红细胞人源化小鼠模型的构建及其临床应用研究进展

2022-11-25 22:04刘昊川李新贺
吉林大学学报(医学版) 2022年1期
关键词:补体内皮细胞淋巴细胞

刘昊川, 李新贺, 陈 冰

(1.吉林大学中日联谊医院骨科,吉林 长春 130033;2.深圳大学平湖医院骨科,广东 深圳 518002;3.吉林大学中日联谊医院麻醉科,吉林 长春 130033)

红细胞是人体血液中最重要的组成部分,其主要通过骨髓中造血干细胞分化发育而来,该过程称之为红细胞发育。红细胞发育是指骨髓中巨核细胞-红系前体细胞分化形成网织红细胞,随后网织红细胞迁移至外周血中分化形成成熟的红细胞[1]。红细胞发育是一个精细而又复杂的过程,在该过程中一个微小的基因调控异常均会导致严重的红细胞相关疾病发生,如β-地中海贫血、遗传性溶血性贫血和镰状细胞疾病等[2-4]。虽然同种异体造血干细胞移植可以治愈该类疾病,但移植物抗宿主病(graft versus-host disease,GVHD) 等免疫相关并发症限制了其临床应用[2-3]。理论上,可以通过基因修饰造血干细胞的方法对某些血液系统疾病进行基因治疗[2,4],但实际上基因治疗会产生诸多不良反应和风险,如基因编辑技术会发生体内突变以及患者在应用基因治疗后出现死亡等[5-6]。所以,构建一种可以用于人红细胞相关疾病临床前期研究的活体动物模型迫在眉睫。

目前,动物模型是对人类生理系统研究的最佳替代品。小鼠和大鼠等啮齿类动物,具有体积小、繁殖周期短、易于饲养、与人类共享基因组及某些物理特性和便于基因修饰等优点,使其成为免疫学、医学和生物学等相关研究领域中极其重要的动物模型。通过小鼠模型研究人类生理系统存在一定局限性,某些小鼠生理系统的组成与人类不一致,尤其是小鼠的免疫系统,如二者的天然免疫系统分子存在明显差异,包括小鼠中缺乏功能性Toll 样受体(Toll-like receptors,TLR) 10,小鼠的TLR11、TLR12 和TLR13 在人类基因组中不表达等[7]。另外,许多药物和病原体也有种属特异性,感染人类的病原体与感染小鼠的病原体存在明显差别,如人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV) 无法感染小鼠细胞,且乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV) 在普通小鼠中无法复制。所以需要一种能够模仿人体免疫机能、生理和病理表现、同时具有人类免疫系统的小鼠模型,人源化小鼠模型应运而生。经过30 余年的实验研究和技术发展,人源化小鼠模型逐渐完善,并应用于感染和免疫等诸多研究领域,但该模型仍存在一定弊端,有部分人源细胞不能稳定重建,如红系细胞。最早提出人源化小鼠模型中人红细胞重建的是杨永广教授,后续有陈青峰教授等均对红细胞人源化小鼠模型进行了相关的探索和研究。但是迄今为止,人源化小鼠模型中人红细胞的重建比例均未达到理想水平。目前我国关于人源化小鼠模型的研究已有综述类报道,但尚未见关于红细胞人源化小鼠模型的构建和临床应用进展的综述类报道。现对红细胞人源化小鼠模型的构建和临床应用进行综述。

1 人源化小鼠模型

人源化小鼠模型可以被定义为移植了人造血干细胞或组织的免疫缺陷小鼠,或是指表达人类基因的转基因小鼠。人源化小鼠模型的构建是通过移植入人的组织、 造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSCs) 或外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMCs),该模型是人类疾病临床前期体内研究的有效实验工具,同时也对探索人类生物进程起重要作用。人源化小鼠模型已经在癌症、传染病和艾滋病等诸多研究领域中广泛应用。进化上的差异导致小鼠作为受体其免疫系统会对人类供体的异种细胞或组织产生强烈的排斥作用,如果想要消除排斥反应要先破坏受体小鼠的自身免疫系统。由此可见,将免疫缺陷小鼠作为受体小鼠是构建人源化小鼠模型的基础,而新品系免疫缺陷小鼠的产生是人源化小鼠模型不断优化的重要动力。

人源化小鼠模型的优化依赖于通过基因修饰改造受体免疫缺陷小鼠,最早的免疫缺陷小鼠为裸鼠,裸鼠的叉头框蛋白N1 (forkhead box protein N1,FOXN1) 基因缺陷使其胸腺不能发育,缺乏成熟T 细胞及其相关免疫排斥反应,但其体内存在B 淋巴细胞和自然杀伤(natural killer,NK) 细胞,故该小鼠会排斥人源细胞。随着技术的发展和进步,在免疫缺陷小鼠品系的优化过程中出现了3 个重要突破,依次为重度联合免疫缺陷(severe combined immunodeficiency,scid)基因的突变、NOD-scid 小鼠的出现和白细胞介素2 受体γ 链(interleukin-2 receptor γ-chain,Il2rg)-/-免疫缺陷小鼠的诞生。

1.1 scid 基因突变

第一个突破是CB17 小鼠Prkdcscid(protein kinase,DNA activated,catalytic polypeptide,Prkdc; severe combined immunodeficiency,scid)基因[8]突变后,可以接受人外周血PBMCs[9]、胚胎造血组织[10]和造血干细胞[11]的移植。但在该模型中人组织或细胞的移植率非常低,且移植的人类细胞不能产生有功能的人免疫系统。限制人类细胞移植入CB17-scid 小鼠的因素:①小鼠T 和B 淋巴细胞随着年龄增长的自发产生(即T 和B 淋巴细胞泄露);②高水平的宿主NK 细胞;③其他固有免疫系统活性均限制了人造血组织的移植[12]。scid 基因的突变也会导致DNA 修复受损,从而导致小鼠对辐射敏感度的增加[13]。重组激活基因1(recombination-activating gene 1,Rag-1) 和重组激活基因2 (recombination-activating gene 2,Rag-2)位点的靶向突变可以抑制小鼠体内成熟T 淋巴细胞和B 淋巴细胞的发育,同时不发生T 淋巴细胞和B 淋巴细胞泄露,或是辐射敏感度增加。但是上述小鼠体内依然留存有高水平的NK 细胞活性,从而限制人造血干细胞的移植。

1.2 NOD-scid 小鼠

第二个突破是非肥胖型糖尿病、重度联合免疫缺陷小鼠即NOD-scid 小鼠的出现[14]。将不同品系小鼠的scid 基因进行交叉突变,与其他受试品系如C3H/HeJ-scid 小 鼠 和C57BL/6-scid 小 鼠 比 较,NOD-scid 小鼠可以支持更高比例人PBMCs 的移植[15]。与CB17-scid 小鼠比较,限制人类造血干细胞移植主要障碍之一的NK 细胞活性在NOD-scid小鼠中更低[14-16]。NOD-scid 小鼠自身免疫系统同时存在其他缺陷,使得更高比例的人造血干细胞和人PBMCs 得以存活[17-18]。随后的研究对NOD-scid小鼠基因进行不同突变,使得人类细胞移植的范围增加,人源化小鼠模型得以优化。但是将人源化NOD-scid 小鼠作为对人类免疫系统的研究对象依然存在一定缺陷,如该小鼠的生存周期相对较短,有残存的NK 细胞和其他自身免疫系统细胞的活性,从而限制了人类淋巴组织的移植。

1.3 Il2rg-/- 免疫缺陷小鼠

第三个突破是免疫缺陷小鼠纯合子Il2rg 的突变[19]。与上述所有品系小鼠比较,该类小鼠能够支持更高比例人类组织、造血干细胞和PBMCs 移植,Il2rg 是白细胞介素(interleukin,IL)-2、IL-4、IL-7、IL-9、IL-15 和IL-21 等高亲和受体的重要组成,在上述通路的信号传导中起重要作用[18]。Il2rg 的缺陷会导致T 淋巴细胞和B 淋巴细胞成熟、发育和功能的严重缺陷,从而抑制NK 细胞的发育[20]。在1995 年,对小鼠Il2rg 位点进行独立地靶向突变[20],其中最重要的一步就是Il2rg-/-免疫缺陷小鼠的产生,该小鼠可以接受更高比例人类细胞和组织的移植。Il2rg-/-免疫缺陷小鼠的品系包括NOD/LtSz-scid Il2rg-/-小鼠(NSG 小鼠)、NOD/Shi-scid Il2rg-/-小 鼠( NOG 小 鼠)、 BALB/c-Rag2-/-Il2rg-/-小鼠(BRG 小鼠) 和(H2d)-Rag2tm1FwaIl2rgtm1Krf小鼠。在上述品系的Il2rg-/-免疫缺陷小鼠中可以进行更高比例的人类细胞和组织的移植,由此可见,小鼠的品系可以明显地影响人源化水平。目前,大体上有3 种应用Il2rg-/-免疫缺陷小鼠建立的人源化小鼠模型,具体分类如下。

1.3.1 Hu-PBL-SCID 小鼠模型 Hu-PBL-SCID小鼠模型,通过向免疫缺陷小鼠体内注射人外周血白 细 胞 (human peripheral blood leukocytes,hPBLs) 获得,即Hu-PBL-SCID 小鼠模型。在该模型中,第1 周即可获得人CD3+T 细胞的成功移植,故该模型是进行人类T 淋巴细胞体内作用研究的最佳动物模型,但是由于该模型可产生致死性GVHD,因此试验周期很短,一般为4~8 周。如果受体小鼠是主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC) Ⅰ或Ⅱ类分子缺陷的NSG 小鼠,实验周期可以有所延长。主要可以通过2 种方法构建该模型: ①先对成年Il2rg-/-免疫缺陷小鼠进行亚致死剂量的辐照,然后注入人造血干细胞,在小鼠体内可以产生多种人造血前体细胞,但很少产生人源T 淋巴细胞。可以采用新生Il2rg-/-免疫缺陷小鼠对移植效果进行优化,包括NOG、 BRG 和NSG 小鼠; ②先对新生NSG、NOG 或BRG 小鼠进行亚致死剂量的辐照,然后经肝内注射的方式将人造血干细胞注入小鼠体内,该方法可以使人细胞移植效果更佳,并可同时产生人B 淋巴细胞、T 淋巴细胞、NK 细胞、巨噬细胞和树突状细胞。

1.3.2 Hu-SRC-SCID 小鼠模型 Hu-SRC-SCID小鼠模型通过静脉注射或是骨髓注射的方法向免疫缺陷小鼠体内注入人类造血干细胞获得,造血干细胞可以来源于骨髓、脐带血、胚胎肝脏和粒细胞集落刺激因子(granulocyte colony-stimulating factor,G-CSF) 动员后的外周血。该模型支持人类免疫系统全系的移植。在该模型中,虽然人类T 淋巴细胞、B 淋巴细胞、髓系细胞和抗原提呈细胞在外周造血组织中可以产生,但骨髓中产生的粒细胞、白细胞和红细胞在外周血中比例很低。人类T 淋巴细胞在小鼠胸腺中选择是通过H2- 限制性的而非HLA-限制性[21]。另外,由于小鼠胸腺缺乏人类T 淋巴细胞全面发育所需的人类特异性因子,所以人类T 淋巴细胞不能充分发育[22]。

1.3.3 BLT 小鼠模型 该模型通过在小鼠肾被膜下移植人类胚胎肝脏和胸腺,同时注射入同源胚胎肝脏细胞获得。研究[23]显示:BLT 模型中小鼠脾脏和淋巴结增大,人T 淋巴细胞重建水平明显提高,12 周后约为20%,同时人B 淋巴细胞和单核细胞等髓系细胞也在小鼠体内大量存在;在小鼠脾脏中人T 淋巴细胞分布在脾中央动脉周围,人T 淋巴细胞附近有成团人B 淋巴细胞的散在分布;在BLT 小鼠模型中不仅会产生人IgM,也产生人IgG (16 周后浓度约为150 mg·L-1),表明人T 淋巴细胞和B 淋巴细胞能够在小鼠次级免疫组织中产生相互作用。同时,该项研究[23]显示:抗体类型也可以发生转换,从IgG1 到IgG4,转换的时间跨度、频率与人体内免疫系统自然状态下极其相似。该研究也是首次报道在人源化小鼠模型体内产生了体液免疫反应。

在Hu-SRC-SCID 小鼠模型中,人类造血干细胞全系均可发育。在BLT 小鼠模型中,人类黏膜免疫系统也可以得到发育,同时人类T 细胞可以在自体人胸腺中进行选择同时具有HLA-限制性。但是BLT 小鼠有一个缺点,即在很多实验中该小鼠模型出现了类似于GVHD 的综合征,使得实验周期缩短。

虽然Il2rg-/-免疫缺陷小鼠的出现明显提高了人类细胞、组织和免疫系统的移植率,全世界范围的科学家依然致力于创造更多新型的可以用于人类疾病前期研究的动物模型。改善后的人源化小鼠模型可用于研究人类生理和病理反应,并可在临床应用前期评估药物疗效和潜在治疗反应。人源化小鼠在HIV 及癌症研究领域的应用中崭露头角,在再生药品和移植等领域也越来越受到重视。

2 红细胞人源化小鼠模型的重建现状

研究[24]显示:免疫缺陷小鼠体内的巨噬细胞是导致人红细胞被排斥的关键因素,在采用氯磷酸二钠脂质体(Clodronate-Liposome) 清除免疫缺陷小鼠巨噬细胞后,可以优化人源化小鼠中人红细胞重建水平,人红细胞在该模型中重建比例约为3%。2013 年,CHEN 等[25]应用抗体将小鼠NK 细胞中和后,每日持续输入足量的人红细胞使得人红细胞持续存在,用于研究疟疾等红细胞相关疾病,但当撤回人红细胞后,小鼠体内将不再有人红细胞产生,且该方法无法用于研究人源化小鼠中人造血干细胞向人红细胞分化发育的过程。2014 年,该课题组[26]又采用了Clodronate-Liposome 清除小鼠巨噬细胞、抗体中和小鼠中性粒细胞的方法抑制小鼠对人红细胞的排斥,同时高压注入表达人促红细胞生成素和IL-3 的质粒,促进人红细胞在人源化小鼠中的重建,进而研究疟疾,但人红细胞在该人源化小鼠中的重建比例较低(1.6%~4.0%)。2014 年,WIJAYALATH 等[27]应用基因编辑的手段,将HLA 适应性-人造血干细胞移植入HLADR4.RagKO.IL2RγcKO.NOD (DRAG) 小鼠中构建人源化小鼠,人红细胞在该人源化小鼠模型中的重建比例很低(0.2%~1.0%)。研究[28]表明:巨噬细胞、 中性粒细胞、 内皮细胞和补体C3 在NOD/SCID 小鼠排斥人红细胞中起重要作用;用眼镜蛇毒因子(cobra venom factor,CVF) 消耗已经清除巨噬细胞的小鼠血清中的补体C3 后,可以提高人红细胞在人造血干细胞移植小鼠中的重建比例;同时应用CVF 清除小鼠补体C3 和Clodronate-Liposome 清除小鼠巨噬细胞后人红细胞在人源化小鼠中重建比例明显升高,为单纯应用Clodronate-Liposome 清除巨噬细胞的2 倍,但是重建比例仍不理想。因此,迄今为止,人源化小鼠模型中人红细胞的重建比例均未达到理想水平,故进一步明确人源化小鼠中人红细胞排斥机制对开发更优的人源化小鼠模型是十分必要的。

3 人源化小鼠中人红细胞重建的影响因素

人源化小鼠中人红细胞重建缺失是困扰红细胞相关疾病研究者多年的棘手问题,对于为何人源化小鼠中人T 淋巴细胞、B 淋巴细胞和NK 细胞等髓系细胞能很好重建但红系细胞重建缺失的机制一直不能明确。影响人源化小鼠中人红细胞重建的主要因素是小鼠免疫系统对人红细胞的排斥作用。小鼠免疫系统主要是指补体系统和天然免疫细胞,天然免疫细胞包括巨噬细胞、中性粒细胞和内皮细胞等。研究[28]表明:小鼠巨噬细胞对人红细胞的排斥作用是人源化小鼠中人红细胞重建缺陷的关键因素,免疫缺陷小鼠中的中性粒细胞和内皮细胞对人红细胞的异种排斥也是导致人源化小鼠中人红细胞重建缺陷的关键因素。

3.1 补 体

补体是天然免疫系统的重要组成部分,可以募集免疫细胞,参与抗体和吞噬细胞对外源微生物和坏死细胞的清理[29],对于宿主的稳态保持是不可或缺的。人体内主要是经过3 个传统途径对补体进行活化,包括经典补体活化途径、凝集素补体活化途径和旁路补体活化途径。3 条途径的共同产物是补体C3,其在补体活化和调理过程中均起着十分重要的作用[29]。小鼠补体C3 能够在没有抗体的情况下直接结合在人红细胞表面使其被小鼠吞噬细胞黏附/吞噬[28],Clodronate- Liposome 和CVF 联合连续注射可以提高人源化小鼠中人红细胞重建比例,表明小鼠补体C3 对人红细胞的调理作用在促进人红细胞被免疫缺陷小鼠排斥过程中起重要作用。

3.2 巨噬细胞

巨噬细胞作为天然免疫细胞具有较强的吞噬功能,主要负责清理细胞碎片、凋亡细胞、坏死细胞和癌变细胞,同时巨噬细胞也参与排斥外源细胞,特别是异种来源的细胞。巨噬细胞、中性粒细胞和非成熟树突状细胞,三者均是专职吞噬细胞。吞噬作用通过靶细胞上配体与吞噬细胞上相应受体结合启动,从而激活多种细胞内信号通路进而完成吞噬过程。CD47 是一种几乎表达于所有细胞表面的分子,可以与表达于吞噬细胞(巨噬细胞和树突状细胞等) 表面的信号调节蛋白α (signal regulatory protein α,SIRPα) 受体特异性结合,从而向吞噬细胞传递 “don’t eat me” 的免疫抑制信号[30]。当异种供体细胞上CD47 分子与受体巨噬细胞上SIRPα 分子不存在交叉反应或交叉反应性弱时,会导致巨噬细胞排斥异种供体细胞[31]。但是,不同品系小鼠的SIRPα 基因具有多态性,NOD 背景小鼠的SIRPα 分子和人CD47 存在交叉反应,导致NOD/SCID 和NOD/SCID Il2rg-/-小鼠的巨噬细胞不会排斥大多数人类有核细胞[32]。研究[31]证明:NOD/SCID 小鼠巨噬细胞会以CD47-SIRPα 非依赖的机制强烈排斥人红细胞,利用Clodronate-Liposome 去除人源化小鼠体内小鼠巨噬细胞就能使成熟人红细胞在小鼠体内进行重建。补体C3 在人源化小鼠体内巨噬细胞排斥人红细胞过程中起重要介导作用,Clodronate-Liposome 处理后(去除巨噬细胞) 的人源化小鼠注射CVF 清除补体C3 能进一步将其外周血中huCD235a+人红细胞的嵌合比例提高2~3 倍[28]。上述研究表明:小鼠巨噬细胞通过补体依赖的方式排斥人红细胞,该排斥作用是人源化小鼠中人红细胞重建缺陷的关键因素。

3.3 中性粒细胞

除了巨噬细胞,同为专职吞噬细胞的中性粒细胞也具有一定的吞噬功能[33]。近期研究[28]显示:小鼠的CD11b+F4/80-LY6G+中性粒细胞在有小鼠血清存在的情况下对人红细胞也会产生黏附,当对血清进行热休克处理后黏附现象消失,表明小鼠中性粒细胞通过补体依赖的方式排斥人红细胞。

3.4 内皮细胞

内皮细胞在机体内分布广泛,从血脑屏障到肝脏、脾脏和肾脏,从心脏到最小的毛细血管,从淋巴结到淋巴管,内皮细胞排列于整个循环系统、淋巴系统和重要脏器[34]。内皮细胞除了维持机体稳态、调节血流和交换营养物质等作用外,同时还是一种非专职吞噬细胞,具有一定的黏附吞噬功能,可以黏附异常红细胞、血小板和白细胞等[35]。当内皮细胞功能受到损害时会引起一系列人体疾病,包括高血压、动脉粥样硬化、非典型溶血性尿毒综合征和急慢性肾损伤等[36]。

内皮细胞在机体内不同器官和组织中的结构和功能存在一定的差异,但一般选择容易分离的内皮细胞进行体外的相关实验,研究者默认所有内皮细胞的基本性能是相似的,以保证内皮细胞的体外实验与内皮细胞的体内活动相关[37]。机体内肺脏和肝脏的血流供应都是不间断的,在人源化小鼠体内肺脏和肝脏会持续地与人红细胞进行接触从而产生排斥[23],同时肺脏和肝脏的内皮细胞可以表达血管细胞黏附分子1(vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1,CD106)、 内皮- 白细胞黏附分子1(endothelial-leukocyte adhesion molecule-1 ,ELAM-1,CD62E)和细胞间黏附分子1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1,CD54) 等多种内皮细胞活化的标志物,从而对外来抗原产生排斥反应。肝脏是机体内吞作用的主要场所,肝脏血窦内皮细胞可以通过清道夫受体等识别处理抗原,同时肝脏血窦内皮细胞在对异种红系细胞的排斥中也起着重要的吞噬作用[38]。

机体内正常红细胞具有变形能力,并不黏附到静止的内皮细胞上,当红细胞出现异常情况或是进行异种移植红系细胞时则会出现内皮细胞的活化以及内皮细胞对红系细胞的黏附[38]。内皮细胞活化的标志物包括VCAM-1、 E- 选择素(E-selectin)和ICAM-1。正常情况下的内皮细胞处于静止状态(内皮细胞的平均寿命约为1 年)[37],但是在外来抗原出现或是疾病情况下,内皮细胞会被活化,使VCAM-1、 E-selectin 和ICAM-1 等活化标志物升高,从而启动、介导对抗原或异常细胞的排斥和黏附/吞噬[39]。同时,内皮细胞可以借助以下通路对异常的人红细胞进行黏附/吞噬。在镰状细胞疾病中,人红细胞中的细胞间黏附分子4 (intercellular adhesion molecule-4,ICAM-4) 异常升高,可以直接与内皮细胞上的αvβ3整合素结合,从而介导内皮细胞对异常人红细胞的黏附[40]。有研究[41]显示:在镰状细胞病和真性红细胞增多症的患者中,位于人红细胞上的Lu/BCAM 可以与内皮细胞上层黏连蛋白5 (Laminin 5) 结合从而产生黏附现象。Lu/BCAM 在小鼠成熟红细胞中不表达,但在人红细胞中表达,存在着种属差异性[41]。当人红细胞形态出现异常,如发生凋亡等情况时,位于红细胞细胞膜内部的磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine,PS) 会暴露在红细胞表面。PS 作为一种 “eat me”的调理信号,可以与乳凝集素(milk fat globule epidermal growth factor-8,MFG-E8) 结合,而MFG-E8 的另一端则可与内皮细胞上的αvβ3整合素和αvβ5整合素结合,从而介导内皮细胞对人红细胞的黏附和吞噬[42]。MFG-E8 是一种分泌糖蛋白,可以由各种吞噬细胞产生,包括活化的巨噬细胞和不成熟的树突状细胞[42]。趋化因子(C-X-C 基元)配 体16 [chemokine (C-X-C motif) ligand 16,CXCL16] /结合磷酯酰丝氨酸和氧化脂蛋白的清道夫受体(scanenger receptor that binds uniquely phospatidylsedne and oxidized lipoprotein ,SR-PSOX) 作为一种趋化因子,既可以游离的形式出现,又可以在内皮细胞上作为清道夫受体直接与红细胞上的PS 结合,从而促进内皮细胞对异常人红细胞的黏附[43]。

4 人红细胞疾病的相关研究及发展瓶颈

红细胞人源化小鼠模型可以在疟疾、镰状细胞病和再生障碍性贫血等诸多人红细胞相关疾病领域进行应用[44-45]。疟疾主要通过疟原虫感染蚊虫叮咬人类引起传播。疟原虫在人体内的肝脏进行繁殖,释放入血后感染人体内红细胞,所以一种可以同时模拟疟原虫繁殖释放2 个阶段的人源化小鼠模型是最优选择,既有人源肝脏组织又有人红细胞重建[46]。目前,构建人红细胞嵌合小鼠主要采用2 种方式:人红细胞的持续输注和小鼠体内人造血干细胞的移植。一般情况下,科学家将2 种方法联合应用。有研究者[25]首先应用抗体中和小鼠巨噬细胞,之后每日持续输入大量人红细胞进而研究疟疾,但一旦撤回人红细胞,小鼠体内将不再产生人红细胞。虽然改善了人源化小鼠模型中人红细胞重建水平,但是需要向小鼠体内注射Clodronate-Liposome,Clodronate-Liposome 对于免疫缺陷小鼠有一定的不良反应,当大量持续输入时会引起免疫缺陷小鼠在短时间内死亡,观察时间窗不够。构建一个能够高比例和稳定持续表达不同阶段人红细胞的红细胞人源化小鼠模型迫在眉睫,也是科学家不断努力的方向。

5 红细胞人源化小鼠模型的未来发展方向

在过去的几十年间,人源化小鼠模型的构建有了很大进展,实验操作更加简便,同时更具经济价值,人源化小鼠模型已经成为生物医药领域中疾病临床前期检测和造福人类的重要动物模型。当然啮齿动物与人类之间的交叉反应并不充分,所以在小鼠体内这一异种基因环境下,人造血干细胞的发育、分化和迁移不充分,导致了人源化小鼠模型有一定的局限性。目前人源小鼠中人红细胞重建比例仍不理想,对于免疫缺陷小鼠排斥人红细胞的机制研究仍然是目前的研究热点,努力构建一种能够稳定、持续和高比例重建人红细胞的人源化小鼠模型— 红细胞人源化小鼠模型是未来的努力方向。未来的红细胞人源化小鼠发展将更多借助基因编辑技术,如某些特定靶向基因的敲除,或是繁育出新品系的免疫缺陷小鼠。在全世界范围内,人源化小鼠模型研究领域的专家们都致力于小鼠品系及性能的优化,以期使人源化小鼠模型在不久的将来能充分为人类造福。

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