缺陷的小鼠,在生物医学研究中应用广泛。该系列的一个关键特征是具有NOD遗传背景,这可导致多种先天免疫缺陷,例如自然杀伤(natural
killer, NK) 细胞活性降低、循环补体缺失、巨噬细胞和抗原呈递细胞缺陷。
JAX推出了一系列裸鼠品系并采用相同的命名规则,包括:NU/J(002019)近交小鼠、B6裸鼠(000819)同源系小鼠和J: NU(007850)远交裸鼠。
那么,这些品系之间有何区别呢?
简单来说,尽管它们带有相同的自发突变 (Foxn1 nu),但遗传背景各不相同。NU/J和B6裸鼠分别属于近交系和同源系,它们具有遗传同质性。
因此,其肿瘤生长情况可能会更趋于一致。相反,远交系J: NU裸鼠可能会因为具有遗传异质性,从而表现出更复杂的肿瘤生长情况。同时,远交系裸鼠更活跃,可能可以适应更长期的实验研究。
了解小鼠模型的预期表现
如果您有兴趣深入研究一些直接靶向于肿瘤细胞的化疗方法的作用机制,那么近交系NU/J(002019)或远交系J: NU(007850)可能是人肿瘤细胞株移植和生长的最佳宿主。
相反,要验证调节人类免疫系统的新型免疫疗法,您也许想选择NSG™(005557)、NSG-SGM3™ (013062)、NSG™ -IL15(030890)或NSG™ MHC I/II DKO(025216)作为同时移植人源肿瘤 (PDX)和人CD34+造血干细胞 (hHSC) 的宿主。
当为特定项目选择合适模型时,您应明确该模型的预期表现。
下文列出了在选择小鼠模型时应考虑的一些因素:
内源性免疫系统成分
研究B细胞、T细胞、树突状细胞、巨噬细胞、NK细胞和补体系统在其他方面的功能,以此考察每个免疫缺陷模型的内源性免疫功能。
对于裸鼠等先天免疫完整的模型来说,NK细胞的存在可以阻止人源细胞归巢和维持,从而限制原代人源细胞的植入。
对于如NSG系列等有多种细胞因子(IL-2、IL-4、IL-7、IL-9、IL-15 和 IL-21)信号传导缺陷的模型来说,其缺陷的存在将显著提升人源组织、造血干细胞和外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear cell, PBMC) 的植入率。
在选择免疫缺陷模型前,务必要确定模型的免疫系统成分的状态。查看免疫缺陷小鼠与异体移植宿主比较表,快速浏览不同品系的免疫系统成分。
研究类型
选择一种最适用于您研究目标的免疫缺陷模型。
例如,如果您要探索针对人体特定免疫细胞类型的潜在免疫调节疗法,或是要研究人体免疫细胞参与的传染病,那么可选择hHSC人源化NSG™、NSG-SGM3™或NSG™MHC I/II DKO等稳健的试验平台。
然而,如果您的目标是检测特定化学疗法的直接杀伤作用,则可采用近交系NU/J或BALB/c-scid裸鼠 (001803)来追踪皮下或原位植入肿瘤的反应。
但毫无疑问,上述模型的免疫系统缺陷也会造成其他方面的局限性。
渗漏表达
研究发现,scid突变会使一些品系易出现异常表达。渗漏表达的发生率因遗传背景而异,例如一些3-9个月龄的scid小鼠(B6-scid [001913])可能产生少量的功能性T细胞和B细胞。
如果您想要寻找极少有渗漏表达的scid突变小鼠,可以考虑采用NOD-scid(001303)小鼠,或是完全没有渗漏表达发生的NSG小鼠(005557)。
放射敏感性
当研究可能的放疗时,具有放射耐受性的宿主小鼠被证明可能是最佳选择。
scid小鼠因其突变发生在参与DNA修复的一种蛋白中而具有高度的放射敏感性。
相反,Rag1或Rag2基因敲除小鼠可耐受较高的辐射剂量,并且可能适用于某些放疗研究。此外,Rag基因敲除小鼠对引起DNA 损伤的化疗药物也较不敏感。
寿命
对于采用生长周期可能长达数月的原发性肿瘤进行的长期植入研究,应避免使用寿命相对较短的模型。
例如,由于IL-2依赖性胸腺淋巴瘤的发展,NOD-scid小鼠仅可存活5-9个月。其他研究表明,Rag1基因敲除小鼠 (002216)和NSG™小鼠的寿命比NOD-scid小鼠的寿命长。
在足够洁净的环境中,NSG™小鼠可以存活一年半以上,其中位生存期超过89周。
有关模型寿命的信息可参阅各类已发表文献,也可致电JAX技术信息科学家(TIS)获取。
而与免疫功能正常品系相比,免疫缺陷品系确实也需要特殊的管理和饲养。
中文里有一句源自莎士比亚名句的谚语:“一千个人眼中有一千个哈姆雷特。”尽管没有通用于所有研究的“最佳”免疫缺陷模型,但综合考虑以上所有要诀将帮助您找到与自己的研究最契合的模型!
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