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SCID兔和类NOD-SCID兔的制备与应用

批准号:
32070540
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
宋军
依托单位:
学科分类:
实验动物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
宋军

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
目前,原发性免疫缺陷病在发病机制和治疗措施的研究上依然面临困难。虽然,免疫缺陷小鼠模型可以模拟人免疫缺陷疾病的部分表型,作为动物模型也广泛用于免疫疾病、肿瘤、传染病以及造血机制等生物医学研究中。但是,小鼠与人种属差异较大,免疫缺陷小鼠并不能完全反映人免疫系统缺陷导致的相关疾病发病过程。由于兔在免疫系统基因表达上与人类更接近,免疫缺陷兔模型将更好地模拟人免疫缺陷疾病发生、发展过程。本项目将分别利用CRISPR/Cas9技术敲除兔Prkdc基因以及在兔Rosa26位点插入人SPIRa基因,获得两种基因修饰兔,经过繁殖获得SCID和类NOD-SICD两种免疫缺陷兔。通过分析SCID、类NOD-SICD兔的免疫缺陷表型,确定免疫缺陷的类型;并利用此模型进行细胞异体移植和免疫系统人源化兔的构建。此基因修饰兔为临床上深入研究免疫缺陷病及相关疾病发病机制、开发治疗方案、筛选靶向药物提供实用的动物模型。
英文摘要
The present research on the pathogenesis and effective treatment of primary immunodeficiency is still difficult. The immunodeficient mice can simulate part of the phenotype of human immunodeficiency disease and be wildly used in biomedical research of immune disease, tumor, infectious disease and hematopoietic mechanism as well. However, due to the large differences between mice and human species, the immunodeficient mice cannot fully reflect the pathogenesis of diseases caused by human immune system defects. As the expression of immune system genes in rabbits is closer to that in humans, immunodeficient rabbit model will better mimic the general pattern of the occurrence and development of human immunodeficiency diseases. This project will use the CRISPR/Cas9 technology to knock out rabbit Prkdc gene and insert the human SPIRa gene at rabbit Rosa26 site to obtain two genetically modified rabbits, and obtain SCID rabbits and NOD-SCID like immunodeficient rabbits through natural breeding. Immunodeficiency phenotype of two kinds of immunodeficient rabbits will be analyzed to confirm the types of immunodeficiency. In addition, the models will be used for allografts and the construction of humanized rabbits. The genetically modified rabbits will provide a practical animal model for in-depth study of the pathogenesis of immunodeficiency and other related disease, development of therapeutic measures and screening of targeted drugs.
本研究旨在构建免疫缺陷兔模型,并验证其对人源细胞和组织移植的支持能力,最终建立人源化兔模型。免疫缺陷兔和人源化兔模型既可以模拟人免疫缺陷疾病,又可以作为动物模型广泛应用于免疫疾病、肿瘤、传染病以及造血机制等生物医学研究中。.本研究首先利用 CRISPR-Cas9 技术敲除了兔PRKDC基因DNA依赖蛋白激酶催化亚基功能区,验证了该区域的敲除可以产生免疫缺陷表型。之后成功构建了SCID免疫缺陷兔,以及SG(PRKDC/IL2RG)兔和RG(RAG1/IL2RG)兔两种双基因敲除兔模型。这些模型表现出典型的免疫缺陷症状,包括 T、B和NK 淋巴细胞的缺失和免疫器官发育不全。随后,为了提高免疫缺陷动物对人源细胞与组织的亲和力,减少免疫排斥,我们构建了 hSIRPα 转基因兔 (类 NOD) 模型。这些兔模型能够表达人源的 SIRPα 蛋白,降低了兔巨噬细胞对外来细胞和组织的免疫排斥反应,并获得了类NOD-SCID兔模型。为了验证免疫缺陷兔模型对人源细胞和组织移植的支持能力,研究人员将人CD34+造血干细胞移植到IL2RG敲除兔体内。结果显示人源细胞能够在其体内增殖,并在移植后第 12 周达到 19.3% 的比例。这些研究结果表明,构建的免疫缺陷兔模型能够支持人源细胞和组织在其体内的增殖,为建立人源化兔模型奠定了基础。此外,我们还构建了 hACE2 敲入兔模型,通过 CRISPR-Cas9 技术将人 ACE2 基因敲入兔 ACE2 位点,构建SARS-COV-2兔模型。在SARS-COV-2兔模型中,hACE2 蛋白在兔体内组织中表达明显。.综上所述,我们在研期间,证实了兔PRKDC基因DNA依赖蛋白激酶催化亚基功能区敲除可以产生免疫缺陷表型;构建了4种免疫缺陷兔模型,并进行了人源细胞的移植研究;此外,构建的SARS-COV-2兔模型稳定表达人ACE2蛋白。这些动物模型有望在药物研发、疾病模型构建和再生医学等领域发挥重要作用。
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