人源化小鼠建立
建立具有人类免疫系统的小鼠模型，以支持人类免疫细胞与肿瘤的相互作用。
对NSG-SGM3和NOG-EXL新生小鼠进行90 cGy照射或对成年NOG-EXL小鼠进行busulfan处理，然后静脉注射人脐血来源的CD34+ HSPCs，重建人类免疫系统。
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探索人源化小鼠模型中胶质母细胞瘤的免疫环境
Exploring the immune environment of glioblastoma in humanized mouse models
实验完整度
高包含体内人源化小鼠肿瘤模型、体外细胞实验（增殖、放射抵抗）、免疫组织化学、光谱流式细胞术及单细胞RNA测序等多层次验证，并进行功能验证和机制分析。
主要模型
NSG-SGM3人源化小鼠 NOG-EXL人源化小鼠 JX39P-RT胶质母细胞瘤PDX JX14P-RT胶质母细胞瘤PDX
重点核对
验证人源化小鼠中人类免疫细胞的重建效率（CD45+比例） 验证肿瘤生长和转移特性（颅内、脊髓） 验证肿瘤免疫微环境特征（Tregs、MDSCs等） 验证肿瘤细胞亚群变化（NPC样细胞比例增加）
摘要
背景：胶质母细胞瘤（GBM）是成人中最致命的原发性脑肿瘤，目前的疗法未能显著延长生存期。现有的动物GBM肿瘤模型，尤其是具有人肿瘤和人类免疫细胞相互作用的治疗抵抗性和复发性模型，非常有限，阻碍了创新治疗研究。为解决这一关键障碍，我们在人源化小鼠中建立了使用患者来源异种移植瘤（PDX）的独特GBM小鼠模型。方法：我们选择了两种表达关键人细胞因子的免疫缺陷小鼠模型，这些细胞因子对于骨髓谱系细胞的适当重建是必需的。在骨髓消融后，小鼠接受来自人脐带血的CD34+造血干祖细胞进行人源化。在确认人血细胞重建后，将放射抵抗性PDX移植到小鼠体内。通过光谱流式细胞术、免疫组织化学和单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析肿瘤特征和免疫细胞浸润。结果与复发性人GBM患者的scRNA-seq数据进行了基准比较。结果：包括T细胞、自然杀伤细胞和骨髓谱系细胞在内的多种人免疫细胞浸润了人源化小鼠中的PDX肿瘤。值得注意的是，这些免疫细胞中的基因表达谱与复发性人GBM相似。与传统异种移植模型不同，该模型突出了增强的肿瘤多样性，特别是神经祖细胞样细胞的高比例。结论：我们的人源化GBM小鼠模型表现出与人复发性GBM相似的免疫细胞特征。该模型是分析肿瘤免疫环境和评估新疗法（特别是免疫疗法）的宝贵资源。关键词：胶质母细胞瘤，人源化小鼠，单细胞RNA测序，免疫微环境，肿瘤异质性
实验结论
提炼研究问题、关键发现与证据，快速把握文章的核心贡献。
- 研究问题
- 人源化小鼠模型能否模拟复发性胶质母细胞瘤的免疫微环境和肿瘤异质性？
- 核心机制
- 人源化小鼠中人类免疫细胞浸润肿瘤，形成免疫抑制微环境，促进肿瘤干细胞样NPC细胞富集，增强肿瘤异质性。
- 主要证据
- 通过单细胞RNA测序、光谱流式细胞术和免疫组化，发现Tregs、耗竭T细胞、MDSCs和M2型巨噬细胞浸润，且PDX肿瘤中NPC样细胞比例显著增加，这些特征与人类复发性GBM转录组相似。
- 研究意义
- 该模型为研究免疫-肿瘤相互作用和评估免疫疗法提供了宝贵资源，可能有助于开发针对复发性GBM的新疗法。
研究路径
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
肿瘤原位移植
将放射抵抗的GBM PDX肿瘤细胞移植到人源化小鼠脑内，建立肿瘤模型。
将JX39P-RT或JX14P-RT细胞原位注射到小鼠右前脑，观察肿瘤生长和脊髓转移。
免疫细胞浸润分析
分析肿瘤微环境中人类免疫细胞的组成和状态。
通过光谱流式细胞术和单细胞RNA测序分析肿瘤和血液中的人类免疫细胞，包括T细胞、NK细胞、髓系细胞等。
T细胞亚群表征
鉴定肿瘤浸润T细胞亚群及其免疫抑制特征。
对CD3+ T细胞进行单细胞转录组分析，鉴定Treg、耗竭CD8+ T细胞等亚群，并分析其基因表达特征。
髓系细胞分析
鉴定肿瘤微环境中的髓系抑制细胞和巨噬细胞亚群。
对髓系细胞进行单细胞转录组分析，鉴定MDSC和巨噬细胞亚群，并评估其免疫抑制状态。
肿瘤细胞异质性分析
比较人源化小鼠和免疫缺陷小鼠中PDX肿瘤的细胞亚群和异质性。
对EGFP标记的肿瘤细胞进行单细胞RNA测序，分析细胞状态（NPC、OPC、AC、MES），计算肿瘤异质性指数（Shannon指数）和干性相关评分。
NPC样细胞功能验证
验证NPC样细胞的干性和放射抵抗性。
从人源化小鼠肿瘤中分选CD24+细胞，进行增殖实验和放射治疗实验（3 Gy），比较其增殖速率和放射抵抗性。
研究方法
按研究目的归类文中使用的方法，便于定位所需技术。
产品清单
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 人源化建模 | NSG-SGM3小鼠 | Jackson Laboratory | -- |
| NOG-EXL小鼠 | Taconic Biosciences | -- | |
| 白消安 | -- | -- | |
| 细胞分选 | AutoMACS缓冲液 | Miltenyi Biotec | -- |
| 单细胞测序 | Chromium单细胞3’试剂盒 | 10x Genomics | -- |
关键环节
汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。
| 环节 | 核对要点 |
|---|---|
| 小鼠人源化 | 小鼠品系（NSG-SGM3/NOG-EXL）；新生小鼠照射剂量（90 cGy）或成年NOG-EXL小鼠白消安剂量（35 mg/kg）；人CD34+细胞剂量（0.1×10^6细胞/小鼠）和注射途径（静脉）；外周血人CD45+比例（NSG-SGM3: 63.9%，NOG-EXL: 66.1%） 阅读提示：Materials and Methods, Mouse humanization部分 |
| 肿瘤移植 | 肿瘤细胞系（JX39P-RT、JX14P-RT）及其放射抵抗特性；移植细胞数量（如JX39P-RT为4×10^5）；移植途径（颅内注射） 阅读提示：Results部分，图1D和图S4 |
| 免疫细胞分析 | 光谱流式细胞术抗体面板（pan-immune, myeloid等）；样本来源（肿瘤与外周血）；单细胞RNA-seq文库制备试剂盒和测序平台 阅读提示：Materials and Methods, Spectral flow cytometry和Single-cell RNA Sequencing部分；或图2、图3、图4图注 |
| 肿瘤细胞异质性分析 | EGFP标记的肿瘤细胞；单细胞转录组数据的细胞分群和状态定义（Neftel方法）；肿瘤异质性计算（Shannon指数） 阅读提示：Results部分，图6及其图注 |
| NPC样细胞验证 | CD24+细胞分选；增殖实验方法；放射剂量（3 Gy）；评估指标（增殖速率和放射存活分数） 阅读提示：Results部分，图S21及其图注 |