免疫缺陷小鼠在免疫、腫瘤、移植以及轉化醫學研究中使用非常廣泛,許多免疫相關的研究中或多或少都有用過這些小鼠。免疫缺陷小鼠的選擇、飼養、繁育以及實驗操作等問題,經常對研究人員造成困擾。為了幫大家更好地了解免疫缺陷小鼠以應對相關問題,杰克森實驗室技術信息科學家孫佳偉博士為大家準備了線上直播,
在直播中孫博和大家分享了免疫缺陷小鼠相關的眾多信息,也回答了線上觀眾提出的很多問題。

歡迎大家點擊觀看直播回放
這次直播的響應非常熱烈,我們收到了很多觀眾的提問,這里孫佳偉博士總結性地回答了在直播中收到的一些問題,快來看看這些問題對您的研究是否也有所幫助吧!
▲ 飼養相關問題
▲ 繁育相關問題
▲ 微生物感染相關問題
▲ 輻照相關問題
▲ 品系選擇相關問題
▲ 其他實驗相關問題
免疫缺陷小鼠飼養相關問題
1、老師您好,我這邊購買了免疫缺陷NSG小鼠,請問一下在實驗擴繁過程中小鼠飼養環境需要注意什么嗎?購買什么品牌的飼料比較好呢?
2、重度免疫缺陷鼠的營養學控制和要求及消化系統特點,一般的繁殖料能否用于長期飼養該類型小鼠?
3、NSG小鼠的酸水喂養是必須的嗎?
4、NSG小鼠可以用加氯或者高壓水嗎?
5、免疫缺陷日常如何飼養護理,需要注意什么?與普通鼠有什么區別?
6、飼養免疫缺陷小鼠有特殊的屏障環境要求嗎?必須使用IVC籠盒嗎?
7、在屏障設施里,是否所有的免疫缺陷鼠都需要在IVC籠具飼養?哪些需要?哪些不需要?屏障設施里開放式籠盒飼養免疫缺陷鼠對動物及試驗的影響有哪些?您推薦的飼養方式是什么?(限屏障設施)
8、免疫缺陷小鼠異常死亡的情況,建議做哪些項目的檢測?
9、NSG品系本身死亡率是多少,適應時期死亡怎么處理?
10、您所說的NSG要在合適的良好的環境下可以保持正常狀態,能否就這個合適的環境再做一些闡述,是否必須隔離包?
11、我們實驗室需要長期飼養免疫缺陷鼠,日常飼養中有什么特別注意的地方,應該怎么監控其健康狀態?
12、在前期實驗中發現,部分飼養的裸鼠會出現長出白色體毛的現象,咨詢相關老師得到的回復是裸鼠的基因型出現問題,這種情況是否會影響腫瘤實驗結果?
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● 不同的免疫缺陷小鼠的免疫缺陷程度不同,NSG™小鼠的免疫缺陷最嚴重,但它們在嚴格的飼養環境和人員操作下,健康狀況良好,中期壽命大約在20個月,繁育能力正常。在JAX,所有免疫缺陷小鼠都飼養在最高屏障等級的SPF設施內,排除一切機會性致病菌(Agents Monitored in JAX Mouse Rooms),同時有一套嚴格的操作和管理流程來保障環境的穩定和潔凈。大部分情況下,JAX小鼠的健康報告可以幫助評估您所在的設施是否能夠良好飼養該品系。
● 從具體的操作上看,在JAX,飼養免疫缺陷小鼠的籠具、飼料和飲水與其他小鼠無異,同樣是使用IVC籠盒、LabDiet® 5K52 formulation (6% fat)的飼料和鹽酸酸化到pH為2.5-3.0的酸化水。不同設施使用的飼料、飲水可能有所不同,大家可以遵從自己的設施習慣,但需要確保物料的嚴格滅菌。在JAX的設施內,免疫缺陷小鼠極少出現死亡現象。如果在設施內出現小鼠的異常死亡,需要結合種群死亡率、尸檢報告、鼠房微生物檢測報告,綜合判斷死亡原因,從而采取相應的措施加以改善。
● 對于長期飼養的免疫缺陷小鼠,在日常操作中,可以從以下方面監測小鼠的健康狀態:
1、密切關注其外觀:有無皮膚異常、弓背或毛發不整,觀察實驗傷口處有無發炎、膿腫,有無體重減輕、腹瀉等情況;
2、關注表型的變化:包括繁育數據、日常的實驗數據等;
3、定期哨兵鼠檢測:對于免疫缺陷品系而言,用常規的野生近交系可能不足以監測,因為有的機會性致病菌在免疫系統健全的品系上可能不會生長。所以可以用淘汰的繁育對、或者專門的重度免疫缺陷品系作為哨兵鼠。
● 關于裸鼠出現毛發的情況,首先需要確定基因型是否正確。如果Foxn1突變是雜合子,那么小鼠有毛發是正常的;如果Foxn1突變是純合子,小鼠一般沒有毛發,但是偶爾也會出現毛發。因為FOXN1蛋白缺失會導致小鼠出現“異常”的毛發生長模式,而并非完全沒有毛發[1]。如果裸鼠出現毛發是由于Foxn1突變雜合,那么小鼠的T細胞缺失不完全,可能導致對腫瘤產生排斥;如果確定Foxn1突變是純合,只要確定腫瘤細胞是可以在裸鼠身上成瘤的,一般情況下,輕微的毛發生長并不會對腫瘤實驗結果產生影響。
免疫缺陷小鼠繁育相關問題
1、NSG小鼠妊娠率,產仔情況如何?
2、請問免疫缺陷會影響小鼠的繁殖嗎?這類小鼠如何繁育呢?
3、NSG小鼠的最佳繁殖年齡是什么?最佳使用年齡又是什么?
4、免疫缺陷鼠合籠后不懷孕可能是什么原因?
5、nude小鼠幼崽容易死亡,有的被吃掉,大鼠不給喂奶作窩,怎么處理?
6、請問NSG繁育籠的換籠頻率有什么要求?
7、繁育籠的雌雄比例是3:1嗎?
8、NSG免疫缺陷鼠生育率會隨著子代代數越多而下降嗎?生育率下降是自身原因居多還是環境影響居多?合籠小鼠為什么經常出現雄鼠死亡現象?
9、NSG的繁殖方式是什么呢?近交系,還是隨機交配,繁育幾代會不會出現基因漂變?
10、如何檢測遺傳漂變的程度呢?
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● 小鼠的繁育表現與遺傳、飼養環境、人員操作等多種因素有關,但總體來說,在嚴格且穩定的飼養環境和人員操作下,免疫缺陷小鼠也是可以正常地繁育的。需要注意的是,不同的設施內小鼠的繁育表現可能會有所差別,建議大家在自己的設施內進行持續的繁育數據收集和記錄保存,這樣在小鼠出現繁育問題時,可以及時地分析這些影響因素,再針對性地采取措施改善繁育表現。(相關閱讀:☞小鼠基礎知識二|保姆級教程,幫你搞定小鼠繁育。
● 在JAX,NSG™小鼠的繁育性能良好,我們會在5-8周齡開始配繁,繁育籠的雌雄配比一般為1:1或者2:1,整個繁育期間雌雄小鼠始終保持同籠,以減少反復分離、合籠對雌鼠造成的潛在壓力。
● 對于長期飼養的品系,如果出現生育能力越來越差,或者是關注的表型發生了顯著變化的情況,首先需要考慮飼養環境是不是有所改變,如果環境本身是嚴格、穩定的,那么就需要考慮是不是遺傳漂變的積累導致了這些變化。在種群繁育過程中,遺傳漂變是自發的、隨機的,并且無法避免,對遺傳漂變進行檢測需要進行全基因組測序,這是一項既耗時、成本又高的工作,因此除非是進行遺傳漂變相關的課題研究,否則檢測遺傳漂變是沒有太大意義的。如何減少遺傳漂變的積累可能對實驗結果帶來的影響,最有效的措施是在種群擴繁早期進行胚胎或精子的大量凍存,再定期復蘇以重建種群;另一種便利的選擇是定期從可靠的供應商引進新的繁育對小鼠。
● JAX啟用了獲得專利的遺傳穩定性項目GSP (Patented Genetic Stability Program ),來有效地保障JAX小鼠的遺傳質量,一些重要的品系,包括NSG™小鼠,已經納入了該計劃之中。
免疫缺陷小鼠微生物感染相關問題
1、做CDX或PDX移植的時候,怎么避免移植物對小鼠造成感染?
2、NSG才2個月,自發腫瘤死亡,是微生物感染嗎?
3、PDX手術后動物表現拉稀,可能是什么感染呢?
4、免疫缺陷小鼠最難去除的是牛棒狀桿菌了,如何徹底根除呢?
5、利用NSG類小鼠做人源移植物異體移植時,如何避免人源移植物自身可能攜帶的微生物導致小鼠感染或者死亡的情況?是否有推薦的抗生素或者其他藥物給予同時注射?如何評價此類藥物可能對人源移植物造成的影響?
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● 免疫缺陷小鼠由于其免疫功能受損,對病原微生物的抵抗力下降,NSG™小鼠的免疫缺陷最為嚴重,無法抵御感染,很容易受到病原微生物、機會性病原體(克雷伯產酸菌)、甚至它們自己的腸道菌群(腸球菌)的感染[2]。避免免疫缺陷小鼠的感染,重在預防,可以從環境、人員和實驗操作三個方面進行。
● 一般不建議預防性使用抗生素來喂養免疫缺陷小鼠,這有可能會導致耐藥菌的出現,使得之后的飼養繁育變得更加困難;如果動物房屏障等級較低,可以在獸醫的監督下使用Sulfatrim,但這種藥物無法預防感染,只能抑制小鼠的感染癥狀[3]。
● 對于移植相關實驗,除了器械和環境消毒外,還需要確保移植物是無污染的,可以在移植前對移植材料進行MAP或者PCR檢測。如果在飼養過程中,發現小鼠出現了異常的疾病表型(如腹瀉、體重減輕、腫瘤)甚至死亡,可以請獸醫對死亡小鼠進行解剖檢驗,并且對鼠房的哨兵鼠進行微生物檢測,以判斷是否存在微生物感染,以及是何種微生物感染。對于牛棒狀桿菌感染的預防和根除策略,可以參考視頻回放。
免疫缺陷小鼠輻照相關問題
1、請問prkdc SCID小鼠移植同背景小鼠的脾細胞時,還需要輻照嗎?用很低劑量輻照,小鼠死亡率還是很高;直接移植死亡率也很高。
2、免疫缺陷是不是不能輻照啊?
3、人胚系干細胞移植,能不能不輻照NSG小鼠?
4、其他免疫缺陷鼠,比如rag缺陷,會對輻照敏感么?
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● 由scid突變的基因Prkdc編碼一種DNA蛋白激酶,不僅在TCR/BCR基因重排中發揮重要的功能,也參與整個身體的DNA雙鏈斷裂修復。因此,所有攜帶scid突變的小鼠對損害DNA的化學或物理制劑,如癌癥化療和輻照的敏感性增加。而Rag敲除則是破壞重排信號序列(RSS)的識別與剪切,導致V(D)J重排通路從源頭受阻,所以Rag敲除的小鼠對輻射耐受度更高。
● 構建免疫系統人源化小鼠,是免疫缺陷小鼠的一個重要的應用領域,其中最常見的人源化類型是PBMC和CD34人源化。一般來說,CD34人源化小鼠的構建,由于移植的造血干細胞需要遷移到骨髓中發育、分化,因此需要對小鼠進行輻照,以清除鼠源造血干細胞和空出骨髓腔,幫助人造血干細胞更好地定植;而PBMC人源化小鼠的構建,通?梢圆贿M行輻照。
● 不同實驗機構的小鼠狀態、所使用的輻照儀可能略有不同,因此在對免疫缺陷小鼠進行一些需要輻照的實驗時,比如CD34人源化構建,或者對荷瘤小鼠進行輻射治療、化療的研究時,需要考慮到小鼠對輻射以及遺傳毒性藥物的敏感性,在正式實驗之前最好進行最大耐受劑量的測試。
免疫缺陷小鼠品系選擇相關問題
1、不同遺傳背景下的SCID壽命差異大嗎?
2、靶點人源化和NSG重建鼠怎么選擇?
3、如何正確選擇免疫缺陷小鼠以滿足不同的實驗目的?
4、如何選取合適的免疫缺陷鼠作為實驗模型?
5、NSG-SGM3和NSG的區別在哪里呢?
6、免疫缺陷中缺失和缺陷是怎么定義的?有什么區別?是否還有相關的功能?
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● 不同遺傳背景的scid突變小鼠在T、B細胞的泄露率上有所不同, C57BL/6J和BALB/cBy遺傳背景的泄露率較高,C3H/HeJ遺傳背景的泄露率降低,NOD/LtSz背景下的泄露率極低。scid突變小鼠的壽命,不僅與遺傳背景有關,也與飼養環境密切相關,在SPF環境中,NOD scid小鼠的中位生存期約為37周,BALB/c scid小鼠的壽命可長達一年[4]。
● 靶點人源化小鼠通常是在具有功能性免疫系統的小鼠體內表達人的靶點基因,主要適用于靶向藥的臨床前效果評估,具有低成本、高效率、實驗數據一致性等優點,但是由于存在種屬差異,實驗結果無法完全模擬人體內的藥物反應;而免疫系統人源化小鼠是在重度免疫缺陷小鼠體內重建人的免疫系統,能夠模擬人體免疫機能,在腫瘤免疫、感染性疾病、移植相關研究、轉化醫學等領域都有應用,但存在操作復雜、成本高、移植等待期長等局限性。JAX持續進行Hu-CD34 NSG™, Hu-CD34 NSG™-IL15和Hu-CD34 NSG™-SGM3人源化小鼠的構建,基本可以達到現貨供應。
● 免疫缺陷小鼠是進行免疫學、腫瘤、感染性疾病、干細胞、移植、轉化醫學等研究的有力模型,但是免疫缺陷小鼠種類繁多,它們在免疫缺陷的程度、適用的研究領域上有所不同。在選擇適合研究使用小鼠品系時,一方面需要充分了解每一種品系的特點(遺傳背景、免疫系統組成、壽命、局限性等),另一方面也建議結合參考文獻進行綜合判斷。
免疫缺陷小鼠其他實驗相關問題
1、請問移植后的外周細胞在小鼠體內能存活多久啊?
2、PBMC移植后在NSG小鼠體內細胞活性持續多久?
3、請問NSG小鼠到貨后適應多久可以實驗?
4、老師nude小鼠腫瘤移植腫瘤長大后又消退是什么原因呢?
5、使用小鼠成瘤應該怎么選受體小鼠?這些小鼠都可以用來進行免疫治療嗎?
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● PBMC或CD34人源化小鼠的移植效率與受體鼠種類、年齡、性別、移植的細胞數目、操作、輻照強度、檢測時間等多種因素有關,因此很難一概而論。JAX使用6周齡雌性NSG小鼠進行PBMC人源化的構建,由于小鼠會較早發生GvHD(移植后4-6周),研究窗口期較短,但是人免疫細胞比例在小鼠的整個存活期內保持穩定。使用NSG-DKO小鼠進行PBMC人源化的構建,可以顯著延緩GvHD的發生。JAX進行CD34人源化的構建,分別是使用3周齡的雌性NSG (#005557)、NSG-IL15 (#030890)小鼠和4周齡的雌性NSG-SGM3 (#013062)小鼠,人免疫細胞經過8-12周的發育分化后,在整個生命周期內保持穩定。
● 對于所有小鼠來說,都建議在收鼠后進行至少1周的適應性飼養,再進行配繁或者實驗。裸鼠移植腫瘤生長后又消退,有可能是小鼠對腫瘤細胞產生了排斥,也有可能是腫瘤或者接種本身的原因,需要通過發生頻率和其他相關情況綜合判斷。因為裸鼠的免疫缺陷程度較輕,只有T細胞缺失,天然免疫功能是完好的,因此在進行腫瘤移植時是有可能發生免疫排斥反應的,這種情況下可以考慮使用免疫缺陷更為嚴重的小鼠作為受體。對于腫瘤相關研究來說,受體小鼠的選擇,取決于腫瘤細胞的類型和研究目的:
1、首先需要考慮腫瘤能不能生長。如果是一些常用的腫瘤細胞系,可以參考它之前發表過的文章信息,是使用的什么受體鼠;如果是一種新的腫瘤細胞系或者原代腫瘤細胞,第一次嘗試進行接種的話,可以選擇NSG小鼠,研究顯示NSG小鼠對多種原代腫瘤細胞都有較高的兼容性。
2、其次是研究目的。如果要測試直接靶向腫瘤細胞的化學療法,那么只要腫瘤能夠生長的任意一種受體鼠都可以;而如果要檢測調節免疫細胞的免疫療法,則需要使用免疫系統人源化的荷瘤小鼠。
● 免疫治療,一般是通過調節免疫細胞的活性來進行靶細胞殺傷的,那么就需要使用免疫系統人源化的小鼠。人源化小鼠在選擇上也有很多的注意事項,比如人源化的種類、受體鼠的種類。如果需要做初步了解,可以點擊鏈接觀看我們的技術講座,當然也可以直接聯系我們的技術支持獲得建議。
參考文獻
[1] Cells Tissues Organs. 2001. PMID: 11275695; Acta Anat (Basel). 1990. PMID: 2288204
[2] Vet Pathol. 2011. PMID: 20817888
[3] Curr Top Microbiol Immunol. 1989. PMID: 2805792
[4] J Immunol. 2005. PMID: 15879151; J Immunol. 1995. PMID: 7995938; Nature. 1983. PMID: 6823332
