免疫缺陷动物模型总结
常见自身免疫疾病及动物模型概述
常见自身免疫疾病及动物模型概述自身免疫性疾病〔Autoimmune disease,AID〕,指机体对自身抗原发生免疫反响而导致自身组织损害所引起之疾病,通常病程长、顽固且难以根治,对于患者生活质量有较大影响,严见之AID包括银屑病、类风湿性关节炎、多发性硬化症、系统性红斑狼疮、炎症性肠病、I型糖尿病等.经典之AID包括器官特异性和器官非特异性自身抗体贰大类导致机体免疫调节功能之紊乱,免疫系统无法区别自身细胞和组织,或识别自身或非己之免疫耐受机制被破坏而引起.AID确实切发病机制尚不明确,可能和多种因素有关,如免疫耐受之丧失、免疫反响调节异常,或由于遗传因素或病毒诱发.作为医药工业界研发热点,抗AID药物之临床前研发阶段需要借助实验动物模型评价候选化合物之优劣,对于临床阶段之疗效进行预测,并对于药物调控疾病之潜在机理进行说明.本文对于常见之AID及其较广泛使用之动物疾病模型进行简要介绍.银屑病及银屑病相关动物模型银屑病〔Psoriasis〕, 俗称"牛皮癣〞,就是最为常见之慢性AID,常发于青壮年人群,在世界范围内发病率约1-3%.银屑病发病顽固且持续,最显著特征为皮肤外表红肿及白色鳞屑之覆盖,其病因尚不明确,目前以为就是遗传和环境因素共同作用导致,如感染、压力、肥胖、吸烟等因素都可能对于疾病产生诱发临床上尚无根治银屑病之特效药物,故治疗银屑病主要以控制病症为主,如外用维生素D3类似物、糖皮质激素和维A酸,系统性使用糖皮质激素、甲氨蝶呤,以及免疫抑制剂如环孢素A药之开展,多种抗体类药物也对于银屑病具有较好疗效.科学研究中银屑病之实验动物模型主要分为自发形成、基因工程改造、病灶原位移植和直接诱发肆类,受限于模型建立难度和本钱,直接诱发类模型使用最为广泛,以下介绍两种基于小鼠之银屑病直接诱发模型.〔壹〕咪喹莫特诱导小鼠银屑病皮损模型咪喹莫特〔Imiquimod,IMQ〕就是Toll样受体7/8之抑制剂,临床上用来治疗IMQ乳膏在小鼠背部连续涂抹5~7天,会出现皮肤增厚、红斑、鳞屑等类银屑病样病症.该模型稳定、易建立、操作简单且应用广泛.a. PASI评分根据PASI评分标准对小鼠背部皮肤炎症情况评分〔包括银屑,红斑,肥厚〕,记录累积评分、体重和皮肤厚度变化.对照组空白乳膏处理未表现炎症特征,模型组IMQ处理之后,逐渐表现出皮肤炎症特征及厚度增加,第5天PASI评分到达最高值,体重在IMQ处理之第3天下降到最低点,而后逐渐恢复,阳性药抗体可降低PASI评分和皮肤厚度之增加.图1: 模型条件下小鼠背部皮肤PASI评分持续升高,体重下降,皮肤厚度增加；IL17A抗体可显著逆转皮肤病变a. 形态学检查IMQ连续处理5天后对于小鼠背部皮肤外观形态进行观察,并利用H&E染色分析组织病理学变化.图片中可见,小鼠皮肤出现红斑,鳞屑和厚度增加；H&E 染色结果显示IMQ处理促进了炎性细胞之浸润,表皮细胞之增生；免疫组化结果显示银屑病相关PD marker IL-6在皮肤中表达水平增加.对于上述病变,阳性药IL17A抗体具有明显之改善作用.图2: 模型条件下小鼠皮肤产生显著红斑、鳞屑和增厚病变,H&E染色结果可见组织增生和炎症细胞浸润,免疫组化结果可见银屑病生物标记物IL-6表达上升.IL17A抗体可以显著抑制上述病理变化c. Bio-marker检测IMQ处理5天后收集血浆,通过ELISA检测相关细胞因子之含量,收集皮肤组织通过qRT-PCR检测相关Marker基因之转录水平.结果说明,IMQ处理诱导了IL-6、IL-β和CXCL1等炎性细胞因子产生,阳性药抗体具有较强之抑制作用.图3:模型条件下血浆、皮肤中相关炎症生物标志物表达水平急剧上升,IL17A抗体可显著抑制其水平〔贰〕IL-23诱导小鼠耳廓银屑病样变模型研究证明,IL-23/Th17信号通路在银屑病之发生和开展中起关键作用,IL-23刺激并促进Th17细胞之分化,促进Th17细胞之开展以及细胞因子〔如IL-17A,IL-17F和IL-22〕之产生,从而产生类似银过向小鼠耳部皮肤内直接注射IL-23可诱导局部之银屑样病变,该模型就是常用之另壹个银屑病动物模型,且由于机制清晰,常被用于各类靶向药物之临床前药效评价中.重组IL-23蛋白于造模之第1、3、5、7日通过皮下给药注射于小鼠耳以建立模型耳廓,其间给予抗炎药物供试品或阳性药物.小鼠耳朵厚度变化以及病理检测结果显示,模型组小鼠耳厚度明显增加,而阳性药物地塞米松〔Dex〕产生了显著保护结果显示,给予IL-23造模之后小鼠耳厚增加,表皮增厚且炎细胞浸润明显,地塞米松对于上述病变具有显著改善作用.图4:耳内注射IL23细胞因子造模可造成耳部产生银屑病样病变,表现为耳厚显著增加,H&E染色结果显示造模产生银屑病相关之病理变药物地塞米松可以对于病变产生显著抑制类风湿性关节炎〔RA〕及动物模型类风湿性关节炎〔rheumatoid arthritis,RA〕就是壹种以关节病变为主之系统性自身免疫性疾病.以慢性、进行性、侵袭性关节部位炎症为主要表现,临床特征为关节红肿疼痛甚至僵直、破骨细胞之形成以及关节骨质受损等,严重可导致关节畸形乃至功能丧失,致残率高.RA多发于中老年女性人群,我国整体发病率约0.3-0.4%.发病机制尚不明确,可能由遗传、感染、环境等因素综合导致.目前临床治疗RA仍以非甾体抗炎药和抗风湿类药物如甲氨蝶呤、柳氮磺吡啶、羟氯喹类药物开展迅速,如TNF-α单抗〔Infliximab,Adalimumab〕、IL6受体单抗〔Tocilizumab〕、CD20抗体〔Rituximab〕等药物对于风湿性关节炎之治疗能够取得较为理想之疗效.目前类风湿性关节炎之动物模型主要分为佐剂诱导〔AIA〕和胶原〔CIA〕诱导两种,其间由于CIA模型通常可在小鼠上成模而使用范围更广.胶原诱导之类风湿性关节炎〔CIA〕模型应用DBA/1小鼠,第0天注射Ⅱ型胶原蛋白和弗氏完全佐剂〔CFA〕,第21天注射Ⅱ型胶原蛋白和非弗氏完全佐剂〔IFA〕,可诱导小鼠关节炎发生,小鼠发病程度、节点较为稳定,严重程度区分度较高,适用于抗自体免疫性疾病药物之评价.a. 临床评分和细胞因子检测Ⅱ型胶原蛋白免疫2次之后,DBA/1小鼠陆续发病且严重程度随时间严重程度进行评分可见,模型组病变较严重,而IL17抗体作为阳参试剂可显著控制疾病发生开展,并抑制发病率之持续增加.图5:注射CII胶原造模后28-42天内,关节炎评分和发病率持续增加,血浆炎症因子IL6水平激增；给予IL17A抗体后,发病和炎症因子水平皆受到抑制.实验终点收集小鼠血浆通过ELISA检测PD Marker IL-6之血浆浓度,可见模型组IL-6含量显著升高,抗体可抑制IL-6升高之趋势.图6:注射CII胶原造模后28-42天内,关节炎评分和发病率持续增加,血浆炎症因子IL6水平激增；给予IL17A抗体后,发病和炎症因子水平皆受到抑制.b. Micro-CT和病理学检查实验终点对小鼠脚趾、踝关节进行Micro-CT检查和病理学分析.Micro-CT检查显示,模型组小鼠关节骨质受到严重损伤,而抗体产生了显著保护作用.图7:Micro-CT结果显示,关节炎造模使小鼠骨关节受到显著破坏,产生骨质损伤；IL17A抗体可显著逆转骨关节损伤HE染色结果显示,CIA造模造成了小鼠踝关节之严重损伤和大量炎症细胞浸润,而IL17A抗体给药逆转了损伤和炎症反响；使用甲苯胺蓝染色分析踝关节软骨情况显示,模型组小鼠踝关节软骨局部缺失且密度不均,而抗体组小鼠软骨未见显著损伤.图8:H&E染色结果显示造模关节炎小鼠关节腔病变、异常增生严重,炎症细胞大量浸润；甲苯胺蓝染色结果显示小鼠关节软骨受到明显损伤；IL17A抗体可以显著之逆转上述关节炎相关之病理变化多发性硬化〔MS〕及动物模型多发性硬化〔multiple sclerosis, MS〕就是壹种以中枢系统炎性反响脱髓鞘疾病为其主要病理特征之罕见中枢神经类自身免疫性疾病,多发于20-40岁中年人群,女性患者较多,国内每十万人发病率约为.多发性硬化存在反复发病之特点,难以治愈,临床表现为肢体无力导致之偏瘫、截瘫或肆肢瘫痪,感觉异常,眼部异常,共济运动障碍等,严重影响患者生存质量并威胁临床尚无特效药物,常以皮质类固醇为主要治疗手段,辅以血浆置换等方式进行.科学研究中,常以实验性自身免疫性脑脊髓炎模型〔Experimental Autoimmune Encephalomyelitis,EAE〕进行多发性硬化机理及相关药物研发之研究.实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)模型在C57BL/6小鼠上,使用弗氏完全佐剂〔CFA〕乳化抗原肽MOG35-55,通过皮下注射诱导小鼠发生免疫反响,在注射MOG后2小时和48小时两次腹腔注射百日咳毒素〔PTX〕增加血脑屏障通透性,即可构建EAE模型.a. 临床评分通常免疫后9天小鼠出现尾部无力,后肢瘫痪,共济失调等中枢神经系统损伤引起之病症,于17-21天临床评分到达最大值.阳性药IL17A抗体可明显抑制发病病症,降低临床评分,改善小鼠发病造成之体重下降.图9:在使用MOG免疫小鼠之后,小鼠在9-21天内脑脊髓炎评分显著上升；随疾病进展体重也出现明显下降；IL17A抗体给药可逆转脑脊髓炎之开展b. 组织病理学检查实验终点收集脑和脊髓用于HE染色.结果显示,模型组脑组织有大量炎性细胞浸润,皮质区胶质细胞增生,海马区锥体细胞空泡变性；脊髓组织小胶质细胞增生,神经纤维脱髓鞘；而阳性药抗体可改善脑和脊髓之脱髓鞘和炎性细胞浸润.图10:H&E染色结果显示,造模小鼠之脊髓和脑组织中大量炎性细胞浸润,结构遭到破坏；IL17A抗体那么可逆转上述病理变化归纳总结自身免疫性疾病为危害人类健康之壹大类疾病,虽多数不具有直接致命性,但会对患者之生存质量产生严药物研发有赖于可靠之动物疾病模型模拟病症、探索机理以至于评价潜在药物之疗效.成都先导药物开发股份〔"成都先导〞〕内部管线致力于肿瘤、炎症/免疫等疾病领域之新药研发.依据内部研发需求,上述疾病模型都已成功建立并有力支持了内部工程IL-17A及JAK家族等免疫相关靶点之抑制剂药效评价,并伴随开展了作用机制和PD/PK相关研究工作,数个工程已经进入先导化合物优化阶段,有望不久将来获得临床候选化合物.除支撑公司内部管线外,这些模型筛选和药效评价也可通过各种合作形式,为外部伙伴提供药效评价效劳.除上述疾病和模型外,常见之自身免疫疾病模型如模拟炎症性肠病〔IBD〕之DSS诱导之小鼠溃疡性结肠炎模型,模拟支气管哮喘等疾病之小鼠/大鼠OVA哮喘模型等均在持续建立中,敬请关注和交流.。
免疫缺陷动物模型
裸小鼠的发现及其意义
●20世纪60年代后期，裸小鼠作为“活试管”，在肿瘤学、免疫学等 方面很快成为广为关注的研究领域. ●20世纪70年代以来，国际上先后召开了很多届“免疫功能缺陷动物 实验”国际讨论会，以裸小鼠为代表的各类免疫功能缺陷动物引起了 生命科学领域的广泛关注，至今方兴未艾。 ●目前国际上发现和培育了以B细胞功能缺陷为特征，来源于CBA/N小 鼠的Xid小鼠，自然杀伤（NK）细胞功能缺陷的Beige小鼠、巨噬细胞 机能异常的P/J小鼠等各类免疫缺陷动物模型。 免疫缺陷 ●借助生物遗传工程的研究手段，应用基因导入等育种技术，将不同 动物分类 类型的基因异常整合在同一动物体上，人工建立了许多联合免疫功能 联合免疫缺陷动物 缺陷动物（Combined Immunodeficiency Model）。
蛋白 质异 常
慢性肾脏疾病、急慢性消化道疾病， 大面积烧或烫伤时，体内蛋白质可大 量丧失；慢性消耗性疾病时蛋白质消 耗会增加；机体内的蛋白质合成不足。
后天继发性免疫缺陷病
长期 使用 药物
长期使用免疫抑制剂、细胞毒药 物和某些抗生素。
医源性 免疫缺 陷
放射 线损 伤
放射线治疗是一种有效手段，大多数 淋巴细胞对γ射线十分敏感，大剂量放 射性损伤可造成机体永久性免疫缺陷。
非特异 性免疫 缺陷
补体 系统 缺陷
机体内补体成分的组分或它的调控蛋 白发生遗传性缺陷所引起的疾病。
后天继发性免疫缺陷病
许多病毒、细菌、真菌及原虫感 染常可引起机体免疫功能低下。
感染
继发性 免疫缺 陷
恶性 肿瘤
患恶性肿瘤特别是淋巴组织的恶性肿 瘤时，常可进行性抑制患者的免疫功 能。广泛转移的癌症患者中常可出现 明显的细胞免疫与体液免疫功能低下。
免疫缺陷动物
▪ 人和小鼠的免疫缺陷有相当数量在X 染色体。如CBA/N小鼠存在一种X连 锁的B细胞发育缺陷，由存在于X染 色体上的性遗传基因xid所引起，伴
随对多糖抗原缺陷的抗体应答。该
模型是研究B淋巴细胞的发生、功能 与异质性理想的动物，其病理与X连锁无丙种球蛋白血症和WiskottAidsch氏综合征相似。
二、Digeorge综合征
▪ Digeorge综合征是一种先天性T细胞缺陷， 由先天畸形导致第三、四对咽囊发育缺陷 造成。胸腺发育不全造成T淋巴细胞成熟 障碍，外周血T淋巴细胞缺乏，数目明显 减少。有时外周血淋巴细胞总数接近正常， 但大部分是B淋巴细胞。外周血淋巴细胞 对于多克隆T细胞激活剂及混合白细胞反 应缺乏应答。
Balb/c 6 12 18.9 ±1.1 74.6 ±7.9 86.5 ±12.1
scid 8 18 21.42±1.7 3b/c 8 14 21.7 ±1.4 72.34±8.6 92.64±11.8
scid 10 16 23.7 ±1.8 3.6 ±0.2 29.8±3.3
• 2、在免疫学方面的应用：
▪ 应用裸鼠能更有效地研究T细胞、B细胞、 NK细胞等的功能，发现了T细胞具有胸腺 外发育途径。裸鼠不排斥杂交瘤，腹腔内 接种可以生长肿瘤，同时产生含高效价抗 体的大量腹水。有人用BALB/C品系的裸鼠 制备单克隆抗体，所产生的抗体量多于有 胸腺小鼠。
▪ 3、在寄生虫方面的应用：裸鼠已用于许多 寄生虫感染模型方面的研究，如胸腔内接 种肺囊虫感染裸鼠，感染率高、方法简便， 能成功复制出卡氏肺囊虫疾病模型。如用 美洲锥虫感染裸鼠，能使裸鼠产生美洲的
▪ 免疫缺陷动物由于其与人类免疫功能相 似病理表现，以及容易复制的特点，成 为研究免疫缺陷机制较理想的材料。我 国自1979年引进裸鼠，自1982年首次报 道人肝癌在裸鼠移植成功以来，目前已 经建立了40余种以上的人体肿瘤移植模 型。如肺鳞癌、肺腺癌、肺小细胞癌、 肺巨细胞癌、肝细胞性肝癌、胃管状腺 癌、人乙状结肠管状腺癌、结肠癌、脑 恶性胶质瘤、脑星形胶质细胞瘤、宫颈 鳞癌等人类肿瘤裸鼠移植模型。
免疫缺陷小鼠模型品系介绍
免疫缺陷小鼠模型品系介绍免疫缺陷动物，是指先天性遗传突变或用人工方法造成一种或多种免疫系统组成成分缺陷的动物。
免疫缺陷大小鼠是研究肿瘤、癌症干细胞、造血、人源化和传染病的强大异种移植模型的工具鼠。
以前高度免疫缺陷小鼠由于缺乏完整的人体免疫系统的相关因素，如小鼠与人MHC不相容性，以及缺乏人特异的生长因子、细胞因子和趋化因子，不能完全重现人体免疫系统。
现在小鼠模型主要通过基因改造高度免疫缺陷小鼠的方式，以期降低小鼠微环境的干扰，或者表达人的生长因子使人的某些免疫细胞亚群更成熟，或者转入人的HLA 解决组织相容性问题。
这些改造包括：（1）敲除小鼠造血分化相关基因，为人的HSC分化提供更好的微环境，如小鼠KIT受体突变，可以改善红细胞生成、血小板形成和HSC植入。
敲除小鼠Flt3L配体（FMS-related tyrosine kinase 3 ligand，介导小鼠树突状细胞扩增），可以促进人单核和树突状细胞发育。
（2）导入人的细胞（生长、趋化）因子，如SCF、M-CSF 、GM-CSF、IL-2、IL-3、IL-7、IL-15、TPO等，这些可以促进人的某些免疫细胞亚群更成熟。
（3）解决组织相容性问题，如转入人的HLA-A2和DR1，敲除小鼠的H2-B2m等。
通过以上一种或者多种基因修饰方式，以期提高人源化小鼠PBMC和HSC细胞定植和分化能力，并减小异源免疫排斥（Xeno-GvHD），更好的重建人免疫系统。
2020年，赛业与genOway达成战略合作伙伴关系。
genOway 成立于1999年，是欧美科研与医药界首选的实验鼠金牌供应商。
（重度免疫缺陷小鼠）BRGSF小鼠是赛业与genOway合作引进的精选成品鼠之一。
免疫缺陷动物转基因动物
肿瘤移植的方法
实验中常用腹水瘤和实体瘤两种方胞注入受体动 物腹腔形成腹水瘤或产生腹水。 2. 实体瘤移植： 1)小块接种法: 在无菌条件下，把实体瘤切成2～3mm小块， 植于受体动物皮下。
2)悬液接种法：在无菌操作下选择瘤组织，剪成小块， 放入研磨器中配制成1：10的瘤细胞生理盐水悬液。用注射 器吸取0.1～0.2毫升注入实验动物的腋窝中部外侧皮下 3)瘤组织匀浆接种法：将选好的瘤组织，用组织研磨器 研磨成匀浆(不加生理盐水)，用较粗大的针头吸取，作皮下 或肌肉注射
（三）其它T细胞功能缺陷动物
•无毛牛（Beummer Stedt ,1978） •无毛豚鼠（O’Donghue & Reed,1981） •无毛豚鼠: 与裸小鼠和裸大鼠有明显的相似性，可用来 代替裸小鼠和裸大鼠，由于其体型较大，更适合肿瘤移 植和生长研究或外科手术等，同时是皮肤病和巨细胞病 毒（CMV）研究的有用模型。 •垂体机能减退的侏儒（Dwaff）小鼠，其隐性突变基因 dw位于第16号染色体，也有原发性的胸腺发育不良和T 细胞功能缺陷，是研究内分泌和免疫系统关系的良好模 型。
我国将Beige小鼠致NK细胞缺陷基因导入SCID小鼠体内， 也得到了T、B、NK细胞功能三联免疫缺陷小鼠（B· C· B17SCID-Beige小鼠）。
五、其它免疫缺陷动物 （一）显性半肢畸形小鼠 （dominant hemimelia mouse） 显性半肢畸形小鼠其基因符号为“dh”，是显性突变基因， 位于1号染色体上，现有品系为B6C3-dh。这种突然变异 （hendmelia，半肢症）是在1954年最初发现，1959年才由Sear －ie氏报道了dh/dh小鼠和dh/+小鼠没有脾脏。纯合子（dh/dh） 小鼠由于泌尿生殖系统和骨骼系统的严重畸形，出生后2-3天 很快死亡。杂合子（dh/+）小鼠其表现为半肢畸形（主要为前 肢异常）和缺乏脾脏，另外，泌尿生殖系统、消化道也有一 定程度的畸形。由于缺脾，体液免疫反应受到一定损害，IgM 含量很少。这种小鼠无需特殊的饲养条件。 （二）Lasat小鼠
第9章 免疫缺陷动物分析
2)
3)
4. 宿主对移植瘤的反应和间质改变 1) 恶性肿瘤作为细胞悬液或组织块移植到宿主裸鼠,宿主与肿瘤相 互作用，间质反应随之发生，由宿主产生新的移植瘤间质，如 血管床、纤维架。 间质改变引起癌细胞分化程度的差异，分化程度改变多发生于 裸鼠第一次传代。
2)
5. 移植瘤的转移 1) 肿瘤分化程度：肿瘤分化程度越低，浸润转移越明显，转移发 生越早。 接种途径与部位：腹腔接种一般转移率高于皮下，常位接种转 移更接近于原肿瘤在人体内转移的情况。 环境因素：SPF环境中带瘤裸鼠淋巴结比普通环境转移率高、 转移快。
1. 性连锁免疫缺陷小鼠：
2)
3) 4)
NK淋巴细胞功能缺陷动物：
NK细胞功能缺陷突变小鼠，bg是13号染色体上的隐性基因。
1) 由于细胞溶解作用的识别过程受损，导致NK细胞功能缺乏。
1. Bg/bg小鼠(beige mice)：
2)
纯合bg基因还损伤细胞毒T细胞功能，降低粒细胞趋化性和杀菌活 性，延迟巨噬细胞抗肿瘤杀伤作用。
影响溶酶体发生，导致溶酶体膜缺损，溶酶体增大。 溶酶体功能缺陷导致bg小鼠对化脓性细菌敏感，必须饲养于SPF环 境中。 可用于研究色素缺乏易感性增高综合征。
3) 4)
5)
联合免疫缺陷动物：
1. 严重联合免疫缺陷小鼠(SCID mice)： 1983年由美国Fox chase癌症中心于C.B-17Icr近交系中发现， 突变基因scid位于16号染色体。
b.
c.
3)
人为改变裸鼠免疫功能：
a. 采用免疫抑制、放射照射可提高移植瘤成功率，包括难以移植成 功的肿瘤。
4)
人类肿瘤细胞的本身特征：
a. 分化程度低移植成功率高，恶性程度与移植成功率呈正相关。
免疫缺陷动物模型
免疫缺陷动物模型一、概述免疫缺陷动物是指由于先天性遗传突变，或用人工的方法，培育一种或多种免疫功能缺陷的动物。
1962年，苏格兰医师Issacson等首先发现无胸腺裸小鼠。
1969年，丹麦学者Rygaard首次成功地将人类恶性肿瘤移植于裸小鼠体内，肿瘤在体内存活并生长。
从此，免疫缺陷动物开创了肿瘤学、免疫学、细胞生物学的新的里程碑。
二、按免疫功能缺陷的种类常分为1、T-淋巴细胞功能缺陷动物：裸小鼠、裸大鼠、裸牛、裸豚鼠等。
2、B-淋巴细胞功能缺陷动物：CBA/N小鼠、Arabin马和Quarter马等马属动物。
3、NK细胞功能缺陷动物：Beige小鼠。
4、联合免疫缺陷动物：Scid小鼠等其他人工定向培育的多种免疫功能缺陷动物。
三、常见的免疫缺陷动物1、裸小鼠是指先天性无胸腺，且无被毛的小鼠，简称为裸小鼠。
其突变基因为裸基因，符号为：nu，是一个隐性突变基因，位于小鼠的第11号染色体上。
目前，此基因已导入到不同品系的小鼠中，常见的有BALB/c-nu、C3H-nu、C57BL/6-nu等。
裸鼠的解剖生理特点：①毛囊发育不良，外观上看几乎没有被毛，故称“裸鼠”;②无胸腺，仅有胸腺残迹或异常的胸腺上皮。
故不能分泌胸腺素，不能使T细胞正常分化，而T细胞室移植排异的主要细胞。
B细胞基本正常但功能欠佳。
有较高的NK细胞数量和活性。
③因为IgG的产生需要T细胞和巨噬细胞的参与，其免疫球蛋白主要是IgM，只有极少量的IgG。
④自发肿瘤现象罕见，可能与NK细胞的活性高有关。
⑤裸鼠易患鼠肝炎和病毒性肺炎。
⑥纯合裸鼠母性极差，且受孕率低，乳房发育不良。
通常以纯合雄鼠与带有nu基因的杂合雌鼠可获1/2裸鼠。
⑦裸鼠需饲养在屏障环境中。
自裸鼠问世以来，已广泛应用于肿瘤学、微生物学、免疫学、寄生虫学、遗传学、毒理学、临床医学等研究中。
2、裸大鼠1953年，英国科学家首次在大鼠中发现一种外观与裸小鼠相似，只是被毛不想裸小鼠那样全无，通过解剖和免疫学检查发现其也是无胸腺、缺乏T细胞功能，B细胞功能正常，细胞活力增强，繁殖方式与裸小鼠相同，且能接受异种组织和细胞移植，且因其体型大，用一只裸大鼠可为常规血液学和血清生物化学分析实验提供足够的血样，同时大鼠易于进行外科手术，为肿瘤移植和肿瘤供血研究提供了方便。
免疫缺陷动物
裸小鼠的特点
5）T细胞缺陷可通过移植成熟T细胞、胸腺细 胞或正常胸腺上皮得到校正；
6）生长缓慢，体重小于同日龄其它小鼠；
精品课件
裸小鼠的特点
7）抵抗力差，必须饲养在屏障环境中； 8）无接触敏感性，无移植排斥，无移植物抗
宿主反应。
精品课件
T细胞功能缺陷动物-裸大鼠
The Athymic Rat
基因型：xid/xid，xid/Y
精品课件
性连锁免疫缺陷小鼠
1、雌性纯合子与雄性杂合子没有体液 免疫。
2、对B细胞分裂素缺乏反应，分泌IgM 和IgG的B细胞减少， IgM和IgG含量降 低，但T细胞功能正常。
精品课件
性连锁免疫缺陷小鼠
3、移植正常鼠骨髓到xid宿主，B细胞 缺损可以恢复。
精品课件
环境要求： 对鼠肝炎，巴氏杆菌、卡氏肺囊虫极易
感染，感染后易发病死亡。必须养育在 SPF环境中，平均寿命1年以上。 分笼饲养、防止混淆。
精品课件
虫蛀小鼠
motheaten mice，1965年发现于 C57BL/6J的突变，突变基因me位于第6号 染色体， C57BL/6J-me在1-2日龄表皮可 见嗜中性白细胞集聚，表皮色素呈斑点 状，故称虫蛀小鼠，寿命不超过8周。
精品课件
严重联合免疫缺陷小鼠
SCID小鼠：T、 B淋巴细胞联 合免疫缺陷动 物
精品课件
严重联合免疫缺陷小鼠
SCID小鼠的解剖学特点： 1、外观、体重与普通小鼠无差异。 2、淋巴器官发育有缺陷。其胸腺相对重量仅为同
龄正常对照小鼠的6℅左右，脾脏相对重量仅为正常 的3℅，淋巴结极小，常散在于脂肪组织之中，难以 用肉眼查见，在显微镜下估计其大小仅为正常的1/3
常用的免疫缺陷型小鼠中国实验动物学会
常用的免疫缺陷型小鼠中国实验动物学会免疫缺陷型小鼠顾名思义是指免疫上有缺陷的小鼠，常见的免疫缺陷性小鼠有SCID小鼠、NOD-SCID小鼠、Nude小鼠等。
按获得免疫缺陷获得方式不同可分为：先天的和获得性（或继发）免疫缺陷小鼠。
获得性免疫缺陷小鼠是本身的基因型并没有问题，而由于后天的某些刺激因素，如营养不良、恶性肿瘤、药物、病毒等使得免疫方面有缺陷的小鼠。
美迪西根据客户的需求提供各种有效的动物模型，用来检测药物的有效性，拥有常用肿瘤模型实验动物，如裸鼠、SCID 小鼠、ICR小鼠等。
科研实验中更为常用的是先天（或原发）性免疫缺陷小鼠，该类小鼠为遗传性缺陷病，可以导致对病原微生物的高度易感性。
我们可根据小鼠所缺失的免疫细胞种类不同进行分类，常用的品系归纳如下：1、SCID小鼠是有自发重症联合免疫缺陷突变的白化品系，该突变妨碍了T和B 细胞的发育和成熟。
但是SCID小鼠有正常的NK细胞，巨噬细胞和粒细胞。
它们的外观和正常小鼠一样。
SCID小鼠的T淋巴细胞与B淋巴细胞联合功能缺失，胸腺、脾、淋巴结的重量不及正常的30%，SCID小鼠在肿瘤学、免疫学、微生物学、生殖医学等领域研究中得到广泛应用，是PDX模型的良好宿主。
少数SCID小鼠，在青年期可出现一定程度的免疫功能恢复，此即为SCID小鼠的渗漏现象。
其渗漏现象不遗传，但与小鼠的年龄、品系、饲养环境有关。
SCID小鼠极易感染，在高度洁净的SPF环境下可存活1年以上。
2、NOD-SCID小鼠与普通SICD相比NK细胞活性低，具有更低的免疫恢复几率。
NOD-SCID小鼠是在SCID小鼠的基础上与非肥胖性糖尿病小鼠(NOD/Lt)品系回交的免疫缺陷鼠。
NOD-SCID小鼠既有先天免疫缺陷，又有T和B淋巴细胞缺乏，各种肿瘤细胞可以植入，且较少发生排斥反应及移植物抗宿主病(GVHD)。
NOD-SCID小鼠因易产生胸腺淋巴瘤，在特殊无菌環境的寿命仅8.5個月。
3、Nude小鼠无胸腺裸鼠，目前已成为医学生物学研究领域中不可缺少的实验动物模型。
免疫缺陷动物发展方向
免疫缺陷动物发展方向
1. 其中最受关注的便是NRG小鼠（Rag2，IL2rg双敲小鼠），普遍认为是当今免疫缺陷程度最高的动物模型。
将可诱导的uPA系统引入该品系，生产出URG小鼠，据研究人员表示，URG足以媲美FRG 小鼠，可以重建最高80%的人类肝脏组织，用来研究HBV和HCV感染，以及药物毒性和代谢过程。
大鼠具有更加明确的质量标准并可以提供足够的血液便于实验操作。
2. NRG与Fah-/-小鼠杂交获得的FRG小鼠成为了人源化肝脏研究领域最重要的模型，利用这个模型，使得我们研究得以研究肝脏纤维化疾病，肝脏代谢性疾病，药物代谢途径，肝脏肿瘤疾病，人类寄生虫（疟疾）和感染性疾病。
3. NOD-scid小鼠与IL2rg-/-杂交所得的品系NOG（NOD/Shi-scid,IL-2Rγnull）小鼠，与NOD/scid小鼠相比，NOG小鼠的人体细胞和组织移植存活率显著提高，同时能够植入更高比例的正常或癌变人类细胞和组织。
另外，NOG小鼠还能满足作为人类免疫系统模型的需求，植入人类造血干细胞后，NOG小鼠的外周淋巴组织可以产生人类T细胞。
免疫缺陷动物
实验动物研究中心 黄莉
内容：
1概念 2免疫缺陷动物的分类、特点及其应用 3人体肿瘤裸鼠移植瘤模型概述 4人体肿瘤裸鼠移植瘤模型的建立 5人体肿瘤免疫缺陷动物体内转移模型
的建立
2
1概念
免疫缺陷动物(Immunodeficiency animal): 由于先天性遗传突变或用人工的方法造成一种 或多种免疫系统组成成分缺陷的动物。
28.7±3.2
12
18.9±1.1 74.6±7.9 86.5±12.1
18
21.4±1.7 3.5±0.4
29.3±3.9
BALB/c
8
SCID
10
BALB/c
10
14
21.7±1.4 72.3±8.6 92.6±11.8
16
23.7±1.8 3.6±0.2
29.8±3.3
10
24.0±1.7 75.2±9.7 96.7±14.5
单核细胞
0～0.02 0～0.01 0.01～0.02 0～0.03 0～0.02 0.01～0.02 0～0.01 0～0.02
30
渗漏现象：少数SCID小鼠的免疫功能可出现极小程度 的恢复,把这种现象称为渗漏现象。
这种现象不遗传，但受品系，年龄和环境的影响。 有研究表明C3H-SCID小鼠的渗漏率低于CB17-SCID小 鼠。SPF环境下可存活1年，采用scid小鼠基因纯合子 (scid/scid)兄妹交配进行繁殖。
中性粒细胞 淋巴细胞
0.77～0.84 0.12～0.23
0.14～0.26 0.74～0.87 0.15～0.27 0.76～0.86 0.15～0.23 0.74～0.86 0.12～0.19
免疫缺陷动物模型
常，免疫球蛋白主要是IgM，只含少量IgG。6～8周龄以上的成年裸小
鼠较普通小鼠有较高水平的NK细胞活性，3～4周龄的幼龄裸小鼠则NK
细胞的活性相对低下；随着裸小鼠年龄增长或其他因素的影响（如微
生物感染），其体内正常T细胞免数疫会缺增加陷，NK细胞活性也会代偿性增高
。
动物分类
●应用领域
已广泛应用于肿瘤学、免疫学、微生物、遗传学联合、免寄疫生缺虫陷动、物临床医学
等专业领域。
CD-(ICR)裸鼠
NU/NU 裸鼠
一、T淋巴细胞功能缺陷动物
裸大鼠（Nude rat）是一种全身无毛、先天性胸腺发育不良及T淋巴 细胞功能免疫缺陷的动物，其基因符号为rnu，属染色体隐性遗传。 ●生物学特征 主要特征类似于裸小鼠，但其躯干部仍有稀少被毛，并非如裸小鼠那 样基本无毛，其头部及四肢毛更多。2～6周龄期间其皮肤上有棕色鳞 片状物，随鼠龄增长出现稀少被毛直至终身。 ●免疫学特征
免疫缺陷 动物分类
NK细胞缺陷动物
Beige小鼠
联合免疫缺陷动物
SCID小鼠、NOD-SCID小 鼠、BNX小鼠
BALB/c(nu/nu) (T cell-)
Nud rat (T cell-)
免疫缺陷动物
BNX (T/B/NK cell-)
SCID (T/B cell-)
NOD/SCID (T/B/NK cell-)
XID（X-linked immunodeficiency）小鼠为B淋巴细胞功能缺陷疾病
模型，临床常表现为免疫球蛋白缺失，但细胞免疫正常。来源于
CBA/N小鼠，为X-染色体隐性遗传，其突变基因位于Pgk-1与Plp基因
之间，基因符号为xid。该基因使小鼠脾脏B淋巴细胞数目减少并有缺
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
缺陷的 Beigenude-xid
小鼠
利用 基因 编辑
技 术， 用人 类正 常或 突变 基因 置换 小鼠 同类 基因
1、去 除小鼠 免疫细
胞 2、破 坏造血 细胞： X 射线 辐照， 杀死小 鼠自身 大部分 骨髓造 血干细 胞（辐 照前后 给一个 周期抗 生素， 避免感 染死 亡） 3、回 输人类 造血干 细胞
BRG （BALB/c-
Rag2-/IL2rg-/-）
小鼠
CBA/N Beige 小鼠
（XID）小鼠
BNX 小鼠
基因 人源 化小
鼠
细胞人 源化小
鼠
CB17 近交系小鼠（通
过连续的回交把来自
C57BL/6 小鼠所携带
的 Ighb 亚型等位基因
C57BL/6 自发突变
来
导入 BALB/c 小鼠， Swiss 封闭群
免疫缺陷动物模型总结 南方医 13 级张念泽整理，致洪畅泽
裸小鼠（Nude mice）
CB17-SCID（Severe Combined
ImmunoDeficient Mice）小鼠
NOD（Non Obese
Diabetes）小 鼠
NOD-SCID（NonObese Diabetic and Severe Combined ImmunoDeficiency
缺乏 T 细胞和 B 细 胞，同时具备固有免 疫缺陷（NK 细胞活性 低），无循环补体、巨 噬细胞和抗原呈递细
胞功能损害
T 细胞和 B 细胞 发育和功能严重 受损，且 NK 细 胞发育被完全阻
断
缺乏 NK 细 胞且 T、B 淋巴 细胞 减少
T 细胞和 B 细胞的 缺乏
T、B 细 胞和 NK 细胞功能 性缺失， 补体活性 减少， 巨噬细胞 和树突状 细胞功能
源
CB-17 小鼠与 BALB/c
小鼠
小鼠唯一的不同就是
Igh 这个位点，前者为
Ighb/Ighb，而后者为
Igha/Igha）
16 号染色体 Prkdc
基
（Protein Kinase,
因
Foxn1
DNA-Activated,
缺
Catalytic Subunit）基
陷
因隐性突变
SCID 突变小鼠和 NOD 小鼠杂交
突变
Rag 基因 在 NOD 小鼠中抵 抗糖尿病 的发生
BALB/c 背 景的小鼠中 引入 Rag1/-或 Rag2/-突变以及 IL-2Rγ 缺失
Btk 基因突变 X 连锁免疫
缺陷
影响前 B 细 胞的分化成 熟，使 B 细
胞功能缺 陷，导致对 胸腺非依赖 性 II 型抗原 无法作出抗 体应答。血 清中 IgM 和 IgG 含量降 低，对 B 细 胞分裂素缺 乏反应，分 泌 IgM 和 IgG 亚类的 B 细胞数量减
C57BL/6 经射线辐射 小鼠后代中 的变异动物
13 号常染 色体 Beige 基因隐性突
变
严重缺乏 NK 细胞， 以及对同 种、异种肿 瘤细胞的细 胞毒性 T 细 胞和抗体应 答减弱。欠 缺巨噬细胞 的抗肿瘤活 性、杀伤细
胞活性
将分布于 3 种小鼠的 3 个隐性突变 基因即 NK 细胞缺陷的 Beige 基 因、T 细胞 缺陷的 nu 基因以及 B 细胞缺陷的 xid 基因经 过杂交、筛 选并导入，
的先天免疫③随年龄
与
瘤（主要在胸腺）发病
增长出现 T 细胞渗漏
限
率在 15℅左右③免疫
④雌性裸鼠的繁殖能
制
渗漏高达 90%④对辐
力很差，只有 2.5 月
照敏感不超过 400cGy
龄到 4 月龄的雌鼠才
有生育能力
肿瘤植入和移植的区别
问
（植入效率较裸鼠更
题
高，移植效率并没有预
期的高）
抗原递呈细胞 免疫调节功能 缺陷，T 淋巴 细胞库的调节 缺陷，NK 细 胞功能缺陷， 巨噬细胞产生 的细胞因子缺 陷和伤口愈合 不良及缺乏溶 血补体 C5 等
胸腺和外周淋巴组织严
免 缺乏功能性胸腺和 T
重萎缩，缺乏功能性 T
疫
淋巴细胞
和 B 淋巴细胞，无法介
缺 （CD4+/CD8+T 细
导细胞和体液免疫
陷 胞无法分化成熟）
①仍具有 B 细胞和
NK 细胞（活性增
①残存有 NK 细胞、补
强），不适合作为血
不
体及髓系细胞的正常免
源性癌症宿主②完整
足
疫②自发性 T 细胞淋巴
的发育至关重 要，该基因突变 使 NK 细胞完全
失活
IL2Rγ 与 Jak3 激酶 相互 作用 进行 信号 转导
Rag1 或 Rag2
TCR 和免疫球蛋白 V（D）J 重组所必
需
NODSCID 小
鼠与 IL2rg-/小鼠交配 繁育产生
缺失 IL2Rγ胞内 结构域
完全缺失 IL-2Rγ
Rag1 基 因缺失代 替 SCID
紊乱
自发胸腺淋巴瘤 Nod-SCID 小鼠的寿 命大约只有 8-9 个月
保留了较高水平的 NK 细胞，在一定程
度上也限制了人 HSC 细胞的移植。
少，其 T 细 胞功能正常
T、B 细胞 缺失和 NK 细胞无活性
mice）小鼠
IL2Rγc-/(InterLeukin 2
Receptor γ Chain)小鼠
Jak3/-小鼠
RAG-/（Recombination Activating Gene）
小鼠
G （NOD-
SCID IL2Rγc/-）小鼠
NSG （NOD-
SCID IL2Rγc/-）小鼠
NRG （NODRag1-/IL2Rγc/-）小鼠
因 系统观察荧光标 能正常连接，重排后抗
功 记），T 细胞缺失 原受体基因出现缺失和
能
异常，进而造成 T、B
细胞自身不能分化成特
异性功能淋巴细胞
SCID 突变在 NOD 小 鼠中抵抗糖尿病的发
生
编码具有重要免 疫功能细胞因子
的共同受体亚 基，能编码重要 的信号通路组成 因子,对于淋巴 细胞和 NK 细胞
16 号染色体 Prkdc （Protein Kinase, DNA-Activated, Catalytic Subunit）
基因隐性突变
IL-2Rγc （CD132）
Jak3
控制淋巴细胞抗原受体
缺
基因 VDJ 编码顺序的
陷 无胸腺，无毛（无需 重组酶活性异常，使
基 剃毛，易于通过成像 VDJ 区域重排，裂端不