huHSC-NCG-hIL15 免疫缺陷小鼠模型 人源化 k

huHSC-NCG-hIL15

品系名称：huCD34+HSC-NOD/ShiLtJGpt-Prkdc^em26Cd52Il2rg^em26Cd22Il15^{em1Cin(hIL15)}/Gpt

品系简称：huHSC-NCG-hIL15

品系类型：免疫重建

品系编号：T038070

品系背景：NOD/ShiLtJGpt

一、品系描述

HSC(hematopoietic stemcell，造血干细胞)免疫重建小鼠是将重度免疫缺陷小鼠（T、B、NK细胞缺失，如NCG小鼠）经过亚致死性辐照，通过尾静脉或腹腔注射等方式移植人脐带血、骨髓或胎肝来源的HSC，使其发育成T、B、髓系细胞、NK细胞等多种人源免疫细胞的模型^[1]。这些免疫细胞通过与肿瘤组织相互作用，可初步模拟临床患者体内免疫状态和肿瘤微环境^[2,3]，该模型存活周期长，免疫重建体系稳定，可用于长期体内实验，是临床前药物评价的理想模型。

集萃药康自主品系的NCG-hIL15小鼠，通过基因编辑技术在NOD/ShiLtJGpt小鼠上敲除Prkdc及Il2rg基因制作的高度免疫缺陷模型NCG的基础上进行人源化IL15基因的敲入，获得自主产权品系NCG-hIL15，该小鼠可支持人源NK细胞的定植及活性。IL15（白细胞介素-15）是一种多效性细胞因子，由活化的单核－巨噬细胞、表皮细胞和成纤维细胞等多种细胞产生，发挥类似IL2的生物学活性，具有激活T细胞、B细胞和NK细胞，并可介导这些细胞的增殖和存活功能^[4,5]。集萃药康通过将人HSC注射到NCG-hIL15小鼠体内构建了huHSC-NCG-hIL15免疫系统人源化小鼠。同时，huHSC-NCG-hIL15小鼠结合CDX或PDX建模，可用于研究人类免疫系统环境下肿瘤的生长，评价抗肿瘤治疗方案，尤其是助力基于免疫治疗的抗肿瘤新药研发。

二、造模流程

NCG-hIL15小鼠移植CD34+HSC后，相对于huPBMC重建速度慢，GvHD发生延迟，生存周期超过18周，延长了给药窗口期。huHSC-NCG小鼠的免疫重建效率高，主要重建T细胞和大量未成熟的B细胞，以及少量NK细胞和巨噬细胞等，可用于肿瘤免疫治疗药物的评价。

图1huHSC- NCG-hIL15重建过程

三、应用领域

1.用于人源细胞、组织移植；

2.接种人源肿瘤用于筛选相关药物；

3.用于人类造血系统和免疫系统研究。

四、验证数据

1、NCG-hIL15小鼠人源IL15mRNA表达水平验证

图2对比NCG-hIL15小鼠人源IL15和NCG小鼠鼠源IL15mRNA表达水平

通过Q-PCR检测发现NCG-hIL15人源化小鼠中人源IL15组织表达特异性与NCG背景鼠中鼠源IL15表达特异性一致。

2. NCG-hIL15小鼠外周血中人源IL15表达水平

图3NCG和NCG-hIL15小鼠外周血中人源IL15的含量比较

通过ELISA检测发现NCG小鼠外周血血浆中未检测到人源IL15，而NCG-hIL15人源化小鼠的杂合子及纯合子中均能检测到人源IL15的表达，且纯合子表达水平高于杂合子。

2. HuHSC-NCG-hIL15小鼠生存率和体重变化

图4人源HSC重建后NCG及NCG-hIL15小鼠生存率和体重变化情况

免疫重建过程中huHSC-NCG及huHSC-NCG-hIL15小鼠体重呈上升趋势。

2. huHSC-NCG及huHSC-NCG-hIL15小鼠外周血免疫重建

图5huHSC-NCG及huHSC-NCG-hIL15小鼠外周血中各细胞组份的重建情况

于7、9、11、13周收集huHSC-NCG及huHSC-NCG-hIL15小鼠外周血，采用流式细胞技术检测huHSC-NCG小鼠及huHSC-NCG-hIL15小鼠人源化进程。检测指标为hCD45，hCD3，hCD19，hCD4，hCD8，hCD56。随着免疫重建进程，5周左右huHSC-NCG-hIL15小鼠外周血中hCD45+白细胞水平在已达20%以上，其中hCD3+T细胞水平逐渐增加，且分化出hCD4+T及hCD8+T细胞亚群。与huHSC-NCG小鼠相比，CD56+NK细胞重建水平明显升高。

 

5、huHSC-NCG及huHSC-NCG-hIL15小鼠外周血中NK细胞功能蛋白检测

图6huHSC-NCG及huHSC-NCG-hIL15小鼠外周血中重建人源NK细胞功能性蛋白检测

于13周（W13）收集huHSC-NCG及huHSC-NCG-hIL15小鼠外周血，采用流式细胞技术检测huHSC-NCG小鼠及huHSC-NCG-hIL15小鼠外周血中重建的人源NK细胞功能基因表达情况。检测指标为CD56、CD16、KIR2DL、NKG2D。与huHSC-NCG相比，huHSC-NCG-hIL15小鼠人源NK细胞重建水平显著升高，且可以表达KIR2DL、NKG2D功能性蛋白。

6、NK细胞功能性数据验证

图7NCG-hIL15小鼠中移植人源造血干细胞HSC重建NK细胞杀伤及ADCC作用

随着效靶比的增加（NK：K562=2:1，5:1，10:1），NCG-hIL15人源化小鼠重建NK细胞对于人慢性髓系白血病细胞K562的杀伤率也随之增加（左图）。随着效靶比的增加（NK：Raji=2:1，5:1），NCG-hIL15人源化小鼠重建NK细胞对于Raji细胞的杀伤率也随之增加（右图）。加入0μg/mL及10μg/mL的Rituximab（靶向CD20抗体，主要通过抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用ADCC杀伤CD20+肿瘤细胞），Rituximab抗体通过NK细胞介导的ADCC作用，对Raji细胞的杀伤作用进一步增强。

图8基于huHSC-NCG-hIL15小鼠体内用药试验

将对数生长期人淋巴瘤细胞Raji细胞接种到huHSC-NCG-hIL15小鼠皮下，待肿瘤生长至平均体积约40-50mm3时，随机分为PBS组，Rituximab给药组及Blincyto（靶向CD3及CD19的双特异性抗体，主要通过介导CD3+T细胞杀伤CD19+肿瘤细胞）给药组，并使用相应的药物进行治疗。

结果显示：Rituximab组（TGI=48.95%）及Blincyto组（TGI=59.67%）对huHSC-NCG-hIL15的Raji细胞荷瘤鼠上肿瘤生长有显著的抑制作用。

结果证明：移植人源造血干细胞HSC的NCG-hIL15小鼠结合人来源的肿瘤构建的动物模型可以用于评价借助T细胞及NK细胞发挥抗肿瘤作用的肿瘤免疫治疗相关药效评估。

五、饲喂条件

温度	21-26 ℃
湿度	40-70%
光照	8:00 am - 20:00 pm光照，20:00 pm – 8:00 am（次日）黑暗
笼具尺寸 （长宽高）	艾可林（300mm×190mm×135mm）
垫料	玉米芯
饲料	自由取食。采用标准SPF级辐照实验鼠转基因饲料，购于江苏协同医药生物有限责任公司。每批饲料由生产单位提供饲料质量合格证，每年提供第三方的检测报告；检测标准参照国家标准GB 14924.3-2010 《实验动物配合饲料营养成分》和GB14924.2-2001《实验动物配合饲料通用卫生标准》
饮水	自由饮水。饮用水外观和细菌指标每月检测一次，在本公司内检测，每年提供本区自来水公司检测报告，参照国家标准GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》
动物标记	耳号
换笼频率	1次/周
动物适应饲养时间	3天及以上

六、相关产品与服务

相关服务	成瘤性测试 肿瘤免疫药物筛选评价 荷瘤鼠
服务优势	支持IND申报 自主产权品系 完善的服务体系 AAALAC认证的动物设施

参考文献

1. Shultz, L.D., et al., Human Lymphoid and Myeloid Cell Development in NOD/LtSz-scid IL2R null Mice Engrafted with Mobilized Human Hemopoietic Stem Cells. The Journal of Immunology, 2005. 174(10): p. 6477-6489.

2. Seitz, Establishment of a rhabdomyosarcoma xenograft model in human-adapted mice. Oncology Reports, 2010.

3. Wege, A.K., et al., Humanized tumor mice--a new model to study and manipulate the immune response in advanced cancer therapy. Int J Cancer, 2011. 129(9): p. 2194-206.

4. Ali, A. K., Nandagopal, N. & Lee, S. H. (2015). “IL-15-PI3K-AKT-mTOR: A Critical Pathway in the Life Journey of Natural Killer Cells”. Frontiers in immunology. 6, 355.

5. Fehniger, T. A. et al. (2001). “ Fatal leukemia in interleukin 15 transgenic mice follows early expansions in natural killer and memory phenotype CD8+ T cells”. The Journal of experimental medicine. 193,219-231.