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第9章 免疫缺陷动物分析


2)
3)
4. 宿主对移植瘤的反应和间质改变 1) 恶性肿瘤作为细胞悬液或组织块移植到宿主裸鼠,宿主与肿瘤相 互作用,间质反应随之发生,由宿主产生新的移植瘤间质,如 血管床、纤维架。 间质改变引起癌细胞分化程度的差异,分化程度改变多发生于 裸鼠第一次传代。
2)
5. 移植瘤的转移 1) 肿瘤分化程度:肿瘤分化程度越低,浸润转移越明显,转移发 生越早。 接种途径与部位:腹腔接种一般转移率高于皮下,常位接种转 移更接近于原肿瘤在人体内转移的情况。 环境因素:SPF环境中带瘤裸鼠淋巴结比普通环境转移率高、 转移快。
1. 性连锁免疫缺陷小鼠:
2)
3) 4)

NK淋巴细胞功能缺陷动物:
NK细胞功能缺陷突变小鼠,bg是13号染色体上的隐性基因。
1) 由于细胞溶解作用的识别过程受损,导致NK细胞功能缺乏。
1. Bg/bg小鼠(beige mice):
2)
纯合bg基因还损伤细胞毒T细胞功能,降低粒细胞趋化性和杀菌活 性,延迟巨噬细胞抗肿瘤杀伤作用。
影响溶酶体发生,导致溶酶体膜缺损,溶酶体增大。 溶酶体功能缺陷导致bg小鼠对化脓性细菌敏感,必须饲养于SPF环 境中。 可用于研究色素缺乏易感性增高综合征。
3) 4)
5)

联合免疫缺陷动物:
1. 严重联合免疫缺陷小鼠(SCID mice): 1983年由美国Fox chase癌症中心于C.B-17Icr近交系中发现, 突变基因scid位于16号染色体。
b.
c.
3)
人为改变裸鼠免疫功能:
a. 采用免疫抑制、放射照射可提高移植瘤成功率,包括难以移植成 功的肿瘤。
4)
人类肿瘤细胞的本身特征:
a. 分化程度低移植成功率高,恶性程度与移植成功率呈正相关。
5)
激素和宿主性别的影响:
a. 激素依赖性肿瘤,如乳腺癌、子宫、肺及骨的肿瘤,在裸鼠中最 难成功。 裸鼠的性别和激素水平直接影响裸鼠移植瘤。
其它免疫缺陷动物:显性半肢畸形小鼠(dominant hemimelia mice)。

获得性免疫缺陷动物:
1) 2) 3)
4)
小鼠AIDS模型:SCID小鼠AIDS模型、AIDS的转基因小鼠。 猴AIDS模型:反转录病毒诱发、SIV诱发。 有蹄动物慢病毒感染。 黑猩猩HIV感染。
第二节 免疫缺陷动物的生物学特性
4)
5)
6)
脾脏缺乏导致体液免疫反应一定程度损伤。
第三节 免疫缺陷动物的应用

裸鼠在肿瘤学研究中的应用
1. 人类肿瘤的裸鼠移植 1) 人癌组织(手术标本)移植:
a. b. c. 手术标本移植成功率28.3%,其中复发性肿瘤50%,转移性肿瘤 38.5%,原发瘤20.5%。 黑色素瘤和结肠癌移植成功率最高,乳腺和淋巴网状内皮细胞肿 瘤成功率低。 女性生殖系统肿瘤和结肠癌生长最快,胚胎性和骨的肿瘤生长慢。

T淋巴细胞功能缺陷动物:
即先天性无胸腺裸小鼠,由11号染色体上nu隐性基因 突变导致。 该基因已回交到不同品系,包括:NIH-nu/nu、 BALB/c-nu/nu 、C3H-nu/nu 、C57BL/6-nu/nu。
1) 2)
1. 裸小鼠(nude mice):
被毛生长异常,呈裸体外表。 无胸腺,仅有胸腺残迹或异常胸腺上皮,不能使T-cell正常 分化,导致细胞免疫力低下。幼龄鼠有残存的未分化的上 皮细胞。
2)
3)
4)
宿主状态:遗传背景、周龄、饲养条件及免疫状态直接影响肿 瘤转移的发生。
裸鼠在转移模型中的应用:迄今利用裸鼠复制肿瘤转移模型成 功较少。
5)

裸鼠在微生物研究中的应用
病毒感染:
1) 病毒感染正常小鼠,感染细胞被当作靶细胞攻击,感染部位出现 明显细胞免疫反应。 在裸鼠中未导致动物死亡,仅出现持续病毒血症,体内无抗体和 任何免疫反应。
3) 4)
B细胞功能正常,NK细胞活力增强。 繁育能力差,乳腺发育缺损,以雄性纯合子与雌性杂合子 繁育。 T细胞缺陷可通过移植成熟T细胞、胸腺细胞或正常胸腺上 皮得到校正。
5)
2. 裸大鼠(nude rat): 基因符号为rnu,一般特征似裸小鼠。
1)
发育迟缓,体重为正常大鼠的70%。 裸大鼠较裸小鼠对多种传染病更敏感。 比裸小鼠更强壮、寿命更长。
2)
3)
4)
型研究更多。
5) PBL-hu-SCID小鼠脾检出的人淋巴细胞达80-90%,移植6个月后,80% 小鼠可从外周血中检出人淋巴细胞。
2. SCID-hu存在的问题:
1)
重建成功率达不到100%,不同实验室研究结果以及同一实验室 不同小鼠个体间免疫重建的程度存在明显差异。
SCID小鼠体内淋巴细胞的功能不能标准化。 不同类型淋巴细胞组成的移植物移植于SCID小鼠,T细胞易获 得免疫重建,活性B细胞数目有限。
第九章 免疫缺陷动物

第一节 免疫缺陷动物的分类 第二节 免疫缺陷动物的生物学特性 第三节 免疫缺陷动物的应用
第一节 免疫缺陷动物的分类

免疫缺陷动物(immunodeficient animal):
指由于先天性遗传突变或用人工方法造成一种或多种免疫免疫系统 组成成分缺陷的动物。

先天性免疫缺陷动物:
2) 3)ຫໍສະໝຸດ 4)体型较大,对大范围的外科手术方法较有利。

B淋巴细胞功能缺陷动物:
起源于CBA/N,毛色为野鼠色,B细胞功能缺乏,基因符号xid, 位于X染色体。
1) 雌性纯合子与雄性杂合子对胸腺非依赖性抗原(如葡聚糖、肺炎 球菌脂多糖、DNA)没有体液免疫。 B细胞对B细胞分裂素缺乏反应,分泌IgM和IgG的B细胞减少, IgM和IgG含量降低,但T细胞功能正常。 移植正常鼠骨髓到xid宿主,B细胞缺损可以恢复。 该小鼠用于研究B细胞的发生、功能、异质性。
2)
3)
4)
2. 虫蛙小鼠(motheaten mice):
1965年发现于C57BL/6J的突变,突变基因me位于第6号染色体,寿 命不超过8周。 1) 2) 3) 4) 5) 6) 出生后2天内出现皮肤脓肿,有严重联合免疫缺陷。 对胸腺依赖和非依赖抗原均无反应。 对T、B细胞分裂素的增殖反应严重受损。 细胞毒细胞和NK细胞活性低。 伴有自身免疫的倾向,免疫复合物沉积于肾、肺、皮肤。 C57BL/6J-me在1-2日龄表皮可见嗜中性白细胞集聚,表皮色素呈 斑点状,故称虫蛙小鼠。
1.
1)
2.
单克隆抗体制备:
SCID-hu小鼠的人免疫功能重建 1. SCID-hu免疫重建的机制:
1) SCID小鼠体内T、B细胞自身不能分化成特异性淋巴细胞,但小鼠体内淋 巴细胞分化的微环境正常,能接受人体正常组织的移植成为嵌合体小鼠。 1988年Mosier首次将人外周血淋巴细胞及人胎肝移植于SCID小鼠的皮下和 肾包膜下获得免疫重建的成功。 目前已有人胚胎组织如骨髓、胸腺、肝、淋巴结,成年人外周血淋巴细胞、 骨髓、脾进行移植。 由于成年人外周血淋巴细胞比人胚胎组织、脾更易获得,PBL-hu-SCID模
2)
肿瘤细胞株移植:
a. 肿瘤细胞株移植成功率高于人癌手术标本。
2. 宿主和肿瘤特性对裸鼠移植瘤生长的影响
1)
裸鼠遗传背景:
裸鼠遗传背景对肿瘤生长有一定影响。
2)
a.
移植部位和途径:
通常选用皮下、肌肉、腹腔内和脑内。 皮下移植易于观察肿瘤生长状况,部位多在背部靠头部皮下,或 腋下(因其血管丰富,利于肿瘤生长,且不影响动物的活动)。 移植部位和途径可影响移植瘤的生物学特性:皮下接种一般不发 生肿瘤浸润和转移;腹腔内接种则显示癌细胞恶性行为。
1) 该突变基因造成编码Ig重链和TCR的基因重排异常,抑制B-cell和 T-cell前体的正常分化。 C.B-17Icr为携带来自C57BL/ka小鼠的免疫球蛋白重链Igh-1b等位基 因的 BALB/cAnIcr的同源近交系。 纯合子血清中无免疫球蛋白,淋巴结、胸腺变小,缺乏体液、细 胞免疫功能。饲养于SPF环境中。 通过移植人免疫组织或免疫细胞,可使SCID小鼠具有人类部分免 疫系统,称为SCID-hu小鼠。
b.
3. 裸鼠移植瘤组织学特征及稳定性 1) 人癌在裸鼠体内形成移植瘤后,仍保留原发肿瘤的一般特点。 如:病理组织结构、超微结构、染色体特征、肿瘤标记物等。 部分人类肿瘤移植后,表现一个或几个肿瘤细胞亚群的选择性 生长,造成起源于同一原发瘤的细胞在生物学性状表现一定的 异质性;且出现于裸鼠移植中的肿瘤细胞亚群也不一定都能在 人体原发肿瘤中发现。 对于裸鼠不能再现人体原发瘤的全部特性及其遗传学上的不稳 定性,应合理地应用这一模型,科学地分析实验结果。
1) 2) 3) 4) 5)
T淋巴细胞功能缺陷动物:裸小鼠(nude mice)、裸大鼠(nude rat)。 B淋巴细胞功能缺陷动物:性连锁免疫缺陷小鼠(CBA/N)。 NK淋巴细胞功能缺陷动物:Beige小鼠。 联合免疫缺陷动物:严重联合免疫缺陷小鼠(SCID mice)、虫蛙小鼠
(motheaten mice)。
2)

其它免疫缺陷动物:
1. 显性半肢畸形小鼠(dominant hemimelia mice):
1)
2)
Dh(dominant hemimelia )是显性突变基因,位于1号染色体。
出生后,后趾畸形即多趾或少趾。
3)
杂合子缺乏脾脏,泌尿、生殖、消化道和骨骼有一定程度 畸形。
纯合子由于泌尿生殖系统和骨骼系统严重畸形,出生后很 快死亡。 畸形发生于早期胚胎的脏壁中胚层。
2) 3)
4)
5)
易发生移植物抗宿主反应导致小鼠死亡。
免疫重建方法不尽统一,效果不同,影响该模型的标准化及重 复性。
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