背景介紹
 

利用重度免疫缺陷小鼠通過(guò)植入人造血干細(xì)HSC（hematopoietic stem cells）來(lái)構(gòu)建免疫系統(tǒng)人源化小鼠，已為研究人員對(duì)人類免疫系統(tǒng)和相關(guān)靈長(zhǎng)類動(dòng)物的外來(lái)病毒研究和細(xì)胞免疫治療臨床前評(píng)價(jià)提供了強(qiáng)有力的工具。我們已成功的利用人造血干細(xì)胞（CD34+）獲得人免疫系統(tǒng)重建的小鼠，但人類免疫細(xì)胞和小鼠微環(huán)境之間的物種屏障限制了這種免疫系統(tǒng)人源化小鼠的部分免疫功能，包括獲得性免疫以及天然免疫方面。例如NK 細(xì)胞的重建比例未達(dá)到生理水平。
 

NK細(xì)胞分化的示意圖^[1]
 

CD34細(xì)胞在SCF、Flt3-L、IL-7、IL-15 (+ o-IL-21)存在下培養(yǎng)，通過(guò)受體/標(biāo)記和功能特性的順序獲取向NK細(xì)胞分化。我們可以確定三個(gè)主要的亞群:NK細(xì)胞前體、未成熟的NK細(xì)胞和成熟的NK細(xì)胞。

IL15（interleukin-15）是1994年由Grabstein在檢測(cè)猴腎內(nèi)皮細(xì)胞株CV-1/EBDN的培養(yǎng)上清中發(fā)現(xiàn)并命名的重要可溶性細(xì)胞因子^[2]。IL15主要由樹突細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，是重要的促炎因子，具有多種生物學(xué)功能。IL15是NK細(xì)胞發(fā)育的必須細(xì)胞因子^[2] ，Lodolce等研究發(fā)現(xiàn)IL15α缺陷的小鼠多表現(xiàn)為先天免疫缺陷，包括脾臟中NK細(xì)胞數(shù)量減少和細(xì)胞毒活性降低；而IL15-/-的小鼠T細(xì)胞在向外周淋巴結(jié)歸巢的過(guò)程中有缺陷，其胸腺和外周中CD8⁺ T細(xì)胞數(shù)量不足，外源供給IL15時(shí)小鼠情況好轉(zhuǎn)，IL15是CD8⁺ T細(xì)胞擴(kuò)增和生存的關(guān)鍵^[3，4] 。
 

NK細(xì)胞的重建比例未達(dá)到生理水平的這一缺陷限制了NOD-sicd IL2rg-/-免疫缺陷小鼠在臨床和藥物篩選上更廣泛的應(yīng)用。為了解決這一問題，獲得免疫缺陷程度高且同時(shí)具有促進(jìn)人T細(xì)胞和NK細(xì)胞正常發(fā)育的動(dòng)物模型。百奧賽圖在重度免疫缺陷B-NDG小鼠基礎(chǔ)上開發(fā)了B-NDG hIL15 小鼠，使小鼠表達(dá)人 IL15 細(xì)胞因子。該小鼠結(jié)合了B-NDG 小鼠背景，表達(dá)人 IL15 細(xì)胞因子，將成為研究人NK 細(xì)胞發(fā)育和功能的有效的動(dòng)物模型。
 

基本信息
 

驗(yàn)證數(shù)據(jù)

 B-NDG hIL15 是建立人免疫系統(tǒng)人源化小鼠模型的有力工具
 

將人CD34⁺細(xì)胞(0.15M)通過(guò)尾靜脈植入純合B-NDG hIL15小鼠體內(nèi)(雌性，6周齡，n=15)。所有小鼠均接受2gry照射。小鼠移植人CD34⁺細(xì)胞后在不同時(shí)間點(diǎn)取血進(jìn)行流式分析。
 

結(jié)果表明，我們成功的在B-NDG hIL15小鼠進(jìn)行了免疫系統(tǒng)的人源化，此小鼠能夠表達(dá)人CD45⁺ 細(xì)胞以及多譜系的免疫細(xì)胞，其中包括CD3⁺ T細(xì)胞、CD19⁺ B細(xì)胞等，并且數(shù)據(jù)顯示重建得到的NK細(xì)胞比例明顯升高。

 利用B-NDG hIL15 小鼠進(jìn)行HSC免疫重建NK細(xì)胞的功能分析

將人CD34⁺ 細(xì)胞通過(guò)尾靜脈植入純合B-NDG hIL15小鼠體內(nèi)(6周齡，n=15)。所有小鼠均接受照射。小鼠移植人CD34⁺ 細(xì)胞后在不同時(shí)間點(diǎn)取血進(jìn)行流式分析。
 

結(jié)果表明，我們成功的在B-NDG hIL15小鼠進(jìn)行了免疫系統(tǒng)的人源化，并且對(duì)免疫重建后NK細(xì)胞功能分析顯示，重建后B-NDG hIL15 小鼠中人NK細(xì)胞能夠表達(dá)穿孔素、顆粒酶等功能性蛋白。（A）小鼠重建第6周（B）小鼠重建第8周。
 

參考資料
 

[1] Montaldo E , Zotto G D , Chiesa M D , et al. Human NK cell receptors/markers: A tool to analyze NK cell development, subsets and function[J]. Cytometry Part A, 2013, 83A(8):702-713.

[2] Ali, A. K., Nandagopal, N. & Lee, S. H. IL-15-PI3K-AKT-mTOR: A Critical Pathway in the Life Journey of Natural Killer Cells. Frontiersinimmunology6, 355, doi:10.3389/fimmu.2015.00355 (2015).

[3] Fehniger, T. A. et al. Fatal leukemia in interleukin 15 transgenic mice follows early expansions in natural killer and memory phenotype CD8+ T cells. The Journal of experimentalmedicine193,219-231, doi:10.1084/jem.193.2.219 (2001).

[4] Kennedy, M. K. et al. Reversible defects in natural killer and memory CD8 T cell lineages in interleukin 15-deficient mice. The Journal of experimental medicine 191, 771-780, doi:10.1084/jem.191.5.771 (2000).

[5] Matsuda, M. et al. Human NK cell development in hIL-7 and hIL-15  knockin  NOD/SCID/IL2rgKO mice. Life science alliance 2, doi:10.26508/lsa.201800195 (2019).

 百奧賽圖B-NDG背景小鼠列表