modele myszy
humanizowane myszy – myszy wszczepione ludzkimi komórkami lub tkankami – lub transgeniczne myszy wyrażające ludzkie geny stanowią potężną metodę badania ludzkich komórek in vivo. Znaczące postępy w humanizowanych modelach myszy nastąpiły w ciągu ostatnich 25 lat po odkryciu mutacji ciężkiego złożonego niedoboru odporności (scid) w szczepie myszy C. B-17 w 1980 roku (Bosma et al., 1983). Wiele grup było w stanie wykazać, że subletalnie napromieniowane C.Myszy SCID B – 17 wspierają wszczepienie i różnicowanie komórek progenitorowych CD34+ z ludzkiego BM i UCB (Vormoor et al., 1994; Lapidot et al., 1992) w wielu liniach hemopoetycznych. W świetle tego, CD34+ komórki macierzyste zostały ukute SCID repopulating cells (SRC), ponieważ były one zdolne do repopulowania linii krwiotwórczych u myszy SCID. Niemniej jednak, wszczepienie ludzi, w szczególności linii komórek T, było nadal dość niskie w tym szczepie. Drugi przełom nastąpił w połowie lat 90. poprzez wprowadzenie mutacji SCID na tle nonobese diabetic mouse (NOD) (NOD/SCID) (Shultz et al., 1995). Wsobny szczep myszy NOD nie ma wielu aspektów wrodzonej funkcji odpornościowej, w szczególności zmniejszonej aktywności komórek NK, która stanowi główną barierę dla wszczepienia. Ze względu na znaczny wzrost chimeryzmu ludzkiego obserwowany u tych myszy, stał się on „złotym standardem” w badaniu ludzkiej hematopoezy i HSCs (Larochelle et al., 1996; Greiner et al., 1995). Po rozwoju tych myszy wykazano, że zwierzęta NOD/SCID leczone przeciwciałem blokującym mysi IL-2rß, a tym samym dalsze obniżanie funkcji NK, wykazywały poprawę limfopoezy T (Kerre i wsp., 2002).
jednym z głównych ograniczeń stosowania myszy NOD / SCID była wysoka częstość występowania grasiczaka i wrażliwość na promieniowanie skracające żywotność tych myszy i wykluczające długoterminową analizę (Shultz et al., 1995). W 2002 roku opracowano nową generację myszy z ukierunkowaną delecją łańcucha γ receptora interleukiny-2 (Il2rg−/−), znanego również jako cytokina pospolita (yc). Il2rg YC jest podjednostką krytyczną dla cytokin IL – 2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15 i IL-21, co powoduje, że cytokiny te nie działają na ich komórkach docelowych. Dwa obecnie powszechnie stosowane modele do badania rozwoju hematolifhoid są BALB/c RAG2−/−yc−/− i NOD/SCID/ycnull immunodeficient szczepy myszy. Myszy z niedoborem RAG2 nie mają dojrzałych komórek T i B, ze względu na brak rearanżacji receptora TCR i immunoglobuliny (Ig) (Shinkai i in., 1992; Mombaerts et al., 1992), wykazując tym samym fenotyp podobny do myszy SCID. Ponadto, ponieważ cytokina IL – 15 ma kluczowe znaczenie dla rozwoju komórek NK, myszy te są również pozbawione komórek NK, co czyni je potrójnie niedoborowymi dla komórek T, B i NK. Traggiai i współpracownicy (Traggiai et al., 2004) były pierwszą grupą, która opisała model, w którym nowo narodzone RAG2−/−yc−/− zostały przeszczepione ludzkimi komórkami CD34+ CB poprzez wstrzyknięcie wewnątrzwątrobowe. Wykorzystując ten model, Dojrzałe ludzkie komórki T zostały wykryte w mysich grasicy, śledzionie i węzłach chłonnych i były generowane na znacznie wyższych poziomach niż wcześniejsze modele. Co więcej, ludzkie komórki T wytworzone u tych myszy okazały się funkcjonalne. Podobne wyniki zaobserwowali Ishikawa i wsp. (2005), w tym analiza dla innych ludzkich podgrup hematopoetycznych obecnych u myszy NOD/SCID/ yc−/−).
wiele badań z użyciem myszy rag2−/−YC−/− i nod/SCID/yc−/− u dorosłych zamiast noworodków wykazuje zwiększone wsparcie rozwoju hematolimfoidów u ludzi w porównaniu z wcześniej dostępnymi szczepami (Yahata i wsp ., 2002; Shultz et al., 2005; Watanabe et al., 2009). Co ważne, genetyczny szczep myszy w dużym stopniu wpływa na zdolność odtwarzania. Gdy komórki CD34+ z UCB wstrzyknięto DOROSŁYM myszom C57BL / 6 RAG2 – / – yc -/ -, mniej niż 1% ludzkich komórek CD45 wykryto w BM myszy biorcy, który był dramatycznie niższy niż obserwowany dla myszy NOD / SCID(Mazurier i wsp ., 1999). Chociaż dokładne uzasadnienie tego było niejasne, postawiono hipotezę, że jednym z powodów zwiększenia wszczepienia u myszy NOD / SCID było to, że mutacja NOD nadaje wiele wad wrodzonej odporności nie tylko przypisywanych komórkom NK(Shultz et al., 1995). Rzeczywiście, rozległa analiza genetyczna różnych loci ujawniła podstawę dla specyficznych dla szczepu różnic w wszczepieniu ksenogenicznym było spowodowane polimorfizmami w genie Sirpa kodującym białko regulatorowe sygnału-α (SIRPa) (Takenaka et al., 2007). Te genetyczne polimorfizmy powodują, że białko SIRPa obecne na mysich komórkach szpikowych wiąże się z różną zdolnością do ligandu CD47 znajdującego się na ludzkich komórkach krwiotwórczych (Seiffert et al., 2001). Silne interakcje receptor-ligand powodują hamujący sygnał i ucieczkę przed śmiercią z powodu hamowania fagocytozy przez mysie makrofagi ludzkich komórek ekspresyjnych CD47 (van den Berg i van der Schoot, 2008). Zapewniając w ten sposób powód do poprawy wszczepienia komórek ludzkich u myszy NOD/SCID/ycnull (Legrand et al., 2006). Rzeczywiście, gdy optymalną interakcję CD47 / SIRPa uzyskuje się poprzez wymuszoną ekspresję myszy CD47 na ludzkich progenitorach krwiotwórczych, wstrzyknięte HSC są lepiej zdolne do przeżycia u myszy RAG2−/−yc−/ -, co skutkuje znacznie lepszą przeżywalnością komórek T w grasicy i obwodzie (Legrand et al., 2011).
chociaż modele ksenogeniczne są doskonałymi narzędziami do badania rozwoju ludzkich komórek T, specyficzność gatunkowa cytokin (IL7) i innych cząsteczek (MHC klasy I I II) ważnych dla przeżycia komórek T może utrudnić ocenę ludzkich obwodowych podzbiorów komórek T u tych myszy. Jest prawdopodobne, że nowsze generacje humanizowanych myszy ułatwią wytwarzanie i funkcjonowanie komórek T i innych linii poprzez transgeniczne cytokiny. Rzeczywiście, prace te są już w toku jako mysz typu knock-in IL-3 / GM-CSF w celu poprawy rozwoju ludzkich komórek mieloidalnych u tych myszy ,a także mysz typu knock-in trombopoetyny dla lepszego przeżycia i ekspansji ludzkiego HSC (Rongvaux et al., 2011; Willinger et al., 2011; Brehm et al., 2012). Ponadto, myszy NOD / SCID / ycnull zostały niedawno opracowane do ekspresji ludzkiego antygenu MHC klasy i HLA-A2 (Shultz et al., 2010). To pozwala rozwijać T komórki być ludzki MHC ograniczać studiować ludzkie infekcje i T-komórka odpornościowa odpowiedź bardziej odpowiedni i tym samym ulepszony model dla translacyjny podejścia.