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建立 BALB/c-Nude 裸小鼠为背景的人源化 ACE2(hACE2)转基因裸小鼠动物模型

  • 分类:学术讲座
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  • 来源:专业提供(ATCC,DSMZ,RCB,JCRB细胞库源细胞、动物实验、CRO服务、SCI润色)
  • 发布时间:2022-09-19 10:56
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【概要描述】利用 hACE2 转基因小鼠与雄性BALB/c-Nude裸小鼠杂交获得F1代,将F1代hACE2小鼠与BALB/c-Nude裸小鼠回交获得F2 代,再将F2代hACE2小鼠互交获得F3代hACE2转基因裸小鼠。对F3代中hACE2转基因裸小鼠的生长发育、生理指标及免疫指标与C57BL/6J野生型小鼠、hACE2小鼠和BALB/c-Nude裸小鼠进行对比分析

建立 BALB/c-Nude 裸小鼠为背景的人源化 ACE2(hACE2)转基因裸小鼠动物模型

【概要描述】利用 hACE2 转基因小鼠与雄性BALB/c-Nude裸小鼠杂交获得F1代,将F1代hACE2小鼠与BALB/c-Nude裸小鼠回交获得F2 代,再将F2代hACE2小鼠互交获得F3代hACE2转基因裸小鼠。对F3代中hACE2转基因裸小鼠的生长发育、生理指标及免疫指标与C57BL/6J野生型小鼠、hACE2小鼠和BALB/c-Nude裸小鼠进行对比分析

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  摘要
  宿主血管紧张素转换酶2(angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)是一种锌金属蛋白酶,在肺脏、肠胃及大脑等组织中广泛表达11。ACE2是SARS-COV2及SARS-COV的受体,在研究SARS发病机制和抗病毒药物的评价具有重要作用,也是本次新型冠状病毒的药物治疗及疫苗研发靶点P-51。
  早在2003年,研究者建立了人源化ACE2(hACE2)转基因小鼠动物模型。由于裸小鼠具有T细胞缺乏的免疫缺陷等特点,本研究试图建立一种携带 hACE2 基因的免疫缺陷啮齿类动物模型,为研发抗SARS-Cov2病毒药物和疫苗提供具有免疫缺陷的动物模型。
  关键词
  小鼠动物模型,小鼠模型,模型小鼠,动物模型,裸小鼠,转基因免疫缺陷裸小鼠
  目的
  建立 BALB/c-Nude 裸小鼠为背景的人源化 ACE2(hACE2)转基因裸小鼠动物模型。
  方法


  利用 hACE2 转基因小鼠与雄性BALB/c-Nude裸小鼠杂交获得F1代,将F1代hACE2小鼠与BALB/c-Nude裸小鼠回交获得F2 代,再将F2代hACE2小鼠互交获得F3代hACE2转基因裸小鼠。对F3代中hACE2转基因裸小鼠的生长发育、生理指标及免疫指标与C57BL/6J野生型小鼠、hACE2小鼠和BALB/c-Nude裸小鼠进行对比分析。
  结果
  (1)hACE2转基因裸小鼠生长发育指标与C57BL/6J野生型小鼠、hACE2小鼠和BALB/c-Nude裸小鼠无明显差异。
  (2)hACE2转基因裸小鼠生理指标中,建立的hACE2转基因裸小鼠与BALB/c-Nude裸小鼠相似,病理解剖观察发现,小鼠体内均无胸腺。脏器系数结果与BALB/C-Nude裸小鼠比较,脾脏系数和肝脏系数出现显著差异(P<0.05)。血常规检测指标与C57BL/6J野生型小鼠、hACE2小鼠比较,中性粒细胞百分比(NEU)、淋巴细胞百分比(LYM)和单核细胞百分比(MONO)均出现显著差异(P<0.01)。
  (3)hACE2转基因裸小鼠免疫指标中,与C57BL/6J野生型小鼠和hACE2小鼠比较,CD45+CD3+、CD45+CD3+CD4+、CD45+CD11B+和CD45+NK+均出现显著差异(P<0.01),与BALB/c-Nude 裸小鼠无明显差异。
  结论
  成功建立了BALB/c-Nude 为背景的 hACE2 转基因免疫缺陷裸小鼠动物模型。
  讨论
  本研究成功建立了BALB/c-Nude为背景的hACE2转基因免疫缺陷裸小鼠动物模型。
  hACE2转基因裸小鼠(Nude-hACE2)表现为无毛裸小鼠,生长发育情况与BALB/c-Nude裸小鼠相近。通过病理解剖观察,hACE2转基因裸小鼠与BALB/c-Nude 裸小鼠相同,均缺少胸腺组织。胸腺作为机体重要的淋巴组织,来自骨髓的淋巴干细胞在胸腺中分化为T细胞,成熟的T细胞再分化为辅助T细胞和细胞毒性T细胞,随后输出胸腺,进入外周淋巴器官。hACE2转基因裸小鼠胸腺的缺少导致其无法正常分化 T 细胞,进而造成机体细胞免疫缺陷。血常规指标检测结果显示,hACE2 转基因裸小鼠血液血细胞分布情况与BALB/C-Nude裸小鼠相近,与C57BL/6J野生型小鼠、hACE2 小鼠比较,LYM偏低主要与hACE2转基因裸小鼠先天性免疫缺陷有关;NEU、MONO偏高则可能是由于在环境中饲养中因免疫缺陷造成的某些细菌感染有关。
  免疫指标检测结果显示,hACE2转基因裸小鼠的CD45+CD3+、CD45+CD3+CD4+以及CD45+CD3+CD8+低于C57BL/6J野生型小鼠,hACE2转基因裸小鼠的CD45+CD3+、CD45+CD3+CD4+以及CD45+CD3+CD8+均与BALB/C-Nude裸小鼠相近,反映hACE2转基因裸小鼠体内T细胞无法正常表达且在免疫水平上与BALB/c-Nude裸小鼠具有很高的相似性,无胸腺导致缺乏成熟的T细胞,进而导致细胞免疫功能的缺失。
  衰老对免疫系统有着深远的影响,免疫系统的固有和适应性免疫应答都随着年龄增长而呈现功能下降****。在老龄化过程中,由于胸腺的萎缩导致小鼠体内T细胞数量明显减少,其分化增殖能力下降,诱生新的T细胞记忆反应能力也受损,导致T细胞库的多样性减少19-101。根据不同月龄的免疫指标结果,裸小鼠因具有胸腺退化的缺陷,自身的细胞免疫功能缺失,故 hACE2 转基因裸小鼠与BALB/c-Nude 裸小鼠相似,免疫能力自始至终都处于较弱的水平且免疫能力不随年龄增长而发生改变。同时,hACE2转基因裸小鼠由于其自身的免疫能力低下,在日常饲养的过程中,随着年龄增加还需对其提供清洁的生活环境、富含营养的饲料等,防止因环境问题或饲养不当而导致动物产生细菌感染或死亡。
  hACE2转基因小鼠作为啮齿类COVID-19动物模型,可应用于SARS-COV2发病机理、疫苗及治疗效果等方面的研究,其主要的优势表现在遗传背景清晰,繁殖周期短,饲养条件可控以及伦理问题较少。通过与裸小鼠繁育出的hACE2转基因裸小鼠不仅具有以上优点,还具有裸小鼠先天性细胞免疫缺陷等特点,作为携带hACE2基因的免疫缺陷动物模型,或许可以为SARS-CoV2疫苗研究过程中安全性和免疫原性评价等方面提供一些支持。

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