C-NKG-hIL15小鼠&huHSC-C-NKG-hIL15小鼠的介紹及在免疫療法中的應(yīng)用

免疫療法通過調(diào)動(dòng)體內(nèi)的免疫細(xì)胞來提高人體免疫系統(tǒng)對腫瘤細(xì)胞的識(shí)別、殺傷和清除能力，考慮到小鼠和人類免疫系統(tǒng)存在差異，這類療法通常在免疫系統(tǒng)“人源化”小鼠（HIS）模型上進(jìn)行臨床前評估[1-2]。經(jīng)典的人源化方式是將人類造血干細(xì)胞（HSC）移植到重度免疫缺陷小鼠體內(nèi)，例如C-NKG小鼠。早期的免疫療法（如CAR-T和TIL）主要通過T細(xì)胞來發(fā)揮作用，近年來，依賴于自然殺傷細(xì)胞（NK）的免疫療法（如CAR-NK和ADCC）逐漸受到關(guān)注，NK細(xì)胞相關(guān)靶點(diǎn)在免疫檢查點(diǎn)療法的開發(fā)中也備受青睞。這些療法需要人類NK細(xì)胞的參與，但常用的免疫系統(tǒng)“人源化”模型中人源NK細(xì)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(xì)胞的模型成為該類研究的重點(diǎn)之一。
 

圖1 不同免疫系統(tǒng)“人源化”小鼠的構(gòu)建方式和細(xì)胞的重建類型[3]

NK細(xì)胞高效重建需要人源化的IL-15

NK細(xì)胞能夠迅速識(shí)別并啟動(dòng)免疫防御機(jī)制，從而迅速清除病變和癌變細(xì)胞。與其他免疫細(xì)胞相比，NK細(xì)胞對于腫瘤和病毒感染細(xì)胞的殺傷作用更強(qiáng)且更有效。然而，小鼠體內(nèi)缺乏支持人類NK細(xì)胞發(fā)育所需的相關(guān)因子，導(dǎo)致在常規(guī)重度免疫缺陷小鼠體內(nèi)進(jìn)行的人源免疫系統(tǒng)重建中NK細(xì)胞比例較低。白細(xì)胞介素-15（IL-15）是一種調(diào)節(jié)T細(xì)胞和NK細(xì)胞活化、增殖的細(xì)胞因子，研究表明，IL-15在NK細(xì)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(xì)胞在小鼠體內(nèi)穩(wěn)定維持功能[4-5]。因此，對重度免疫缺陷小鼠進(jìn)行IL15基因的人源化修飾，有助于重建過程中HSC向NK細(xì)胞譜系分化，并進(jìn)一步促進(jìn)T細(xì)胞的增殖[6]。
 

圖2 白細(xì)胞介素-15（IL-15）是調(diào)節(jié)造血干/祖細(xì)胞向NK細(xì)胞分化的重要細(xì)胞因子[4]

C-NKG-hIL15小鼠（產(chǎn)品編號：C001513）是賽業(yè)生物基于C-NKG小鼠敲入人源IL15基因而構(gòu)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(chǔ)上移植人類造血干細(xì)胞（CD34+ HSC）而構(gòu)建的huHSC-C-NKG-hIL15免疫系統(tǒng)人源化模型（產(chǎn)品編號：C001526）能夠重建多種免疫細(xì)胞，壽命更長，并顯著提高人源NK細(xì)胞的重建比例。因此，該模型可用于開發(fā)靶向NK細(xì)胞的免疫療法并進(jìn)行藥物評價(jià)。以下是該模型的詳細(xì)表型信息。

人源IL15蛋白表達(dá)檢測
與C-NKG小鼠相比，C-NKG-hIL15小鼠體內(nèi)存在顯著的人源IL15蛋白表達(dá)。
 

圖3 5周齡雌性純合C-NKG-hIL15小鼠和C-NKG小鼠體內(nèi)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

圖5 huHSC-C-NKG-hIL15小鼠外周血各類免疫細(xì)胞的重建情況

huHSC-C-NKG-hIL15小鼠實(shí)現(xiàn)不同發(fā)育階段NK細(xì)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(fā)育時(shí)期NK細(xì)胞，包括NKG2D+ NK細(xì)胞（NKG2D在NK細(xì)胞早期發(fā)育階段中表達(dá)，在成熟NK細(xì)胞中保持活躍）和KIR3DL+ NK細(xì)胞（KIR3DL在NK細(xì)胞中晚期發(fā)育階段表達(dá)），并成功實(shí)現(xiàn)成熟NK細(xì)胞（CD57+）的重建（CD57在NK細(xì)胞的最終成熟階段表達(dá)）。
 

圖6 huHSC-C-NKG-hIL15小鼠體內(nèi)不同發(fā)育階段的NK細(xì)胞重建情況

賽業(yè)生物免疫重建模型推薦

參考文獻(xiàn)：

[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.

[2]Walsh NC, Kenney LL, Jangalwe S, Aryee KE, Greiner DL, Brehm MA, Shultz LD. Humanized Mouse Models of Clinical Disease. Annu Rev Pathol. 2017 Jan 24;12:187-215.

[3]Genomab Biotech. “Human immune system (HIS) mice.”, Retrieved May 23, 2024, from https://www.genomab.com/the-mouse-with-human-immune-system

[4]Liquitaya-Montiel AJ, Mendoza L. Dynamical Analysis of the Regulatory Network Controlling Natural Killer Cells Differentiation. Front Physiol. 2018 Aug 2;9:1029.

[5]Huntington ND, Legrand N, Alves NL, Jaron B, Weijer K, Plet A, Corcuff E, Mortier E, Jacques Y, Spits H, Di Santo JP. IL-15 trans-presentation promotes human NK cell development and differentiation in vivo. J Exp Med. 2009 Jan 16;206(1):25-34.

[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.