不止免辐照！Kit*W41等位基因支持人源化小鼠高效红细胞重建与更优抗体反应

在免疫学与新药研发领域，免疫系统人源化（HIS）小鼠模型是连接基础研究与临床应用的重要桥梁。由于人类与小鼠免疫系统的固有差异，普通小鼠模型难以完全模拟人体复杂的生理病理过程，特别是在评估调动人体免疫力对抗疾病（如肿瘤）的免疫疗法时 ^[1-2]。基于传统重度免疫缺陷小鼠的HIS模型，虽应用广泛，但其构建过程及特性存在诸多局限，限制了更深入的应用。

 

图1. 不同类型免疫系统人源化（HIS）小鼠模型的构建策略及重建的主要人源细胞种类 ^[2]。

 

传统HIS模型的瓶颈：辐照依赖与重建局限

 

构建经典的基于造血干细胞（HSC）的人源化小鼠（HIS）模型通常需要将人类HSC移植至重度免疫缺陷小鼠体内。为了给外源HSC提供定植和分化的“空间”，传统方法普遍依赖对小鼠进行“辐照清髓”——利用辐射清除宿主自身的HSC。然而，该步骤不仅操作复杂、成本较高（需特殊防护设施），且可能因辐射损伤小鼠健康并引入不稳定性，进而影响实验结果的可靠性与可重复性 ^[3]。

 

更重要的是，即使移植成功，传统模型在模拟完整的人类造血系统方面也存在部分较为明显的缺陷：

 

• 红系/巨核系重建效率低下：人类HSC在常规重度免疫缺陷小鼠中分化为红细胞和血小板（来源于巨核细胞）的能力非常有限，这限制了其在血液系统疾病（如贫血）研究及相关疗法评估中的应用^[3-4]。
• 体液免疫模拟不足：现有模型在模拟人类成熟的抗体反应方面存在局限，难以完全重现人体复杂的B细胞发育、成熟及产生高亲和力、类别转换抗体的过程^[5]。

 

图2. 传统HSC人源化模型构建流程：通常需对重度免疫缺陷宿主小鼠进行辐照清髓  ^[4]。

 

Kit*V831M突变：解锁高效人源化的关键

 

对造血调控关键基因的深入理解是实现高效人源化的突破口。KIT基因（编码受体酪氨酸激酶c-Kit/CD117）是HSC存活、自我更新和分化的关键调控因子。c-Kit与其配体干细胞因子（SCF）的结合，激活下游信号通路，对造血、干细胞维持、配子发生、黑色素生成以及肥大细胞功能至关重要 ^[5-6]。研究表明，携带特定KIT基因突变（如W41等位基因，对应V831M氨基酸替换）的免疫缺陷小鼠，其内源性c-Kit功能受损，导致小鼠HSC的竞争力显著降低。骨髓（BM）微环境，特别是生态位（niche），在HSC的维持与分化中发挥重要作用。Kit W41突变体通过阻碍小鼠HSC与骨髓基质细胞的对接，为人类HSC通过其c-Kit受体与小鼠SCF结合实现对接提供了广阔的生态位 ^[6]。

 

图3. Kit突变型重度免疫缺陷小鼠优势：无需辐照即可实现人源HSC植入，显著改善红细胞与血小板重建 ^[4]。

 

 

Kit*V831M纯合突变会抑制宿主自身的造血干细胞功能，从而天然地为人类HSC的植入“腾出空间”。这意味着：

 

• 无需辐照：可直接进行人源HSC移植并实现高水平植入和重建，显著简化实验流程，降低操作风险和成本，提高模型稳定性 ^[6-8]。
• 改善造血重建：在红细胞和血小板的发育方面，Kit突变小鼠背景下的HSC移植显示出显著优于传统辐照模型的重建效率^[8-9]。这为研究红细胞疾病（如地中海贫血）或需要评估血小板生成的药物提供了独特的优势平台。
• 优化免疫重建基础：通过避免辐照损伤并提供更适宜的微环境，Kit突变模型为更全面、更成熟的人类免疫系统重建（包括体液免疫）奠定了更有利的基础。近期研究表明，在此类背景下结合特定策略（如雌二醇处理），可以构建出具有更完善淋巴结构和更成熟抗体反应能力的先进HIS模型（如THX模型），进一步接近真实的人类免疫应答^[10]。

 

图4. 基于Kit*V831M突变构建的新型人源化模型（THX）中，人源B细胞受体（huBCR）组成及克隆多样性特征接近人类水平 ^[10]。

 

赛业生物C-NKG-Kit*V831M小鼠：下一代人源化平台的优选

 

基于以上进展，赛业生物推出了C-NKG-Kit*V831M小鼠（产品编号：I001175）。该模型在经典的重度免疫缺陷C-NKG小鼠基础上引入了Kit*W41等位基因（即Kit*V831M突变），整合了C-NKG的免疫缺陷特性与Kit突变的优势，具备无需辐照即可高效定植HSC、显著改善红细胞/血小板重建以及增强综合免疫重建潜力的特点，是构建新一代HIS模型的理想选择。

 

部分验证数据如下（详见品系说明书）。

 

• 生长与存活

在移植人HSC后，非辐照的C-NKG-Kit*V831M小鼠表现出与辐照后C-NKG小鼠相似的生长曲线和生存率。

 

图5. 人类HSC移植后，辐照处理的C-NKG小鼠与免辐照C-NKG-Kit*V831M小鼠的生长曲线及生存率比较。

 

• 免疫细胞重建比例

与辐照C-NKG小鼠相比，C-NKG-Kit*V831M小鼠（非辐照）早期人源细胞重建比例虽稍低，但整体重建水平更高。T细胞和B细胞的重建各有特点，NK细胞重建效率和趋势相似，整体展现出强大的多谱系重建能力。

 

图6. 人类HSC移植后，辐照处理的C-NKG小鼠与免辐照C-NKG-Kit*V831M小鼠体内主要人源免疫细胞亚群的重建水平比较。

 

C-NKG-Kit*V831M小鼠（产品编号：I001175）是一种在C-NKG小鼠基础上引入Kit*V831M突变构建的重度免疫缺陷模型。该模型可在无需辐照的条件下高效定植人类造血干细胞（HSC）并重建人类免疫系统，具有显著改善红细胞和血小板重建的潜力，并为更成熟的免疫系统重建提供平台。C-NKG-Kit*V831M小鼠简化了人源化模型构建流程，降低了实验风险与成本，为研究人类免疫系统、造血机制、地中海贫血等血液疾病以及开发创新疗法提供了更先进、可靠且高效的小鼠平台。

 

参考文献

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