成年K18-hACE2小鼠适用于研究鼻内SARS-CoV-2感染,但不适用于直接接触传播

Adult K18-hACE2 mice are suitable for studying intranasal SARS-CoV-2 infection but not direct-contact transmission.

作者信息Jiseon Kim, Sung-Hee Kim, Donghun Jeon, Haengdueng Jeong, Chanyang Uhm, Heeju Oh, Kyungrae Cho, Yejin Cho, Sumin Hur, In Ho Park, Jooyeon Oh, Jeong Jin Kim, Jun-Young Seo, Jeon-Soo Shin, Je Kyung Seong, Ki Taek Nam
PMID41114512
发布时间2025-12
DOI10.1128/spectrum.03413-24

实验完整度

包含体外细胞培养病毒、小鼠体内感染、病理学、免疫组化、病毒载量检测及中和抗体检测等实验,但未对接触传播机制进行深入验证。

主要模型

C57BL/6背景K18-hACE2小鼠 FVB/NJ背景K18-hACE2小鼠 丝裂霉素C诱导免疫缺陷的FVB/NJ背景K18-hACE2小鼠

重点核对

使用1×10^5 PFU SARS-CoV-2鼻内感染供体小鼠 共饲养48小时,在供体感染后2天或6天开始接触 在接触后2、7、14天处死小鼠进行检测 免疫缺陷通过腹腔注射丝裂霉素C诱导(0.02 mg/只/天,3天后0.001 mg/只/天)

摘要

自2019年以来,严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2)的全球快速传播强调了解其传播途径的必要性,其主要传播途径包括空气传播和接触传播。接触传播(病毒通过直接或间接接触传播)是疾病流行病学的关键。因此,在动物模型中研究接触传播对于了解SARS-CoV-2的行为和制定有效的预防措施至关重要。尽管雪貂、猫和仓鼠已被确立为研究接触传播的模型,但小鼠(最常用的实验动物模型)对SARS-CoV-2接触感染的易感性仍不确定。在本研究中,我们调查了SARS-CoV-2是否能够通过接触传播在具有不同遗传背景的成年K18-hACE2小鼠中传播,包括经丝裂霉素C诱导免疫缺陷的小鼠。我们通过将鼻内感染韩国分离的SARS-CoV-2 S型毒株的K18-hACE2小鼠与未感染的成年K18-hACE2小鼠共同饲养,进行了接触传播实验。具有不同遗传背景并经历接触感染的小鼠在呼吸系统和肺外器官中未表现出临床症状或组织病理学变化。此外,在任何测试样本中均未检测到SARS-CoV-2或中和抗体。它们的免疫反应保持不变,即使在免疫缺陷小鼠中,也未观察到接触传播。总之,这些发现表明成年K18-hACE2小鼠对SARS-CoV-2的接触感染不易感,突出了免疫机制在病毒传播中的作用以及该模型在研究人类传播途径方面的局限性。我们的结果强调了利用适当的动物模型来准确阐明传播动态的重要性。

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
评估成年K18-hACE2小鼠是否能够通过接触传播感染SARS-CoV-2,并探讨免疫状态和遗传背景的影响。
核心机制
成年K18-hACE2小鼠对SARS-CoV-2接触传播不易感,可能与其hACE2表达模式导致上呼吸道病毒复制水平低、传播窗口受限有关,但具体机制未被明确指出。
主要证据
通过共饲养实验,检测了临床症状、病毒载量、中和抗体、组织病理学和免疫细胞浸润,均未在接触鼠中检测到感染迹象,即使在免疫缺陷小鼠中也是如此。
研究意义
研究结果强调选择合适的动物模型对于准确研究病毒传播动态的重要性,并指出K18-hACE2小鼠模型在研究接触传播方面存在局限性。

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。

1

建立SARS-CoV-2感染模型

确认K18-hACE2小鼠对鼻内SARS-CoV-2感染的易感性和病理特征,作为接触传播实验的供体。

向K18-hACE2小鼠鼻内接种1×10^5 PFU SARS-CoV-2,观察临床症状、存活率、肺部病理和病毒载量。

2

接触传播实验

评估未感染小鼠与感染小鼠共同饲养后是否发生接触传播。

将未感染的K18-hACE2小鼠与鼻内感染SARS-CoV-2的供体小鼠(感染后2天或6天)共同饲养48小时,然后分开,并在接触后2、7、14天对接触鼠进行综合检测。

3

免疫缺陷条件下的接触传播实验

测试免疫抑制是否会增加接触传播的风险。

用丝裂霉素C处理FVB/NJ背景K18-hACE2小鼠诱导免疫缺陷,然后与感染供体共饲养,检测病毒和免疫应答。

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。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
Vero细胞Korean Cell Line BankKCLB 10081
杜氏改良Eagle培养基----
SeaPlaque琼脂糖Lonza--
Zoletil-隆朋混合剂----
10%中性缓冲福尔马林SigmaF5554
切片机Leica--
迈耶氏苏木素Agilent3309
曙红YSigmaF5554
封片剂Thermo Scientific6769007
光学显微镜OlympusBX43
抗原修复液AgilentS1699
蛋白封闭液AgilentX0909
小鼠免疫组织化学试剂盒Vector LaboratoriesBMK-2202
抗SARS-CoV-2核衣壳蛋白抗体Sino Biological40143-MM08
抗F4/80抗体Cell Signaling Technology70076
抗CD3b抗体Abcamab5690
抗PTPRC抗体Abcamab64100
抗中性粒细胞抗体Abcamab2557
辣根过氧化物酶标记二抗AgilentK4001
生物素化抗大鼠IgGVector--
亲和素-生物素复合物试剂Vector--
DAB显色液AgilentK3468
RNAscope 2.5 HD Red检测Advanced Cell Diagnostics--
扩增试剂ACD322360
血液分析仪Mindray GlobalBC-5000
植入式可编程温度应答器Bio Medic Data SystemsIP55-300

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
病毒培养和滴定
Vero细胞系来源(KCLB 10081)和培养条件;SARS-CoV-2毒株(NCCP 43326,S型)和滴度测定方法
阅读提示:Materials and Methods - Virus
动物模型
K18-hACE2小鼠的遗传背景(C57BL/6或FVB/NJ)和来源;小鼠年龄(9周龄)和性别(雄性)
阅读提示:Materials and Methods - Animals
感染和接触
鼻内感染剂量(1×10^5 PFU)和接种途径;共饲养开始时间(供体感染后2或6天)和持续时间(48小时);接触鼠的处死时间点(2,7,14天)
阅读提示:Materials and Methods - Contact-transmission model
免疫抑制
丝裂霉素C剂量(0.02 mg/只/天,随后0.001 mg/只/天)和给药方式(腹腔注射)及持续时间
阅读提示:Materials and Methods - MMC treatment
病毒检测
空斑实验和RT-qPCR的检测方法和阈值(Ct值)
阅读提示:Materials and Methods - Virus; Figure S5