基本信息

品系建立

将NPG.CSF2与NPG.IL-3小鼠杂交，PCR检测后代仔鼠中hCSF2和hIL-3转基因双阳性的小鼠相互交配繁殖，筛选保留后代仔鼠中的双阳性小鼠，最终获得两个转基因杂合的小鼠品系，命名为NPG-GM3小鼠。NPG-GM3小鼠移植人造血干细胞（HSC）之后成为HSC-NPG-GM3，该小鼠可以比普通HSC-NPG小鼠更好地支持人髓系细胞、树突状细胞分化发育，同时也促进人T细胞的分化，呈现了更完整的人类免疫系统。

表型数据

1. HSC-NPG-GM3小鼠体重与生存率

                                                                                             A                                                        B

图1. HSC-NPG-GM3小鼠体重与生存率

由A图可知，NPG-GM3经过HSC移植后，小鼠体重大部分维持正常，部分出现轻微下降；由图B可知，在移植后16周左右开始出现小鼠死亡，在移植后20周，仍有70%以上的生存率。

2. HSC-NPG-GM3小鼠人T、B、NK免疫细胞重建 

图2. HSC-NPG-GM3免疫细胞重建水平 

由图可知，NPG-GM3经过HSC移植后8周即可重建成功，且持续维持重建水平。其中，人T细胞比例不断升高，B细胞下降，同时有少量NK细胞重建。

3. HSC-NPG-GM3小鼠的其他免疫细胞重建

图3. HSC-NPG-GM3其它免疫细胞重建水平

由图可知，NPG-GM3经过HSC移植后8周Dc细胞（hCD11c⁺）重建水平较高且持续维持水平；hCD14⁺主要标记人单核细胞和巨噬细胞，由图可知HSC-NPG-GM3小鼠单核细胞/巨噬细胞处于较高重建水平且能持续维持；hCD66b⁺主要标记人中性粒细胞，由图可知HSC-NPG-GM3小鼠也可表达人中性粒细胞。

4. HSC-NPG-GM3小鼠与HSC-NPG小鼠免疫细胞重建对比

图4. HSC-NPG-GM3与HSC-NPG免疫细胞重建水平对比分析

由图可知，NPG-GM3小鼠移植该donor HSC后，不同重建时间收集外周血并进行流式分析，相比于NPG，NPG-GM3小鼠有更高的hCD3⁺ T细胞、hCD56⁺ NK细胞、hCD33⁺髓系细胞、hCD14⁺单核/巨噬细胞重建水平。

HSC-NPG-GM3小鼠研究应用案例

1. NPG-GM3小鼠移植HSC后构建人结肠癌模型及研究重组TRAIL的免疫调节作用^[1]

图5. HuHSC-GM3-NPG构建HCT116模型及重组TRAIL调节的免疫微环境研究

将1×10⁶个log期HCT116细胞右侧皮下接种至雌性Hu-HSC-NPG-GM3小鼠，当肿瘤生长到100-150 mm³时，小鼠接受PBS、shTRAIL (2 mg/kg)、trabectedin (0.15 mg/kg/只小鼠)以及  shTRAIL和trabectedin的联合治疗。结果显示：与 PBS 组相比，所有三个治疗组(shTRAIL、trabectedin 及其联合) 均显著抑制肿瘤生长。免疫细胞实验发现，trabectedin可以上调肿瘤内CD45⁺免疫细胞和M1巨噬细胞，减少免疫抑制细胞的数量，包括Tregs和IL-10⁺ M2样巨噬细胞。联合治疗不仅显著增加了活化的CD8⁺ T细胞数量，而且显著抑制了Treg细胞和 IL-10⁺ M2 巨噬细胞的增殖。

2. HSC-NPG-GM3小鼠移植MDA-MB231细胞系的免疫细胞重建

由图6可知，选取重建7周时外周血hCD45≥25%的HSC-NPG-GM3小鼠进行皮下荷瘤MDA-MB231细胞系，荷瘤后的小鼠外周血hCD45、T细胞、髓系细胞、单核/巨噬细胞持续处于高重建水平，说明可用于靶向或者激活这些免疫细胞药物进行药效测试；同时观测图7，MB231荷瘤成功，且小鼠的生存周期可观，有足够给药窗口期（图8）。

   .                             

由图9可知，荷瘤后的第6周进行终末取材（即HSC重建第13周），外周血中有丰富的T细胞、髓系细胞、单核/巨噬细胞以及少量中性粒细胞重建，同时MB231肿瘤组织（图10）中观测到大量免疫细胞浸润，说明HSC-NPG-GM3小鼠可用于靶向肿瘤内免疫细胞的药物评价。

HSC-NPG-GM3小鼠应用领域

1.肿瘤免疫、肿瘤微环境研究

2. 人CMV病毒感染模型建立等

3. CAR-T药物的安全性评价

4. 感染性疾病研究，如探索髓系细胞在HIV发病机制中的角色

5. 过敏、哮喘等炎症研究

参考文献

1. Wang X, et al. Dose-related immunomodulatory effects of recombinant TRAIL in the tumor immune microenvironment. J Exp Clin Cancer Res. 2023, 42(1):216.

2. Ito R, et al. A humanized mouse model to study asthmatic airway inflammation via the human IL-33/IL-13 axis. JCI Insight. 2018, 3(21):e121580.