再看不懂人源化小鼠算我輸！--上篇
可愛的小鼠，性情溫順，因為其基因組和人類同源度高，而且易於飼養繁殖，自古以來就是科研的好幫手。隨著近年來基因改造技術的不斷更新和完善，基因改造小鼠成本低，開發速度快，成為科研領域不可或缺的有力工具。各位奮戰在科研一線的小夥伴，想研究信號通路在體功能，發高分的文章，大抵都離不開基因改造小鼠模型。
然而普通基因改造小鼠在應用上仍有很多侷限性，例如針對現在人類腫瘤治療領域大熱的免疫治療，以及部分病毒感染等等，由於人與小鼠的諸多物種差異和免疫排斥特性，簡單的基因改造手段似乎無法在小鼠身上創造出一個和人類免疫系統相似的免疫環境。
那怎麼辦呢？基因改造搞不定，就移花接木，直接把免疫細胞換成人的吧！
把小鼠免疫細胞換成人的，攏共分三步：
1．去掉小鼠的免疫細胞（不能正常發育）；
2．破壞小鼠的造血系統；
3．植入人的造血幹細胞並發育成人的免疫系統；
是不是很天才？簡單三步，就可以把小鼠免疫系統人源化，用於研究免疫細胞對抗腫瘤藥物的協同作用、加強免疫細胞對腫瘤的殺傷力等等應用性問題了。
其實並沒有這麼簡單啦，想實現一個天才的idea，還是需要一步一步穩紮穩打實現的。
一、去掉小鼠的免疫細胞
其實人類在把小鼠免疫細胞去掉的道路上也長途跋涉了幾十年，早於基因改造技術出現之前，就通過自發突變篩選到了免疫缺陷的經典小鼠模型，Foxn1基因突變的無胸腺裸鼠。
無胸腺裸鼠由於缺少T細胞賴以發育的胸腺器官而缺乏成熟的T細胞，不會產生T細胞介導的免疫排斥，適用於多種腫瘤細胞的接種。由於飼養成本較低，應用廣泛，無胸腺裸鼠已經風靡全球幾十年。
▲PDX裸鼠模型
江山代有才人出，各領風騷一百年。無胸腺裸鼠只有T細胞缺陷，而在I型糖尿病模型NOD背景上引入Prkdc基因自發突變的Scid可以導致T/B細胞雙重缺陷，以及小鼠巨噬細胞排異功能的缺失。因此後來居上的NOD-scid 小鼠比裸鼠更適用於人類腫瘤細胞的異種移植。
▲NOD-scid小鼠
然而科學家是一羣永遠不會滿足於現狀的人，覺得NOD-scid 的免疫系統仍然缺失得不夠徹底，同時還會高發淋巴癌。2002年，科學家們在NOD-scid 小鼠基礎上進一步突變了細胞因子高親和力受體的重要組成部分IL-2受體γ（IL2rγ），引起更加徹底的NK細胞的缺失，以及補體活性減少，巨噬細胞和樹突狀細胞功能紊亂。這麼徹底的免疫缺陷，加上淋巴癌的發病率大大降低，使該基因改造小鼠一舉成為腫瘤研究領域的網紅小鼠模型。該小鼠本身就可以定植絕大部分人源腫瘤細胞，是研究腫瘤藥效的上佳模型。
二、破壞造血細胞
當經過第一步之後，小鼠免疫細胞基本已經被移除，那麼為了能夠給人類的造血幹細胞一個家，因此需要破壞小鼠的造血細胞。這一步相對就比較容易了，只需用一定強度的X射線對麻醉的小鼠進行輻照，即可殺死小鼠自身大部分骨髓造血幹細胞。需要注意的是，實際操作中在輻照前後都需要給予一個週期的抗生素，以避免無免疫系統的小鼠在操作過程中感染死亡。
三、回輸人類的造血幹細胞
將人類的造血幹細胞回輸到小鼠體內。造血幹細胞的來源可以是骨髓、胎肝或者臍帶血，通過靜脈打入小鼠體內，經過一個適應和分化的時間週期，即可最終發展成包括T/B 細胞、樹突狀細胞和單核細胞的功能性的人源免疫系統，穩定週期可長達一年。
有了這個具有高貴的人類血統的小鼠，我們到底可以幹什麼呢？
可以乾的事太多啦，研究腫瘤治療啊，烈性病毒感染機制啊，治療過敏啊，自身免疫性疾病啊，等等等等，天地一片廣闊，大有用武之地。
然鵝，貪心的科學家表示，這個模型還不是他們心目中最理想的，雖然B、T和NK細胞等可以進行穩定的重建，但由於B細胞成熟通路發育仍然受阻，會產生不完全成熟的B細胞，無法進行足夠的抗體反應。另一方面，由於人源T細胞是在小鼠胸腺上發育成熟的，所以會受到小鼠主要組織相容性複合體MHC的限制。這些個問題又怎麼解決呢？且聽下回分解！
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