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免疫缺陷小鼠六大相关问题全解析

2022年11月28日 浏览量: 评论(0) 来源:杰克森实验室 作者:杰克森实验室 责任编辑:lascn
摘要:免疫缺陷小鼠在免疫、肿瘤、移植以及转化医学研究中使用非常广泛,许多免疫相关的研究中或多或少都有用过这些小鼠。免疫缺陷小鼠的选择、饲养、繁育以及实验操作等问题,经常对研究人员造成困扰。为了帮大家更好地了解免疫缺陷小鼠以应对相关问题,杰克森实验室技术信息科学家孙佳伟博士为大家准备了线上直播,在直播中孙博和大家分享了免疫缺陷小鼠相关的众多信息,也回答了线上观众提出的很多问题。

免疫缺陷小鼠在免疫、肿瘤、移植以及转化医学研究中使用非常广泛,许多免疫相关的研究中或多或少都有用过这些小鼠。免疫缺陷小鼠的选择、饲养、繁育以及实验操作等问题,经常对研究人员造成困扰。为了帮大家更好地了解免疫缺陷小鼠以应对相关问题,杰克森实验室技术信息科学家孙佳伟博士为大家准备了线上直播,在直播中孙博和大家分享了免疫缺陷小鼠相关的众多信息,也回答了线上观众提出的很多问题。 


欢迎大家点击观看直播回放 

这次直播的响应非常热烈,我们收到了很多观众的提问,这里孙佳伟博士总结性地回答了在直播中收到的一些问题,快来看看这些问题对您的研究是否也有所帮助吧! 
▲ 饲养相关问题
▲ 繁育相关问题
▲ 微生物感染相关问题
▲ 辐照相关问题
▲ 品系选择相关问题
▲ 其他实验相关问题 

免疫缺陷小鼠饲养相关问题

1、老师您好,我这边购买了免疫缺陷NSG小鼠,请问一下在实验扩繁过程中小鼠饲养环境需要注意什么吗?购买什么品牌的饲料比较好呢? 

2、重度免疫缺陷鼠的营养学控制和要求及消化系统特点,一般的繁殖料能否用于长期饲养该类型小鼠? 

3、NSG小鼠的酸水喂养是必须的吗? 
4、NSG小鼠可以用加氯或者高压水吗? 
5、免疫缺陷日常如何饲养护理,需要注意什么?与普通鼠有什么区别? 
6、饲养免疫缺陷小鼠有特殊的屏障环境要求吗?必须使用IVC笼盒吗? 
7、在屏障设施里,是否所有的免疫缺陷鼠都需要在IVC笼具饲养?哪些需要?哪些不需要?屏障设施里开放式笼盒饲养免疫缺陷鼠对动物及试验的影响有哪些?您推荐的饲养方式是什么?(限屏障设施) 
8、免疫缺陷小鼠异常死亡的情况,建议做哪些项目的检测? 
9、NSG品系本身死亡率是多少,适应时期死亡怎么处理? 
10、您所说的NSG要在合适的良好的环境下可以保持正常状态,能否就这个合适的环境再做一些阐述,是否必须隔离包? 
11、我们实验室需要长期饲养免疫缺陷鼠,日常饲养中有什么特别注意的地方,应该怎么监控其健康状态? 
12、在前期实验中发现,部分饲养的裸鼠会出现长出白色体毛的现象,咨询相关老师得到的回复是裸鼠的基因型出现问题,这种情况是否会影响肿瘤实验结果? 

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● 不同的免疫缺陷小鼠的免疫缺陷程度不同,NSG™小鼠的免疫缺陷最严重,但它们在严格的饲养环境和人员操作下,健康状况良好,中期寿命大约在20个月,繁育能力正常。在JAX,所有免疫缺陷小鼠都饲养在最高屏障等级的SPF设施内,排除一切机会性致病菌(Agents Monitored in JAX Mouse Rooms),同时有一套严格的操作和管理流程来保障环境的稳定和洁净。大部分情况下,JAX小鼠的健康报告可以帮助评估您所在的设施是否能够良好饲养该品系。

● 从具体的操作上看,在JAX,饲养免疫缺陷小鼠的笼具、饲料和饮水与其他小鼠无异,同样是使用IVC笼盒、LabDiet® 5K52 formulation (6% fat)的饲料和盐酸酸化到pH为2.5-3.0的酸化水。不同设施使用的饲料、饮水可能有所不同,大家可以遵从自己的设施习惯,但需要确保物料的严格灭菌。在JAX的设施内,免疫缺陷小鼠极少出现死亡现象。如果在设施内出现小鼠的异常死亡,需要结合种群死亡率、尸检报告、鼠房微生物检测报告,综合判断死亡原因,从而采取相应的措施加以改善。
● 对于长期饲养的免疫缺陷小鼠,在日常操作中,可以从以下方面监测小鼠的健康状态:
1、密切关注其外观:有无皮肤异常、弓背或毛发不整,观察实验伤口处有无发炎、脓肿,有无体重减轻、腹泻等情况;
2、关注表型的变化:包括繁育数据、日常的实验数据等;
3、定期哨兵鼠检测:对于免疫缺陷品系而言,用常规的野生近交系可能不足以监测,因为有的机会性致病菌在免疫系统健全的品系上可能不会生长。所以可以用淘汰的繁育对、或者专门的重度免疫缺陷品系作为哨兵鼠。
● 关于裸鼠出现毛发的情况,首先需要确定基因型是否正确。如果Foxn1突变是杂合子,那么小鼠有毛发是正常的;如果Foxn1突变是纯合子,小鼠一般没有毛发,但是偶尔也会出现毛发。因为FOXN1蛋白缺失会导致小鼠出现“异常”的毛发生长模式,而并非完全没有毛发[1]。如果裸鼠出现毛发是由于Foxn1突变杂合,那么小鼠的T细胞缺失不完全,可能导致对肿瘤产生排斥;如果确定Foxn1突变是纯合,只要确定肿瘤细胞是可以在裸鼠身上成瘤的,一般情况下,轻微的毛发生长并不会对肿瘤实验结果产生影响。 

免疫缺陷小鼠繁育相关问题 

1、NSG小鼠妊娠率,产仔情况如何? 
2、请问免疫缺陷会影响小鼠的繁殖吗?这类小鼠如何繁育呢? 
3、NSG小鼠的最佳繁殖年龄是什么?最佳使用年龄又是什么? 
4、免疫缺陷鼠合笼后不怀孕可能是什么原因? 
5、nude小鼠幼崽容易死亡,有的被吃掉,大鼠不给喂奶作窝,怎么处理? 
6、请问NSG繁育笼的换笼频率有什么要求? 
7、繁育笼的雌雄比例是3:1吗? 
8、NSG免疫缺陷鼠生育率会随着子代代数越多而下降吗?生育率下降是自身原因居多还是环境影响居多?合笼小鼠为什么经常出现雄鼠死亡现象? 
9、NSG的繁殖方式是什么呢?近交系,还是随机交配,繁育几代会不会出现基因漂变? 
10、如何检测遗传漂变的程度呢? 

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● 小鼠的繁育表现与遗传、饲养环境、人员操作等多种因素有关,但总体来说,在严格且稳定的饲养环境和人员操作下,免疫缺陷小鼠也是可以正常地繁育的。需要注意的是,不同的设施内小鼠的繁育表现可能会有所差别,建议大家在自己的设施内进行持续的繁育数据收集和记录保存,这样在小鼠出现繁育问题时,可以及时地分析这些影响因素,再针对性地采取措施改善繁育表现。(相关阅读:☞小鼠基础知识二|保姆级教程,帮你搞定小鼠繁育!)
● 在JAX,NSG™小鼠的繁育性能良好,我们会在5-8周龄开始配繁,繁育笼的雌雄配比一般为1:1或者2:1,整个繁育期间雌雄小鼠始终保持同笼,以减少反复分离、合笼对雌鼠造成的潜在压力。
● 对于长期饲养的品系,如果出现生育能力越来越差,或者是关注的表型发生了显著变化的情况,首先需要考虑饲养环境是不是有所改变,如果环境本身是严格、稳定的,那么就需要考虑是不是遗传漂变的积累导致了这些变化。在种群繁育过程中,遗传漂变是自发的、随机的,并且无法避免,对遗传漂变进行检测需要进行全基因组测序,这是一项既耗时、成本又高的工作,因此除非是进行遗传漂变相关的课题研究,否则检测遗传漂变是没有太大意义的。如何减少遗传漂变的积累可能对实验结果带来的影响,最有效的措施是在种群扩繁早期进行胚胎或精子的大量冻存,再定期复苏以重建种群;另一种便利的选择是定期从可靠的供应商引进新的繁育对小鼠。
● JAX启用了获得专利的遗传稳定性项目GSP (Patented Genetic Stability Program ),来有效地保障JAX小鼠的遗传质量,一些重要的品系,包括NSG™小鼠,已经纳入了该计划之中。  

免疫缺陷小鼠微生物感染相关问题 

1、做CDX或PDX移植的时候,怎么避免移植物对小鼠造成感染? 
2、NSG才2个月,自发肿瘤死亡,是微生物感染吗? 
3、PDX手术后动物表现拉稀,可能是什么感染呢?
4、免疫缺陷小鼠最难去除的是牛棒状杆菌了,如何彻底根除呢? 
5、利用NSG类小鼠做人源移植物异体移植时,如何避免人源移植物自身可能携带的微生物导致小鼠感染或者死亡的情况?是否有推荐的抗生素或者其他药物给予同时注射?如何评价此类药物可能对人源移植物造成的影响? 

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● 免疫缺陷小鼠由于其免疫功能受损,对病原微生物的抵抗力下降,NSG™小鼠的免疫缺陷最为严重,无法抵御感染,很容易受到病原微生物、机会性病原体(克雷伯产酸菌)、甚至它们自己的肠道菌群(肠球菌)的感染[2]。避免免疫缺陷小鼠的感染,重在预防,可以从环境、人员和实验操作三个方面进行。
● 一般不建议预防性使用抗生素来喂养免疫缺陷小鼠,这有可能会导致耐药菌的出现,使得之后的饲养繁育变得更加困难;如果动物房屏障等级较低,可以在兽医的监督下使用Sulfatrim,但这种药物无法预防感染,只能抑制小鼠的感染症状[3]。
● 对于移植相关实验,除了器械和环境消毒外,还需要确保移植物是无污染的,可以在移植前对移植材料进行MAP或者PCR检测。如果在饲养过程中,发现小鼠出现了异常的疾病表型(如腹泻、体重减轻、肿瘤)甚至死亡,可以请兽医对死亡小鼠进行解剖检验,并且对鼠房的哨兵鼠进行微生物检测,以判断是否存在微生物感染,以及是何种微生物感染。对于牛棒状杆菌感染的预防和根除策略,可以参考视频回放。 
 免疫缺陷小鼠辐照相关问题 

1、请问prkdc SCID小鼠移植同背景小鼠的脾细胞时,还需要辐照吗?用很低剂量辐照,小鼠死亡率还是很高;直接移植死亡率也很高。 
2、免疫缺陷是不是不能辐照啊? 
3、人胚系干细胞移植,能不能不辐照NSG小鼠? 
4、其他免疫缺陷鼠,比如rag缺陷,会对辐照敏感么? 

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● 由scid突变的基因Prkdc编码一种DNA蛋白激酶,不仅在TCR/BCR基因重排中发挥重要的功能,也参与整个身体的DNA双链断裂修复。因此,所有携带scid突变的小鼠对损害DNA的化学或物理制剂,如癌症化疗和辐照的敏感性增加。而Rag敲除则是破坏重排信号序列(RSS)的识别与剪切,导致V(D)J重排通路从源头受阻,所以Rag敲除的小鼠对辐射耐受度更高。
● 构建免疫系统人源化小鼠,是免疫缺陷小鼠的一个重要的应用领域,其中最常见的人源化类型是PBMC和CD34人源化。一般来说,CD34人源化小鼠的构建,由于移植的造血干细胞需要迁移到骨髓中发育、分化,因此需要对小鼠进行辐照,以清除鼠源造血干细胞和空出骨髓腔,帮助人造血干细胞更好地定植;而PBMC人源化小鼠的构建,通常可以不进行辐照。
● 不同实验机构的小鼠状态、所使用的辐照仪可能略有不同,因此在对免疫缺陷小鼠进行一些需要辐照的实验时,比如CD34人源化构建,或者对荷瘤小鼠进行辐射治疗、化疗的研究时,需要考虑到小鼠对辐射以及遗传毒性药物的敏感性,在正式实验之前最好进行最大耐受剂量的测试。 

免疫缺陷小鼠品系选择相关问题

1、不同遗传背景下的SCID寿命差异大吗? 
2、靶点人源化和NSG重建鼠怎么选择? 
3、如何正确选择免疫缺陷小鼠以满足不同的实验目的? 
4、如何选取合适的免疫缺陷鼠作为实验模型? 
5、NSG-SGM3和NSG的区别在哪里呢? 
6、免疫缺陷中缺失和缺陷是怎么定义的?有什么区别?是否还有相关的功能? 

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● 不同遗传背景的scid突变小鼠在T、B细胞的泄露率上有所不同, C57BL/6J和BALB/cBy遗传背景的泄露率较高,C3H/HeJ遗传背景的泄露率降低,NOD/LtSz背景下的泄露率极低。scid突变小鼠的寿命,不仅与遗传背景有关,也与饲养环境密切相关,在SPF环境中,NOD scid小鼠的中位生存期约为37周,BALB/c scid小鼠的寿命可长达一年[4]。
● 靶点人源化小鼠通常是在具有功能性免疫系统的小鼠体内表达人的靶点基因,主要适用于靶向药的临床前效果评估,具有低成本、高效率、实验数据一致性等优点,但是由于存在种属差异,实验结果无法完全模拟人体内的药物反应;而免疫系统人源化小鼠是在重度免疫缺陷小鼠体内重建人的免疫系统,能够模拟人体免疫机能,在肿瘤免疫、感染性疾病、移植相关研究、转化医学等领域都有应用,但存在操作复杂、成本高、移植等待期长等局限性。JAX持续进行Hu-CD34 NSG™, Hu-CD34 NSG™-IL15和Hu-CD34 NSG™-SGM3人源化小鼠的构建,基本可以达到现货供应。
● 免疫缺陷小鼠是进行免疫学、肿瘤、感染性疾病、干细胞、移植、转化医学等研究的有力模型,但是免疫缺陷小鼠种类繁多,它们在免疫缺陷的程度、适用的研究领域上有所不同。在选择适合研究使用小鼠品系时,一方面需要充分了解每一种品系的特点(遗传背景、免疫系统组成、寿命、局限性等),另一方面也建议结合参考文献进行综合判断。  

免疫缺陷小鼠其他实验相关问题 

1、请问移植后的外周细胞在小鼠体内能存活多久啊? 
2、PBMC移植后在NSG小鼠体内细胞活性持续多久? 
3、请问NSG小鼠到货后适应多久可以实验? 
4、老师nude小鼠肿瘤移植肿瘤长大后又消退是什么原因呢? 
5、使用小鼠成瘤应该怎么选受体小鼠?这些小鼠都可以用来进行免疫治疗吗? 

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● PBMC或CD34人源化小鼠的移植效率与受体鼠种类、年龄、性别、移植的细胞数目、操作、辐照强度、检测时间等多种因素有关,因此很难一概而论。JAX使用6周龄雌性NSG小鼠进行PBMC人源化的构建,由于小鼠会较早发生GvHD(移植后4-6周),研究窗口期较短,但是人免疫细胞比例在小鼠的整个存活期内保持稳定。使用NSG-DKO小鼠进行PBMC人源化的构建,可以显著延缓GvHD的发生。JAX进行CD34人源化的构建,分别是使用3周龄的雌性NSG (#005557)、NSG-IL15 (#030890)小鼠和4周龄的雌性NSG-SGM3 (#013062)小鼠,人免疫细胞经过8-12周的发育分化后,在整个生命周期内保持稳定。
● 对于所有小鼠来说,都建议在收鼠后进行至少1周的适应性饲养,再进行配繁或者实验。裸鼠移植肿瘤生长后又消退,有可能是小鼠对肿瘤细胞产生了排斥,也有可能是肿瘤或者接种本身的原因,需要通过发生频率和其他相关情况综合判断。因为裸鼠的免疫缺陷程度较轻,只有T细胞缺失,天然免疫功能是完好的,因此在进行肿瘤移植时是有可能发生免疫排斥反应的,这种情况下可以考虑使用免疫缺陷更为严重的小鼠作为受体。对于肿瘤相关研究来说,受体小鼠的选择,取决于肿瘤细胞的类型和研究目的:
1、首先需要考虑肿瘤能不能生长。如果是一些常用的肿瘤细胞系,可以参考它之前发表过的文章信息,是使用的什么受体鼠;如果是一种新的肿瘤细胞系或者原代肿瘤细胞,第一次尝试进行接种的话,可以选择NSG小鼠,研究显示NSG小鼠对多种原代肿瘤细胞都有较高的兼容性。
2、其次是研究目的。如果要测试直接靶向肿瘤细胞的化学疗法,那么只要肿瘤能够生长的任意一种受体鼠都可以;而如果要检测调节免疫细胞的免疫疗法,则需要使用免疫系统人源化的荷瘤小鼠。
● 免疫治疗,一般是通过调节免疫细胞的活性来进行靶细胞杀伤的,那么就需要使用免疫系统人源化的小鼠。人源化小鼠在选择上也有很多的注意事项,比如人源化的种类、受体鼠的种类。如果需要做初步了解,可以点击链接观看我们的技术讲座,当然也可以直接联系我们的技术支持获得建议。 
参考文献
[1] Cells Tissues Organs. 2001. PMID: 11275695; Acta Anat (Basel). 1990. PMID: 2288204
[2] Vet Pathol. 2011. PMID: 20817888
[3] Curr Top Microbiol Immunol. 1989. PMID: 2805792
[4] J Immunol. 2005. PMID: 15879151; J Immunol. 1995. PMID: 7995938; Nature. 1983. PMID: 6823332

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