如何选用免疫缺陷小鼠，这篇文章告诉你诀窍
生物学霸
免疫缺陷鼠众多，重度免疫缺陷鼠凭借无 T、B、NK 细胞更适合肿瘤造模和免疫重建等实验优势，早已在科学家的实验室中崭露头角，各大期刊也不乏它的身影，我们先来看看重度免疫缺陷 B-NDG 小鼠的过往战绩。
表 1. B-NDG 小鼠近年发表文章部分列表
来源：谷歌学术
看着这些高分文章，你是否心动了？使用 B-NDG 小鼠完成你精心设计的实验，获得可靠数据登上高质量文章高峰？心动不如行动，今天就先带你了解下 B-NDG 及其二代小鼠是如何完美解锁免疫重建、PDX 建模、TCR-T 药效评估等实验的？
B-NDG 在人免疫系统重建中的应用
在小鼠中重建人类免疫系统（Humanized Immune System，HIS）通常通过三种方法实现：
1. 将人的外周血单个核细胞（PBMC）直接注射到重度免疫缺陷小鼠里进行免疫重建，即 PBL（Peripheral Blood Lymphocyte）-HIS 模型；
2. 单独接种人的 CD34+ 造血干细胞到经过辐照的重度免疫缺陷小鼠里进行免疫重建，即 CD34+ HSC（Hematopoietic Stem cells）-HIS 模型；
3. 移植胎儿胸腺和胎肝到经过辐照的重度免疫缺陷小鼠肾包膜下，同时接种人的骨髓造血干细胞进行免疫重建，即 BLT（Bone marrow–Liver–Thymus）-HIS 模型。BLT-HIS 模型受限于材料来源和伦理，目前多应用于基础科研。
图 1：三种方式免疫重建小鼠[1]
B-NDG 小鼠（NOD.CB17-PrkdcscidIl2rgtm1/Bcgen）在 NOD-scid 遗传背景敲除了 IL2rg 基因，缺乏成熟 T、B 和 NK 细胞，是目前国际公认的免疫缺陷程度高的实验小鼠，非常适合人源细胞或组织移植，已经成功用于制备 CDX、PDX、人 PBMC 和 人 CD34+ HSC 免疫重建等模型，广泛应用在抗体药物或细胞治疗临床前评价中。使用 B-NDG 小鼠进行免疫重建和肿瘤造模后给药验证药效，实验结果如下：
图 2：（A）B-NDG 小鼠 T 细胞、B 细胞和 NK 细胞缺失；（B）B-NDG 小鼠 PBMC 重建模型验证 CD3/Claudin18.2 双抗药效；（C）B-NDG 小鼠 CD34+HSC 重建模型验证 PD-1 抗体药效[2]
但使用 B-NDG 小鼠进行 PBMC 和 CD34+ HSC 免疫重建时也面临着一些问题，如 PBMC 重建后 T 细胞对小鼠本身造成攻击导致严重的 xeno-GvHD 反应，CD34+ HSC 重建后 NK 细胞和髓系细胞重建比例不足。鉴于此，科学家们在 B-NDG 小鼠基础上开发了多种二代小鼠，以满足特定细胞功能研究和相应靶点药物评价。
表 2. B-NDG 系列鼠列表
来源：百奥动物官网[3]
下面，我们以 B-NDG B2m KO plus 小鼠和 B-NDG hIL-15 小鼠为例，看看实验数据如何？
B-NDG B2m KO plus 小鼠，延长实验窗口期
在敲除 B2m 基因的同时表达了融合在 FcRn 基因中的 B2m 基因，这种小鼠结合了 B-NDG 小鼠背景，且同时存在 MHC I 类缺失。与野生型小鼠相比，IgG 药物在这种小鼠体内没有表现出代谢差异，有效减缓 GVHD 反应并延长药效实验的窗口期。
图 3：B-NDG 与 B-NDG B2m KO plus 的 GvHD 模型[4]
在人 PBMC 诱导的 GvHD 模型中，与 B-NDG 小鼠相比，B-NDG B2m KO plus 小鼠显著延长了生存期，同时可延迟 GvHD 的发生并降低其严重程度。
B-NDG hIL-15 小鼠 CD34+HSC 重建优质模型
图 4：B-NDG hIL15 免疫系统人源化后各类免疫细胞统计[5]
（A）重建后各免疫细胞的比例；（B）重建后各免疫细胞的绝对数量。
将造血干细胞通过颞静脉注射至辐照后的纯合 B-NDG hIL15 新生鼠。在不同时间点通过内眦采血进行流式分析，成功在 B-NDG hIL15 小鼠实现了免疫系统的人源化，并且重建后的 T 细胞和 NK 细胞可以共存，能够满足药效实验需要。
B-NDG hIL-15 小鼠，促进 NK 细胞分化
如图 5 可见，从人 PBMC 中纯化 NK 细胞，将其静脉注射到纯合 B-NDG hIL15 和 B-NDG 小鼠中，分析移植人 NK 细胞后的小鼠外周 NK 细胞的数量和比例。与 B-NDG 相比，B-NDG hIL15 显示更高的人 NK 细胞百分比，并且在注射后 6 周仍然维持较高水平重建。
图 5：植入人外周血中 NK 细胞后 B-NDG hIL-15 小鼠中重建 NK 细胞的数量和比例[5]
B-NDG 小鼠在 PDX 中的应用
2022 年 Cancer Letters 中使用 B-NDG 小鼠胰腺癌 PDX 模型，证明了 HOXB9 通过上调 RBL2 和抑制 c-Myc 阻断 G0/G1 期的细胞周期进程，DNMT1 使得 HOXB9 甲基化并下调其表达。
图 6：Cancer Lett.2022;533:215595[6]
作者首先通过对 150 个胰腺癌样本分析，发现 HOXB9 表达较高的胰腺癌患者预后较好，然后在细胞系和 PDX 模型中均发现过表达 HOXB9 可以抑制胰腺癌细胞增殖。如下图（图 7）所示，该研究发现了细胞周期和胰腺癌细胞增殖方面一种新的 DNMT1/HOXB9/RBL2/c-Myc 通路调控机制，为胰腺癌预后和治疗提供了新的治疗思路[6]。
图 7：HOXB9 抑制小鼠体内胰腺肿瘤生长[6]
B-NDG 小鼠在 TCR-T 细胞治疗中的应用
2021 年 11 月份发表在 Molecular cancer therapeutics 中的一篇文章，SAGE1 是一种在 50% 非小细胞肺癌患者中表达的抗原，在 HLA-undefined24:02（HLA-A24）型的人会将 SAGE1 epitope（SAGE1597-606, VFSTAPPAFI）呈递出来被 T 细胞识别，使用高亲和力 HLA-undefined24:02 限制型的 TCR-T 细胞在体内外均展示了较高的抗肿瘤效果[7]。
图 8：BIOMICE[5]
如下图（图 9）所示改造后的 VF3-T 细胞体内抗肿瘤作用，1×107 的肺癌细胞系 95D 注射到 B-NDG 小鼠皮下右侧， 移植 7 天后，尾静脉注射 TCR-T 细胞，随后连续 5 天每天腹腔注射 50,000 IU 的 IL2，发现改造后的 TCR-T 细胞明细抑制了肿瘤细胞增长，而且浸润到肿瘤细胞周围，证明了高亲和力的 TCR-T 细胞治疗产品对肿瘤的抑制作用[7]。
图 9：改造后的 VF3-T 细胞体内抗肿瘤作用[7]
