CD34+ HSC人类免疫系统重建好帮手
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 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。
图1. 三种方式免疫重建小鼠 [ 1]
BLT-HIS模型虽然重建效果较好，但材料来源受伦理限制，很难批量制备，适合于科学研究，却不适合于药物研发所要求的大批量、稳定和可重复要求。PBL-HIS模型只能重建人的T细胞，因此只能用于评价针对T细胞功能的药物。
CD34 + HSC免疫重建能在一定程度上克服PBL-HIS模型的缺点，该方法能够实现功能性多系造血细胞的长期移植。HSC的来源包括成人外周血、脐带血、骨髓或胎儿肝脏。当HSC注射到成体鼠或新生小鼠中后，几乎能够分化所有的免疫细胞群，包括 T细胞、B细胞、NK细胞、树突状细胞（DC）、粒细胞、巨噬细胞、血小板和红细胞 (RBC)；这种方法的主要问题是小鼠自身细胞因子和生长因子不能有效支持人免疫细胞的发育，并且因为重建所用的重度免疫缺陷鼠没有人T细胞发育所必需的人的胸腺，因此重建后的T细胞免疫功能是有缺陷的。此外，其体液免疫（B细胞免疫）也是有缺陷的 [2] 。不过，这种方式得到的小鼠可以在一定程度上满足肿瘤免疫药物研发的需求。
图2 造血干细胞的发育[3]
以B-NDG小鼠为例，我们已经完成了该品系小鼠的CD34+ HSC免疫重建。为节省细胞注射量降低实验成本，推荐使用新生鼠，在小鼠出生后24 -72 h内完成辐照以及CD34+ HSC的注射。重建后小鼠4-5周时离乳，按性别分笼饲养；在第6周开始内眦采血通过流式进行免疫细胞分型检测，能够检测到hCD45（白细胞）、hCD19（B细胞）、hCD56（NK细胞）、hCD33（髓系细胞）、hCD66b（粒细胞）和hCD14（单核细胞）阳性表达。随着周龄越来越大，10-12周时发育的hCD3（T细胞）越来越多；其中，hCD4和hCD8均有阳性表达。一直到观察检测的终点，重建后小鼠周龄24周时，仍能检测到以上所有细胞的阳性表达。然而，由于缺乏HSC发育所需的细胞因子，多种免疫细胞的发育都并不理想。
图3 新生鼠CD34+ HSC免疫重建后周龄与流式免疫细胞分型检测结果
为了改善B-NDG小鼠CD34+ HSC免疫重建存在的一些不足，我们后续推出了多种B-NDG二代鼠。如B-NDG hIL-15小鼠，通过CD34+ HSC免疫重建能够增强NK细胞的发育；B-NDG hIL6能够支持人单核细胞发育；B-NDG hTHPO能够支持人造血干细胞的维持和自我更新，这些小鼠已经成为研究特定细胞功能和相应靶点药物评价的有力工具。
B-NDG hIL-15小鼠的CD34+HSC重建
将3×104人CD34+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(24-72时龄)。在不同时间点通过内眦采血进行流式分析，结果表明，成功的在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。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。
B-NDG系列鼠列表及其应用方向
参考文献：
[1] De La Rochere P, Guil-Luna S, Decaudin D, et al. Humanized mice for the study of immuno-oncology. Trends Immunol. 2018, 39(9):748-763.
[2] Guil-Luna S, Sedlik C, Piaggio E. Humanized mouse models to evaluate cancer immunotherapeutics. Annu. Rev. Cancer Biol. 2021. 5:119–136.
[3] Reya T, Morrison SJ, Clarke MF, et al. Stem cells, cancer, and cancer stem cells. Nature. 2001, 414(6859):105-111.
