중증 복합 면역 결핍 마우스

Severe combined immunodeficient mice

중증 복합면역결핍증(SCIDs)을 가진 쥐들은 종종 인간 질병 연구에 사용된다.인간의 면역 세포는 이러한 면역 결핍 생쥐 안에서 인간의 림프 기관을 발달시키기 위해 사용되며, 많은 다른 종류의 SCID 생쥐 모델이 개발되어 왔다.이 쥐들은 연구자들이 작은 동물 [1]모형으로 인간의 면역 체계와 질병을 연구할 수 있게 해준다.

검출

생쥐에서 SCID를 일으키는 돌연변이는 1983년[1] 멜빈과 게일 보스마에 의해 CB/17 생쥐 [2]라인에서 발견되었다.SCID는 단백질 키나제, DNA 활성화, 촉매 폴리펩타이드(PRKDC) 유전자의 돌연변이로 인해 생쥐에서 발생하며, 이중 가닥 DNA 파괴를 복구하는 역할을 한다.이는 B 및 T 세포 수용체 발달에 영향을 미치며,[1] 이는 V, D, J 또는 V 및 J 세그먼트를 재정렬하기 위해 이러한 이중 가닥 절단 및 후속 수리에 의존합니다.

SCID를 가진 쥐는 림프구 전구체를 가지고 있지만, 이 세포들은 성숙할 때까지 생존할 수 없다.이는 흉선과 비장 및 림프절과 같은 2차 림프기관에서 B 및 T세포의 부족을 초래한다.일부 SCID 생쥐는 골수에 있는 조혈줄기세포(HSC)로부터 단구, 과립구, 적혈구를 생성할 수 있다.면역 결핍으로 인해 SCID를 가진 쥐는 극도로 멸균된 [1]상태로 유지하지 않으면 종종 일찍 죽는다.

기능성 B세포의 부재는 항체를 생산할 수 없는 유기체를 낳는다.이러한 항체 생성 실패는 대부분의 SCID 생쥐가 비자기 조직을 거부하는 것을 막습니다.일부 SCID 생쥐들은 피부 이식편을 거부하는 것으로 보여지기 때문에, 이 질병이 누출성 돌연변이로 인해 발생한다는 것이 제안되었고, 이는 SCID를 가진 몇몇 생쥐들이 실제로 어느 정도 기능적인 적응 면역 [1]체계를 가지고 있다는 것을 의미한다.

종류들

현재 연구자들이 사용하는 SCID 마우스는 여러 종류가 있다.예를 들어 인간 태아 흉선과 간세포가 주어지는 SCID-hu Thy/Liv 마우스, 인간 조혈줄기세포(HSC)가 이식된 hu-SRC-SCID 마우스, 인간 말초혈액 단핵세포가 [3]주입된 hu-PBL-SCID 마우스 등이 있다.마우스의 각 행은 기능 세포와 기능하지 않는 세포를 가지고 있어 각각 다른 [2]실험에 적합하다.

특히 인터류킨-2 수용체 공통 감마 사슬(IL2Rr)에 대한 돌연변이가 추가된 SCID 마우스는 인간 HSC의 이식을 받아들이고 인간 B 및 T 세포를 [3][4]더 잘 생성할 수 있는 것으로 관찰되었다.이토 등의 연구는 비(非)비(非) 당뇨병성(NOD) SCID IL2R mice 생쥐가 인간 [5]세포 거부율이 낮기 때문에 비자기 유기체의 조직 이식에 더 적합하다는 것을 발견했다.NOD/SCID IL2R† 마우스는 인간 흑색종 [6]연구에도 사용되었습니다.

연구에 사용

SCID 마우스는 연구, 특히 인간의 생리학 및 [7]질병 연구에서 많은 기능을 할 수 있다.인간 모델의 인체 생리학 연구는 윤리적 한계, 높은 재정 비용, 모델 환경의 낮은 가용성 때문에 종종 불가능하게 됩니다.또한 생체 외 인간 세포 연구에서 수집된 결과는 생체 [3]내 기능을 나타내지 않을 수 있다.면역 결핍 상태 때문에 SCID 생쥐는 인간의 골수나 흉선에서 채취한 인간 조혈 줄기세포를 받아들일 수 있다.이는 SCID 마우스 내에서 B 및 T 림프구와 같은 인간 적응 면역 세포의 발달과 생체 [1]내 인간 세포에 대한 후속 연구로 이어질 수 있다.

SCID 마우스는 인간 HSC의 발달과 다능성,[1] 인간 특이적 질병 및 인간 면역 체계,[8][9] 백신 접종 [3]및 암과의 상호작용을 포함한 광범위한 주제에 대한 연구를 증가시켰다.인간 면역 세포를 가진 SCID 마우스는 바이러스와 같은 병원균에 반응하고 그에 대한 항체를 만들 수 있는데, 이것은 과학자들이 어떻게 면역 체계가 병원균 감염으로부터 보호하는지를 더 잘 이해하는데 도움을 주었다.예를 들어, 그것들은 뎅기 바이러스와 말라리아를 연구하기 위해, 그리고 이러한 [3]질병을 대상으로 하는 약물의 효능을 평가하기 위해 사용되어 왔다.

SCID 마우스의 사용은 인간의 면역 체계를 연구하기 위한 모델로서 의문시되어 왔다는 것을 유념하는 것이 중요하다.일부 연구에 따르면 일정 기간이 지나면 면역력이 떨어진 생쥐의 인간 T세포가 알레르기 반응을 일으켜 자극에 더 이상 반응하지 않는 것으로 나타났다.따라서, 이 쥐들은 인간의 면역체계를 숙주가 될 수 있지만,[2] 제대로 작동하지 않을 수도 있다.

SCID 마우스와 HIV

면역이 손상된 생쥐는 인체 면역 결핍 바이러스(HIV), 인체 림프기관에서 숙주와 어떻게 상호작용하는지, 그리고 치료법이 [7]생체 내에서 어떻게 작용하는지를 연구하는데 특별한 관심이 되었다.HIV는 보통 [1]쥐를 감염시킬 수 없지만 SCID 마우스는 HIV 연구에 [2]사용되어 왔다.인간화된 SCID 생쥐를 사용하기 전에, 유인원 모델은 인간과 유전적 유사성 때문에 HIV를 연구하는데 사용되었다.하지만 침팬지의 멸종 위기 상태, 침팬지 유지 비용, 인간과 침팬지의 HIV와의 상호작용 사이의 약간의 차이 때문에, 인간화된 쥐는 이 [2]질병의 연구에 더 효과적인 모델 유기체로 받아들여지고 있다.

NOD/SCID 마우스는 혈액이식 후 사람의 태아 간, 뼈, 흉선, 림프세포와 함께 이식될 수 있으며, 이는 마우스 내에서 [9]B, T세포와 같은 인간 면역세포를 형성하게 한다.그리고 나서 이 쥐들은 바이러스에 감염되고 연구원들은 HIV가 어떻게 인간의 림프구를 공격하고 [2]시간이 지남에 따라 후천성 면역 결핍 증후군을 일으키는지를 연구할 수 있다.게다가, 인간화된 마우스 모델은 유전자 기반 [3]치료법을 포함한 이 질병에 대한 잠재적 치료법을 테스트하는데도 사용될 수 있다.

메모들

  1. ^ a b c d e f g h Owen, Judith; Punt, Jenni; Stranford, Sharon (2013). Kuby Immunology. New York: W.H. Freeman and Company.
  2. ^ a b c d e f Van Duyne, Rachel; Pedati, Caitlin (2009). "The utilization of humanized mouse models for the study of human retroviral infections". Retrovirology. 6: 76. doi:10.1186/1742-4690-6-76. PMC 2743631. PMID 19674458.
  3. ^ a b c d e f Brehm, Michael; Shultz, Leonard (2010). "Humanized Mouse Models to Study Human Diseases". HHS Author Manuscripts. 17: 120–5. doi:10.1097/MED.0b013e328337282f. PMC 2892284. PMID 20150806.
  4. ^ Brehm, Michael; Cuthbert, Amy (2010). "Parameters for establishing humanized mouse models to study human immunity: Analysis of human hematopoietic stem cell engraftment in three immunodeficient strains of mice bearing the IL2rγnull mutation". Clinical Immunology. 135: 84–98. doi:10.1016/j.clim.2009.12.008. PMC 2835837. PMID 20096637.
  5. ^ Ito, Mamoru; Hiramatsu, Hidefumi (2002). "NOD/SCID/IL2Rγ null mouse: an excellent recipient mouse model for engraftment of human cells". Blood. 100: 3175–3182. doi:10.1182/blood-2001-12-0207. PMID 12384415.
  6. ^ Karageorgis, Anastassia; Micaël, Claron (2017). "Systemic Delivery of Tumor-Targeted Bax-Derived Membrane-Active Peptides for the Treatment of Melanoma Tumors in a Humanized SCID Mouse Model". Molecular Therapy. 25 (2): 534–546. doi:10.1016/j.ymthe.2016.11.002. PMC 5368406. PMID 28153100.
  7. ^ a b McCune, Joseph (1996). "Development and applications of the SCID-hu mouse model". Seminars in Immunology. 8 (4): 187–196. doi:10.1006/smim.1996.0024.
  8. ^ Fanelli, Alex (2016). "Xenografting and Xenotransplantation". Retrieved 7 January 2018.
  9. ^ a b Uchida, T; et al. (May 2017). "Usefulness of humanized cDNA-uPA/SCID mice for the study of hepatitis B virus and hepatitis C virus virology". J Gen Virol. 98 (5): 1040–1047. doi:10.1099/jgv.0.000726. PMID 28141486.