C-NKG-hIL15小鼠&huHSC-C-NKG-hIL15小鼠的介紹及在免疫療法中的應用
免疫療法通過調動體內的免疫細胞來提高人體免疫系統對腫瘤細胞的識別、殺傷和清除能力，考慮到小鼠和人類免疫系統存在差異，這類療法通常在免疫系統“人源化”小鼠（HIS）模型上進行臨床前評估[1-2]。經典的人源化方式是將人類造血干細胞（HSC）移植到重度免疫缺陷小鼠體內，例如C-NKG小鼠。早期的免疫療法（如CAR-T和TIL）主要通過T細胞來發揮作用，近年來，依賴于自然殺傷細胞（NK）的免疫療法（如CAR-NK和ADCC）逐漸受到關注，NK細胞相關靶點在免疫檢查點療法的開發中也備受青睞。這些療法需要人類NK細胞的參與，但常用的免疫系統“人源化”模型中人源NK細胞比例較低，不利于療法的評估[2-3]。因此，高效重建人類NK細胞的模型成為該類研究的重點之一。
圖1 不同免疫系統“人源化”小鼠的構建方式和細胞的重建類型[3]
NK細胞高效重建需要人源化的IL-15
NK細胞能夠迅速識別并啟動免疫防御機制，從而迅速清除病變和癌變細胞。與其他免疫細胞相比，NK細胞對于腫瘤和病毒感染細胞的殺傷作用更強且更有效。然而，小鼠體內缺乏支持人類NK細胞發育所需的相關因子，導致在常規重度免疫缺陷小鼠體內進行的人源免疫系統重建中NK細胞比例較低。白細胞介素-15（IL-15）是一種調節T細胞和NK細胞活化、增殖的細胞因子，研究表明，IL-15在NK細胞分化、功能和存活中起著不可或缺的作用。提供足夠人源IL-15可以使人類NK細胞在小鼠體內穩定維持功能[4-5]。因此，對重度免疫缺陷小鼠進行IL15基因的人源化修飾，有助于重建過程中HSC向NK細胞譜系分化，并進一步促進T細胞的增殖[6]。
圖2 白細胞介素-15（IL-15）是調節造血干/祖細胞向NK細胞分化的重要細胞因子[4]
C-NKG-hIL15小鼠（產品編號：C001513）是賽業生物基于C-NKG小鼠敲入人源IL15基因而構建的二代重度免疫缺陷模型。相較于C-NKG小鼠，在C-NKG-hIL15小鼠的基礎上移植人類造血干細胞（CD34+ HSC）而構建的huHSC-C-NKG-hIL15免疫系統人源化模型（產品編號：C001526）能夠重建多種免疫細胞，壽命更長，并顯著提高人源NK細胞的重建比例。因此，該模型可用于開發靶向NK細胞的免疫療法并進行藥物評價。以下是該模型的詳細表型信息。
人源IL15蛋白表達檢測
與C-NKG小鼠相比，C-NKG-hIL15小鼠體內存在顯著的人源IL15蛋白表達。
圖3 5周齡雌性純合C-NKG-hIL15小鼠和C-NKG小鼠體內人源IL15蛋白的ELISA檢測
huHSC-C-NKG-hIL15小鼠維持正常生長和生存率
圖4 4周齡雌性純合C-NKG-hIL15小鼠在移植huCD34+ HSC后的生存情況
huHSC-C-NKG-hIL15小鼠高效重建各類免疫細胞
huHSC-C-NKG-hIL15小鼠外周血中人源白細胞在第3周得到快速重建，人源T細胞在第11周開始重建且其比例逐漸上升，第27周時人源T細胞比例維持在25%左右；人源B細胞比例從第三周開始波動上升，在第17周后逐漸趨于穩定。重要的是，人源NK細胞在第3-5周得到快速重建，在第17周后逐漸趨于穩定，第27周仍可保持約20%的NK細胞重建比例。
圖5 huHSC-C-NKG-hIL15小鼠外周血各類免疫細胞的重建情況
huHSC-C-NKG-hIL15小鼠實現不同發育階段NK細胞的重建
在重建過程中，huHSC-C-NKG-hIL15小鼠外周血均存在不同發育時期NK細胞，包括NKG2D+ NK細胞（NKG2D在NK細胞早期發育階段中表達，在成熟NK細胞中保持活躍）和KIR3DL+ NK細胞（KIR3DL在NK細胞中晚期發育階段表達），并成功實現成熟NK細胞（CD57+）的重建（CD57在NK細胞的最終成熟階段表達）。
圖6 huHSC-C-NKG-hIL15小鼠體內不同發育階段的NK細胞重建情況
總 結
C-NKG-hIL15小鼠（產品編號：C001513）是一種基于C-NKG小鼠敲入人源IL15基因構建的二代重度免疫缺陷模型。該模型成功地高表達人類IL15蛋白。通過在該模型中移植人類造血干細胞（HSC），可以構建huHSC-C-NKG-hIL15免疫系統人源化小鼠模型（產品編號：C001526）。這些小鼠在維持正常的生長和生存的情況下，能夠重建多種免疫細胞，尤其是顯著提高人源NK細胞的重建比例。因此，C-NKG-hIL15和huHSC-C-NKG-hIL15小鼠可以作為靶向NK細胞的免疫療法研究和藥物評價的有力工具。
此外，賽業生物還可提供多種其他類型的免疫缺陷模型和免疫重建模型，并可提供多種腫瘤細胞系及相關移植模型的構建，以滿足研發人員在不同腫瘤療法研究領域的實驗需求。
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賽業生物免疫重建模型推薦
參考文獻：
[1]Chuprin J, Buettner H, Seedhom MO, Greiner DL, Keck JG, Ishikawa F, Shultz LD, Brehm MA. Humanized mouse models for immuno-oncology research. Nat Rev Clin Oncol. 2023 Mar;20(3):192-206.
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[4]Liquitaya-Montiel AJ, Mendoza L. Dynamical Analysis of the Regulatory Network Controlling Natural Killer Cells Differentiation. Front Physiol. 2018 Aug 2;9:1029.
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[6]Katano I, Nishime C, Ito R, Kamisako T, Mizusawa T, Ka Y, Ogura T, Suemizu H, Kawakami Y, Ito M, Takahashi T. Long-term maintenance of peripheral blood derived human NK cells in a novel human IL-15- transgenic NOG mouse. Sci Rep. 2017 Dec 8;7(1):17230.
