人源化小鼠模型研究及應(yīng)用進(jìn)展

路 杰(綜述)，崔凌凌(審校)

(青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院痛風(fēng)病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島266003)

人源化小鼠模型是指帶有人類功能性基因、細(xì)胞或組織的小鼠模型[1-2]。這種模型通常作為研究人類疾病的活體替代模型，在闡明發(fā)病機(jī)制、藥物篩選等方面具有巨大的優(yōu)勢(shì)和廣泛的應(yīng)用前景[3]。由于免疫缺陷小鼠缺乏免疫力，相對(duì)容易接受異種細(xì)胞或組織，作為人源化動(dòng)物模型的應(yīng)用性更強(qiáng)。目前，人源化小鼠模型已廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)及臨床研究，主要涉及腫瘤、感染性疾病、自身免疫性疾病和代謝性疾病等方面，而越來越多的新型人源化小鼠模型也在不斷產(chǎn)生。

1 人源化小鼠模型研究概況

人源化小鼠模型的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)里程碑式的階段:第一階段是重癥聯(lián)合免疫缺陷綜合征(severe combined immunedeficient disease，SCID)小鼠模型。在 C.B-17近交系小鼠中發(fā)現(xiàn)，位于第16號(hào)染色體的單個(gè)基因隱性突變可導(dǎo)致小鼠出現(xiàn)SCID，稱為SCID小鼠[4]。由于人類的外周血細(xì)胞、胚胎造血組織和肝星狀細(xì)胞(hepatic stellate cells，HSC)可移植到SCID小鼠體內(nèi)，該小鼠適用于構(gòu)建人源化動(dòng)物模型。第二個(gè)階段是非肥胖糖尿病(non-obese diabetic，NOD)/SCID小鼠模型。由于NOD/SCID小鼠生命周期短，并且仍具有部分自然殺傷細(xì)胞活性，導(dǎo)致其作為人源化動(dòng)物模型應(yīng)用受限[5]。第三階段是NOG(帶有IL 2rg剔除基因的 NOD/Shi SCID)和NSG(帶有IL 2rg剔除基因的NOD/LtSz SCID)小鼠模型。NOG和NSG小鼠是由白細(xì)胞介素2受體γ鏈(interleukin 2 receptor gamma chain，IL-2Rγ)靶向突變形成的免疫缺陷小鼠，該類小鼠適用于構(gòu)建多種人源化小鼠模型，其應(yīng)用領(lǐng)域包括腫瘤、血液系統(tǒng)疾病、感染性疾病、免疫性疾病及代謝性疾病等[6]。

2 適宜構(gòu)建人源化模型的小鼠品系

目前適于建立人源化模型的免疫缺陷小鼠品系主要包括裸鼠、SCID小鼠、NOD/SCID小鼠、NOG小鼠、NSG小鼠模型[3]等。各個(gè)品系的小鼠具有不同的生物學(xué)特性。

2.1 裸鼠 裸鼠是一種無胸腺、無毛的變異小鼠，由于第11號(hào)染色體上的等位基因突變導(dǎo)致其胸腺先天性缺失，依賴胸腺的免疫系統(tǒng)功能不全[7]。裸鼠與不同純系小鼠交配，可獲得多種突變系。在我國使用較多的裸鼠品系有 BALB/c-nu、Swiss-nu、NC-nu、NIH-nu等。

2.2 SCID小鼠 1983年Bosma等[4]于近交系C.B-17小鼠中發(fā)現(xiàn)SCID小鼠。SCID小鼠表現(xiàn)為缺乏成熟的功能性T、B淋巴細(xì)胞及低免疫球蛋白血癥。造成SCID小鼠出現(xiàn)嚴(yán)重免疫缺陷的最主要原因是純合SCID基因突變導(dǎo)致淋巴細(xì)胞抗原受體基因VDJ編碼順序的重組酶活性異常，故不能有效地合成免疫球蛋白與T細(xì)胞受體。但由于SCID小鼠的自然殺傷細(xì)胞及巨噬細(xì)胞功能是正常的，且有2%～23%的小鼠出現(xiàn)淋巴細(xì)胞免疫功能恢復(fù)(即滲漏現(xiàn)象)，在一定程度上影響了SCID小鼠的廣泛應(yīng)用[8]。

2.3 NOD/SCID小鼠 為提高人類異種細(xì)胞移植的成功率，Shultz等[5]于1995年將SCID突變基因?qū)氲絅OD小鼠身上獲得NOD/SCID小鼠。該小鼠的特點(diǎn)是缺乏功能性自然殺傷細(xì)胞和循環(huán)補(bǔ)體，功能性抗原呈遞細(xì)胞分化障礙。由于NOD/SCID小鼠具有T、B淋巴細(xì)胞缺失及自然殺傷細(xì)胞部分缺失等特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍更廣。

2.4 NOG、NSG小鼠 小鼠重組酶激活基因Rag2缺失后可阻礙T、B淋巴細(xì)胞的產(chǎn)生。T、B淋巴細(xì)胞及自然殺傷細(xì)胞的發(fā)育、成熟需要一些重要的細(xì)胞因子的參與，如IL-2、IL-4、IL-7、IL-15、IL-21等，這些細(xì)胞因子具有共同的白細(xì)胞介素受體——IL-2Rγ。NOD/SCID小鼠剔除 IL-2Rγ基因后，獲得NOD/SCIDγc－/－小鼠，該小鼠也表現(xiàn)為T、B細(xì)胞及自然殺傷細(xì)胞完全缺失[1]。根據(jù) IL-2Rγ中 γ鏈突變的不同，NOD/SCIDγc－/－小鼠又分為NOG和NSG小鼠，前者是γ鏈信號(hào)區(qū)截短，而后者則是γ鏈的胞內(nèi)信號(hào)完全突變[9]。研究數(shù)據(jù)顯示，NOG、NSG小鼠是目前可以接受人類細(xì)胞和組織移植的最優(yōu)模型，這兩種模型的移植成功率高于SCID和NOD/SCID小鼠模型[10-11]。NOG、NSG小鼠的另一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)是不發(fā)生滲漏現(xiàn)象和自發(fā)性胸腺瘤，這可能與其缺乏有活性的IL-2Rγ有關(guān)。

2.5 其他類型人源化免疫缺陷小鼠 近年來也有其他幾種新型的免疫缺陷小鼠用于構(gòu)建人源化動(dòng)物模型，如人外周血淋巴細(xì)胞(human peripheral blood lymphocyte，Hu-PBL)-SCID小鼠可移植來自人類血液、脾臟或淋巴結(jié)的成熟外周單個(gè)核細(xì)胞(peripheral blood mononuclear cell，PBMC)，主要用于研究人類成熟免疫細(xì)胞的功能;Hu-SRC-SCID小鼠可用于移植人類HSC;SCID-Hu和人類轉(zhuǎn)基因(Hu-Tg)表達(dá)小鼠可用于移植人胎肝和胸腺等[3]。這些免疫缺陷小鼠的出現(xiàn)為構(gòu)建人源化動(dòng)物模型、研究人類疾病提供了良好的平臺(tái)。

3 人源化小鼠模型的應(yīng)用研究

3.1 人源化小鼠模型在腫瘤方面的研究進(jìn)展 第一個(gè)人源化腫瘤模型是以裸鼠為基礎(chǔ)構(gòu)建的。C.B17-SCID小鼠可以接受某些人類血液腫瘤的移植，但腫瘤的生長受到宿主高水平自然殺傷細(xì)胞活性的限制。后來發(fā)展的人源化小鼠模型逐步克服了這一缺點(diǎn)。由于NOG小鼠更利于腫瘤細(xì)胞快速生長，多代遺傳后仍較穩(wěn)定，且相對(duì)于NOD/SCID、C.B17-SCID小鼠有較高的移植成功率，因此該品系小鼠已成為腫瘤研究方面的主要模式動(dòng)物。但某些人類腫瘤細(xì)胞，如前列腺癌細(xì)胞，仍難以在該類小鼠中存活。具體原因未明，一方面可能是由于腫瘤細(xì)胞系對(duì)于傳統(tǒng)免疫缺陷小鼠的適應(yīng)，另一方面也可能是無活性的IL-2R影響了某些腫瘤細(xì)胞在NOG小鼠中的生長。

腫瘤細(xì)胞與來自不同個(gè)體的造血細(xì)胞之間人類白細(xì)胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)的不匹配可能會(huì)引起嚴(yán)重的移植物抗宿主病或反應(yīng)缺失，因此要成功構(gòu)建對(duì)腫瘤細(xì)胞具有有效免疫反應(yīng)的小鼠模型，前提是HLA的匹配。近期，Shultz等[12]報(bào)道，通過轉(zhuǎn)入 HLA匹配的人類 HSC來構(gòu)建HLAⅠ類(A2)轉(zhuǎn)基因NSG小鼠。這些小鼠的發(fā)展為研究腫瘤的免疫性治療提供了良好模型。此外，研究者將人類組織移植到免疫缺陷小鼠中可用于研究腫瘤的形成。例如，將經(jīng)紫外線照射的人的皮膚組織移植入小鼠會(huì)導(dǎo)致TP53和RAS基因的突變，可用于鱗狀細(xì)胞癌的研究[13]。人源化小鼠模型也適用于研究抑制腫瘤生長治療方法，包括制備血管生成抑制劑、人源化抗體、免疫抑制劑、腫瘤生長因子抑制劑等。為研究腫瘤發(fā)生的整個(gè)體內(nèi)過程，研究者將帶有特定原癌基因的質(zhì)粒導(dǎo)入人類HSC中，這些研究可明確腫瘤發(fā)病過程中的關(guān)鍵調(diào)控點(diǎn)，為臨床提供有效的干預(yù)性治療[14-15]。利用人的正常及癌前病變組織能夠在小鼠體內(nèi)生長這一特點(diǎn)，可建立人源化動(dòng)物模型，開展腫瘤轉(zhuǎn)移擴(kuò)散方面的相關(guān)研究。

在混合性白血病(mixed acute leukemia，MLL)研究方面，以往的白血病小鼠模型是將人的白血病細(xì)胞注入免疫缺陷小鼠體內(nèi)，用以觀察人類白血病的病理過程[16-17]。然而，由于白血病細(xì)胞在注入小鼠體內(nèi)前就已經(jīng)在白血病患者體內(nèi)完成了發(fā)育分化，不能用這些模型來研究白血病的病理過程，包括發(fā)生過程和發(fā)展過程。Barabe等[18]證實(shí)，MLL-麻風(fēng)結(jié)節(jié)性紅斑或AF9異位表達(dá)可在NOD/SCID小鼠模型中引起白血病。與之類似，Wei等[19]將MLL-AF9基因轉(zhuǎn)入HSC中，并將這些細(xì)胞注入NOD/SCID小鼠模型中，該模型可表達(dá)粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子和 IL-3基因。近期，Moriya等[20]利用NOG小鼠模型發(fā)現(xiàn)MLL-AF10基因可提高人類的多系造血HSC數(shù)量，并且將MLL-AF10基因與活性K-ras基因共同轉(zhuǎn)染小鼠來誘導(dǎo)急性單核細(xì)胞白血病M5型(法美英FAB分型)的發(fā)生。這些人源化小鼠為研究白血病發(fā)病機(jī)制以及藥物篩選提供了一個(gè)全新而理想的模型。

3.2 人源化小鼠模型在感染性疾病方面的研究進(jìn)展 感染性疾病是由病原微生物造成，但許多傳染病，如獲得性免疫缺陷綜合征、瘧疾、絲蟲病以及登革出血熱等的病原體并不感染小鼠等實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物，因此限制了通過動(dòng)物模型進(jìn)行的活體研究。人源化小鼠模型的出現(xiàn)為研究這類疾病及開展疫苗測(cè)試提供了一個(gè)有效平臺(tái)。隨著新型的人源化小鼠模型的出現(xiàn)，一系列用于研究傳染病的動(dòng)物模型陸續(xù)構(gòu)建成功，包括用于研究登革熱病毒、EB病毒、丙型肝炎病毒、結(jié)核分枝桿菌等的模型[1]。

3.2.1 基于人類免疫系統(tǒng)小鼠的感染性人源化小鼠模型通過將人造血祖細(xì)胞和(或)外周血細(xì)胞懸浮液(帶有支持人免疫細(xì)胞生長的血細(xì)胞周圍組織)移植入免疫缺陷小鼠可獲得人類免疫系統(tǒng)(human immune system，HIS)小鼠。HIS小鼠作為唯一可被人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)感染的動(dòng)物模型，可用于測(cè)試抗病毒化合物。此外，HIV不僅可通過靜脈途徑感染該類小鼠模型，也可經(jīng)陰道、直腸途徑導(dǎo)致感染發(fā)生。但是，病原體感染HIS小鼠所引起的免疫反應(yīng)仍然不夠理想。例如，破傷風(fēng)類毒素免疫接種在HIS小鼠體內(nèi)產(chǎn)生的抗體含量低于成人體內(nèi)抗體含量。HIV感染小鼠后，只有少量的病毒特異性抗體產(chǎn)生，并且也未見HIV感染引起的特異性T細(xì)胞反應(yīng)。EB病毒感染HIS小鼠可活化T細(xì)胞和B細(xì)胞，但也可進(jìn)展為B細(xì)胞淋巴瘤，表明該小鼠模型無法控制感染程度[21]。目前，HIS小鼠中的總?cè)梭w細(xì)胞數(shù)仍低于預(yù)期水平，IgM和IgG血清抗體滴度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人類。HSC不能穩(wěn)定地保持在一定水平上，且會(huì)分化成為無效祖系。因此，人源化小鼠與人體還有一定的差距，仍需改進(jìn)才可用于篩選人類疫苗。改進(jìn)HIS小鼠的重建方式包括:消融內(nèi)源性小鼠亞群來為人類細(xì)胞提供“生存空間”;提供外源性細(xì)胞因子來消除人鼠之間的生物交叉反應(yīng);令小鼠表達(dá)人主要組織相容性復(fù)合物分子等。應(yīng)用此類小鼠模型進(jìn)行的疫苗試驗(yàn)將更適于模擬人類體內(nèi)反應(yīng)，更有效地篩選出臨床所用疫苗[22]。

3.2.2 HIV方面的研究進(jìn)展 早期研究發(fā)現(xiàn)，在 C.B17-SCID小鼠體內(nèi)輸注PBMC或者HSC就可促使HIV感染小鼠，但由于人細(xì)胞的組成水平低且不穩(wěn)定，這些人源化小鼠模型的應(yīng)用有限。由于HIV-1可以感染SCID-Hu小鼠模型中的人源化T淋巴細(xì)胞，該模型已經(jīng)廣泛應(yīng)用于分析疾病的發(fā)病機(jī)制 和 抗 HIV-1 藥 物 的 研 發(fā)[23]。 由 Olesen 等[24]和Choudhary等[25]報(bào)道的一種特殊類型的HIV-1模型逐漸受到研究者的關(guān)注。這種模型是將人的胚胎骨髓、肝臟及胸腺組織移植入小鼠腎被膜下，獲得骨髓-肝臟-胸腺小鼠。骨髓-肝臟-胸腺小鼠模型的最大特點(diǎn)是重建人的黏膜免疫，而這在以往移植了人的HSC小鼠模型中還未見報(bào)道。這些重建的黏膜免疫包括派爾集合淋巴結(jié)和腸源性淋巴組織。該模型在一定程度上促進(jìn)了黏膜免疫研究方面的發(fā)展。同時(shí)，Olesen等[24]和 Choudhary等[25]還發(fā)現(xiàn)，IL-2Rγ 基因并不依賴于黏膜淋巴系統(tǒng)，提示黏膜免疫不能在含有突變型IL-2Rγ基因的NOG或NSG小鼠模型中構(gòu)建出來。

3.2.3 瘧疾方面的研究進(jìn)展 瘧疾是一種全球感染性疾病，因而急切需要一種理想的動(dòng)物模型來開發(fā)瘧疾相關(guān)疫苗[26]。瘧原蟲主要經(jīng)肝臟致病，已有報(bào)道顯示，將人的肝臟實(shí)質(zhì)細(xì)胞注射入肝臟受損的免疫缺陷小鼠體內(nèi)，人的肝細(xì)胞就可替代小鼠的肝細(xì)胞存活[27-28]。同時(shí)，由于人的紅細(xì)胞不能由HSC分化而來，需經(jīng)小鼠腹膜注入人的紅細(xì)胞，以觀察瘧原蟲在肝內(nèi)的增殖情況[29-30]。只有構(gòu)建出人紅細(xì)胞長期維持并在外周血管中流動(dòng)的小鼠模型，才能觀察到瘧原蟲在體內(nèi)的整個(gè)生命過程[31-32]。

3.2.4 人源化肝鼠嵌合模型 由于小鼠免疫系統(tǒng)可以抵抗肝炎病毒的侵襲，大多數(shù)小鼠不能表現(xiàn)感染性肝臟疾病，這限制了傳統(tǒng)人源化肝鼠嵌合模型的發(fā)展。Mercer等[33]成功構(gòu)建了第1例人源化肝嵌合體小鼠模型，即SCID/bg小鼠。該小鼠模型因帶有尿激酶纖維蛋白溶酶原活化子(uridylyl phosphate adenosine，uPA)基因，因而可致肝細(xì)胞死亡。為提高人肝細(xì)胞體外移植率，NOG-uPA[34]和 FRG(Fah/Rag2/IL-2rg)小鼠模型不斷被改進(jìn)，已顯示這兩種小鼠模型的移植率達(dá)到80%以上。但仍存在一些問題限制此類模型的發(fā)展，如將人肝細(xì)胞移植入小鼠體內(nèi)可能導(dǎo)致腎臟疾病及移植時(shí)間窗較窄等。最近，Hasegawa等[28]構(gòu)建了一種新型NOG亞系的小鼠模型，該模型在白蛋白啟動(dòng)子的調(diào)控下表達(dá)單純皰疹病毒1型胸苷激酶基因。其較uPA基因依賴性小鼠模型有更高的肝細(xì)胞移植率并且不發(fā)生肝、腎疾病。這一模型的出現(xiàn)有利于藥動(dòng)學(xué)、毒理學(xué)和肝炎病毒研究方面的發(fā)展。Bility等[35]近期在BALB/c-RAG2-γ C-null免疫缺陷小鼠基礎(chǔ)上構(gòu)建出一種新的人源化肝鼠嵌合模型，即AFC8人源化小鼠模型，該模型帶有肝臟特異性基因且具有誘導(dǎo)凋亡的活性。AFC8小鼠模型具有功能性人類免疫系統(tǒng)，在注射了從人類胎肝組織提取的 CD34+HSC及肝起源細(xì)胞(hepatic progenitor cells，Hep)后，即形成AFC8-hu HSC/Hep小鼠模型。此模型的最大優(yōu)勢(shì)就是小鼠肝臟可以受丙型肝炎病毒感染及產(chǎn)生抗丙型肝炎病毒的人T細(xì)胞反應(yīng)。另外，丙型肝炎病毒感染導(dǎo)致的肝炎和肝纖維化與人星狀細(xì)胞活性及人致纖維化基因有關(guān)。AFC8-hu小鼠是一種非常好的研究乙肝、丙肝病毒體內(nèi)感染最終致肝纖維化全過程的模型。

3.3 人源化小鼠模型在自身免疫性疾病方面的研究進(jìn)展對(duì)于人自身免疫性疾病的研究主要存在兩方面的問題:一方面現(xiàn)有的干預(yù)措施有限，另一方面難以對(duì)目標(biāo)器官和組織開展直接研究。為了解決這一問題，科研人員建立起了兩種人源化小鼠模型:一種是將患者的PBMC輸入SCID小鼠形成的Hu-PBL-SCID人源化小鼠模型;另一種是HLA轉(zhuǎn)基因的小鼠模型。這兩種模型被廣泛應(yīng)用于一些自身免疫紊亂疾病(如多發(fā)性硬化癥)的研究及確定潛在的T細(xì)胞自身抗原作用靶點(diǎn)。為研究甲狀腺疾病(如Graves病)，可將患者的PBMC輸入 C.B17-SCID 小鼠體內(nèi)。當(dāng)在 C.B17-SCID Rag2－/－小鼠上移植具有Graves病患的甲狀腺組織及其PBMC就會(huì)出現(xiàn)針對(duì)甲狀腺過氧化物酶特異性的自身抗體，這為成功構(gòu)建自身免疫性疾病小鼠模型提供了基礎(chǔ)[36]。

在研究人類類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)方面，與人RA較為相似的小鼠模型是一種表達(dá)HLA-DRβ1*0401(DR4)的轉(zhuǎn)基因小鼠，該類小鼠模型在膠原蛋白或瓜氨酸多肽的刺激下可產(chǎn)生類風(fēng)濕樣疾病。但由于該模型與傳統(tǒng)模型一樣，仍表達(dá)抗原共表位，因而在應(yīng)用上受到限制。Misharin等[37]將臍帶干細(xì)胞移植入受輻射的1日齡NSG小鼠構(gòu)建出新的人源化小鼠模型。該模型最大的特點(diǎn)是具有人類天然免疫和適應(yīng)性免疫的雙重免疫。人類的白細(xì)胞可在該品系小鼠體內(nèi)轉(zhuǎn)移至初級(jí)和次級(jí)淋巴器官，并引起相應(yīng)組織的無菌性炎癥。亦有通過藥物作用于RA小鼠模型來反饋性研究RA的病理變化，調(diào)整用藥方法和劑量，達(dá)到最佳治療狀態(tài)，結(jié)果顯示比較理想[37]。甲氨蝶呤是較常用的治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的藥物，研究發(fā)現(xiàn)，甲氨蝶呤能夠誘導(dǎo)小鼠模型中巨噬細(xì)胞凋亡和滑膜成纖維細(xì)胞減少[37]。近年來利用RA-SCID鼠嵌合體模型開展的基因治療獲得了引人注目的結(jié)果，證實(shí)移植的滑膜可轉(zhuǎn)染IL-1Rα、腫瘤壞死因子α，核因子κB基因，轉(zhuǎn)染這些基因后，滑膜細(xì)胞大量凋亡，同時(shí)軟骨侵蝕顯著甚至滑膜組織消失。另外，通過這種模型發(fā)現(xiàn)了凝血酶敏感素2，其作為一種內(nèi)源性血管形成因子和自身免疫性炎癥調(diào)節(jié)因子，具有對(duì)抗RA侵襲的作用[38-39]。

3.4 人源化小鼠模型在糖尿病方面的研究進(jìn)展 在研究人類胰島功能方面應(yīng)用最為廣泛的小鼠模型是將患者胰島組織移植到小鼠體內(nèi)并監(jiān)測(cè)血糖水平，但該模型存在諸多弊端，如異體排斥等。King等[36]最近構(gòu)建出新型高血糖型人源化免疫缺陷小鼠模型——Akita小鼠模型，該模型可耐受Ins2Akita基因突變，導(dǎo)致胰島蛋白2(該蛋白可致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及胰島β細(xì)胞凋亡)不折疊，從而使小鼠在3～6周齡時(shí)自發(fā)高血糖癥。另一個(gè)模型是轉(zhuǎn)基因(RIP-Hu DTR)小鼠模型，即將白喉毒素注入小鼠體內(nèi)，引發(fā)小鼠表達(dá)人白喉毒素受體，白喉毒素可特異性地殺傷鼠胰島β細(xì)胞并致高血糖癥。

在糖尿病的細(xì)胞治療方面，人源化小鼠模型的應(yīng)用發(fā)展迅速，已成功的將人胰島細(xì)胞移植入小鼠體內(nèi)的臨床試驗(yàn)。由于胰島細(xì)胞供不應(yīng)求，人們通過干細(xì)胞來培育分化胰島β細(xì)胞。為保證細(xì)胞治療的安全性和有效性，需要有更合適的人源化動(dòng)物模型開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。例如，可自發(fā)產(chǎn)生非自身免疫性高血糖癥的 NOD-Rag1－/－Prf1－/－Ins2Akita小鼠模型，該類模型可用于檢測(cè)人類β干細(xì)胞體內(nèi)功能。NOD-Rag1－/－Prf1－/－小鼠通過與Ins2Akita小鼠回交后得到新的品系，人類β干細(xì)胞可移植入該小鼠模型體內(nèi)，并且可以耐受功能性人類免疫系統(tǒng)，這與臨床上將外源胰島細(xì)胞植入病人體內(nèi)類似[2]。

3.5 人源化小鼠模型在痛風(fēng)方面的研究進(jìn)展 痛風(fēng)是一種常見的代謝性疾病，是尿酸鈉晶體在關(guān)節(jié)內(nèi)及其周圍組織廣泛沉積所引起的急慢性非感染性炎性反應(yīng)。由于人類在進(jìn)化過程中基因突變，導(dǎo)致了尿酸氧化酶基因失活，這也是人類易患痛風(fēng)的重要原因。而包括小鼠在內(nèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，尿酸代謝主要依賴體內(nèi)的尿酸氧化酶，因此人類和小鼠在尿酸代謝和排泄上明顯不同，利用普通小鼠模型所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論與人體實(shí)際情況存在差異。有關(guān)資料顯示，尿酸氧化酶基因剔除后，小鼠可出現(xiàn)高尿酸血癥和痛風(fēng)癥狀，成為與人類痛風(fēng)發(fā)病機(jī)制非常相似的自發(fā)性高尿酸血癥和痛風(fēng)小鼠動(dòng)物模型[40]。但該模型仍存在缺陷:尿酸氧化酶基因缺失的純合子小鼠超過一半死于出生后4周內(nèi);該基因剔除小鼠背景為129品系，具有免疫排斥，無法在小鼠體內(nèi)模擬人類的發(fā)病過程。SCID小鼠可接受人體正常組織的移植，也可以接受人體免疫細(xì)胞移植，進(jìn)行免疫功能重建。將正常人體關(guān)節(jié)滑膜組織移植到SCID小鼠背部，4～6周后將形成人關(guān)節(jié)滑膜組織-SCID小鼠嵌合體[41]。因此，把人的關(guān)節(jié)滑膜植入剔除尿酸氧化酶基因的SCID小鼠背部，并向該小鼠體內(nèi)注入人的免疫細(xì)胞將成為更符合人類痛風(fēng)發(fā)病特點(diǎn)的人源化小鼠模型。

在尿酸氧化酶基因剔除方法上，既可以采用傳統(tǒng)的Red/ET重組打靶技術(shù)，也可以通過較為先進(jìn)的轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物核酸酶技術(shù)及回文重復(fù)序列集關(guān)聯(lián)蛋白系統(tǒng)。痛風(fēng)人源化小鼠模型在開展痛風(fēng)發(fā)病機(jī)制研究及藥物篩選方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

4 結(jié)語

人源化小鼠模型作為研究人類疾病的活體替代模型，在闡明發(fā)病機(jī)制、藥物篩選等方面具有巨大的優(yōu)勢(shì)和廣泛的應(yīng)用前景。篩選出更符合構(gòu)建人源化小鼠模型需要的免疫缺陷小鼠，是提高人源化動(dòng)物模型應(yīng)用的關(guān)鍵，因此仍需進(jìn)行更為深入的研究。結(jié)合現(xiàn)有的人源化小鼠模型構(gòu)建技術(shù)，模擬人體的生理、病理變化，可以為臨床應(yīng)用提供新的途徑，實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)歸，從而更好地服務(wù)于人類。

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