圖1 主要免疫缺陷小鼠的發展歷程
 

當前免疫缺陷程度最高的幾種小鼠中，M-NSG重度免疫缺陷小鼠無疑是其中最優秀的之一，小編將借本文為大家詳細介紹M-NSG小鼠，以饗讀者。

01 M-NSG簡介
M-NSG重度免疫缺陷小鼠是南模生物自主研發的NOD-Prkdc^scidIl2rg^null小鼠，缺失成熟T細胞、B細胞和NK細胞，可高效地植入人CD34+造血干細胞(HSC)、外周血單核細胞(PBMC)、細胞系來源的異體移植物（CDX）、病人來源異種移植物(PDX)或成體干細胞及組織，可以實現人類免疫系統的重建，是研究人體免疫功能、傳染病、糖尿病、腫瘤學和干細胞生物學的重要免疫缺陷小鼠，是目前國際公認的免疫缺陷程度較高、較適合人源細胞或組織移植的工具小鼠。
 

圖2 M-NSG背景及敲除基因

02 M-NSG的表型數據
我們對M-NSG進行了大量的表型分析，證實了其在脾臟和血液中均無T細胞、B細胞和NK細胞表達，同時檢測了M-NSG小鼠脾臟和血液中單核細胞、巨噬細胞和DC細胞的表達情況。

圖3 M-NSG小鼠脾臟中 T、B 和 NK 細胞缺失


圖4 M-NSG小鼠血液中 T、B 和 NK 細胞缺失


圖5 M-NSG小鼠脾臟中單核細胞、巨噬細胞和 DC 細胞比例


圖6 M-NSG小鼠外周血中單核細胞、巨噬細胞和 DC 細胞比例

圖7 A549(左)、Raji(右)在M-NSG上建立腫瘤模型
 

圖8 JIMT-1在M-NSG上建立腫瘤模型
 

如圖7所示，將A549 肺腫瘤細胞系和Raji淋巴瘤細胞系分別接種到不同免疫缺陷小鼠上，在不同的時間點測量腫瘤體積，可以看到M-NSG 小鼠的成瘤效果最佳；如圖8所示，在普通免疫缺陷小鼠上難以成瘤的JIMT-1乳腺癌細胞系可以在M-NSG上順利成瘤。目前，我們已經驗證了近30種人源細胞系在M-NSG上的成瘤效果。

3.2 PDX造模
人源性組織異種移植模型(patient-derivedxenografts , PDX)是將腫瘤患者的腫瘤組織移植至重癥免疫缺陷型小鼠體內而形成的模型。PDX模型可以較完整地保持患者腫瘤原有的生物學特征、病理分型、分子標志物表達、基因突變類型等，在臨床前實驗中應用廣泛。PDX模型構建流程大致如下：

圖9 PDX模型構建流程

南模生物已成功建立多個癌種的PDX模型，僅肝癌PDX模型就超過60多種。這些PDX模型可以從各方面復制病人腫瘤的異質性，包括其分子層面, 基因層面和組織層面上的復雜性。我們可以使用PDX快速測試和分析藥物療效，PDX腫瘤模型亦可以用于臨床前測試，通過模擬第二期臨床試驗中癌癥病人的規模，以幫助藥物開發。

3.3 Hu-PBMC造模
Hu-PBMC模型，或者被稱為Hu-PBL（perihperal blood lymphocyte, PBL）模型，是一種構建較為簡單和經濟的免疫系統人源化小鼠模型。其構建方式是將成熟淋巴細胞（來自PBMC）經腹腔（i.p.）或靜脈（i.v.）注射到免疫缺陷宿主小鼠M-NSG中，該模型常被用于研究人效應T細胞的活化以及評估免疫抑制藥物。

圖10 Hu-PBMC模型的構建示意圖

如圖11所示，六個人源供體的PBMC分別經尾靜脈注射入六組M-NSG小鼠體內，可檢測到人源CD45+細胞比例總體趨勢升高，其嵌合比例變化有差異，總體變化趨勢符合預期，且小鼠體重變化相對穩定。
 

圖11 Hu-PBMC 移植 M-NSG 小鼠后的表型檢測

3.4 HSC造模
Hu-HSC模型，也叫hu-CD34+ ，或叫 hu-SRC（scid-repopulatingcell），已經被廣泛應用于研究人類造血發育、細胞介導的免疫反應以及HIV和EBV等病毒感染性疾病中。 其構建方式是將來自人臍帶血、骨髓、G-CSF激活的外周血或胎肝的人CD34+ HSCs通過靜脈內（i.v.）或股骨內（i.f.）注射到成年免疫缺陷小鼠M-NSG中，得到的小鼠可以產生多種造血干細胞，但T細胞產生量少，不具備功能性免疫細胞；也可以通過靜脈注射（心內或肝內）將人CD34+HSCs移植到新生受體小鼠中（小于4周齡），得到的小鼠可以產生T細胞、B細胞、巨噬細胞、NK細胞和DC細胞。
 

圖12 Hu-HSC模型的構建示意圖
 

如圖13所示，人造血干細胞 (HSCs) 移植 M-NSG 小鼠重建造血系統后，可以觀察到人源CD45+ 免疫細胞在小鼠外周血水平不斷升高，且可以分析各類人源免疫細胞。
 

圖13 Hu-HSC移植 M-NSG 小鼠后的表型檢測

3.5 M-NSG衍生品系
隨著腫瘤免疫的進一步深入，研究者有時發現移植PBMC后，實驗窗口期不夠；髓系細胞無法在重度免疫缺陷鼠體內順利重建；人源化重建后的小鼠無法表達浸潤性巨噬細胞等。為了克服上述困難，我們進一步開發出針對這些挑戰的M-NSG衍生品系，詳見下表！
 

04 M-NSG飼養注意事項
1. 環境
溫度：20–26℃，日溫差不超過 4℃
濕度：40–70%● 晝夜時長：12h/12h 或 14h/10h
照度：小鼠照度 15–20 lux，工作照度 200 lux 以上
噪音：低于 60 dB
建議使用隔離包或獨立通風的 IVC 籠具。IVC 環境對于免疫缺陷小鼠的飼養比較有利。

2. 飼料
建議使用高脂肪低蛋白的飼料，M-NSG 小鼠的飼料需要蛋白質含量≥ 18%，脂肪含量≥ 6%，采用 Co60 輻照滅菌，可以保證小鼠的健康生長繁殖。

3. 飲水
如果在隔離包飼養，可采用高壓滅菌的純水作為飲用水。如果在小鼠屏障系統中飼養，建議采用酸化水（用 HCl 調節 PH至 2.5-3.0），經高壓滅菌后使用，可有效預防假單胞菌和金黃色葡萄球菌的污染。

4. 籠具與墊料
如不在隔離包飼養，需要在超凈工作臺更換墊料，且需要使用消毒過的鑷子轉移小鼠到新的籠盒，在日常換籠過程中，要在超凈工作臺中進行更換，每換一籠時夾取小鼠的鑷子要進行消毒，避免用手直接接觸小鼠，每周都要更換籠具。