JoVE Journal > Immunology and Infection
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Abstract
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Immunologie et infection

ヒト NOD/SCID/IL2rγ のnull (胡 NSG) マウスは、HIV 複製の遅延研究のモデルします。

Published: January 07, 2019
doi:
10.3791/58255
, , , ,
1Department of Molecular and Cellular Biology,Beckman Research Institute of City of Hope, 2Irell and Manela Graduate School of Biological Sciences,Beckman Research Institute of City of Hope

Summary

このプロトコルは、ひと造血幹細胞の放射線-調節された新生児 NSG マウス注入肝を介してヒト化マウス (胡 NSG) を確立するためのメソッドを提供します。胡 NSG マウス HIV 感染および組合せの抗レトロ ウイルス療法 (カート) に敏感であるし、HIV のレプリケーションおよび待ち時間の調査のための適切な病態生理学的モデルとして提供しています。

Abstract

倫理規程、人体病理学、免疫学および治療開発の研究のための技術的な課題は、需要が高い小動物モデルを配置しています。遺伝学的および行動に似ている人間、マウスなどの小動物が適しているヒト疾患モデル、人間のような症状や反応を要約することができます。さらに、マウスの遺伝的背景は多様化するニーズに合わせて変更できます。NOD/SCID/IL2rγnull (NSG) マウスの最も広く使われている免疫不全マウス系統の 1 つです。ひと造血幹細胞や生体機能の人間の免疫システムの後続の開発と生着をことができます。これは予後と HIV/エイズなどヒト特有の疾患の病態の理解と治療のための検索を支援の重要なマイルス トーンです。症例は放射線エアコン新生児 NSG マウスに造血幹細胞移植によるヒトの NSG マウス モデル (胡 NSG) を生成するための詳細なプロトコルです。胡 NSG マウス モデルは、移植されたひと幹細胞の hiv-1 ウイルス感染に対する感受性多系統の開発を示しています。また、組合せの抗レトロ ウイルス療法 (カート) に応答キーの生物学的特性を繰り返します。

Introduction

人間の病気のための適切な動物モデルを確立する治療法を見つけるための鍵は、適切な動物モデル長い追求して時間をかけて改善します。人間の細胞や組織の生着とヒト化機能1,2の以降の実行を可能にする免疫不全モデルマウスの複数系統が開発されています。このようなヒト化マウス モデルはヒト特有の疾患3,4、5の調査のために重要です。

ひと免疫不全ウイルス (HIV) 感染症から生じる後天性免疫不全症候群 (エイズ) は、一例です。ヒト化マウスモデルの確立の前に倫理的、技術的な制限はヒト以外の霊長類3HIV/エイズ前臨床動物実験を限られています。しかし、高い費用とその動物について専門的ケアのための要件は、典型的な学術の設定で HIV/エイズ研究を妨げます。HIV は主に人間 cd 4 + T 細胞に感染して、開発と B 細胞、マクロファージ、樹状細胞6など他の人間の免疫細胞の免疫応答に影響を与えるしたがって、ひと免疫系機能を移植した小さな動物モデルは需要が高いです。

画期的なときPrkdcscid変異を有する CB17-scidマウスを開発され、人間の免疫システム1の成功の生着を示した、1988 年に来た。ひと末梢の生着が可能となる血単核球 (PBMCs)、造血幹細胞 (造血) の不良 T および B 細胞の機能にPrkdcscid突然変異の結果、マウスの蒸散の適応免疫系と胎児の造血組織7,8。それにもかかわらず、生着の低レベルは、このモデルで観察される頻繁原因が考えられます 1) 残留の生得免疫活性をモジュレート ナチュラル キラー (NK)-細胞とマウス T および B 細胞の (水漏れしたため)5の 2)、後期開発。非肥満の糖尿病 (NOD) の後続の開発-scidマウス モデルは NK 細胞活動の劇的なダウンを安定化を実現したがってより高いレベルと人間の免疫システムのコンポーネント9持続可能な生着以上をサポートすることです。さらを抑制したり、ベアリングの切り捨てや、インターロイキン 2 受容体 γ 鎖 (Il2rg) の総ノックアウト (NOD) マウス モデル自然免疫の開発を妨げる –scidのバック グラウンドが確立されました。Il2rg、として知られている一般的なサイトカイン受容体 γ 鎖は様々 なサイトカイン受容体10、11,12,13の不可欠なコンポーネントです。うなずくなどの系統。Cg –PrkdcscidIl2rgtm1Wji (NSG) と NODShi.Cg –PrkdcscidIl2rgtm1Sug (NOG) マウス サイトカイン シグナルの堅牢な中断と NK 細胞の発達のアブレーションを完了適応免疫14,15,16の重度の機能障害を追加。

突然変異と Il2rg ノックアウトscidをベアリング 3 つのヒト化マウス モデルが頻繁に HIV/エイズの研究に採用: BLT (骨髄、肝臓、胸腺) モデル、PBL (末梢血白血球) モデル、および SRC (SCID 再セル) モデル3. 外科的移植ひと胎児肝と胎児肝臓造血3,17,18の静脈内注射に伴うマウスの腎被膜下胸腺を経由、BLT のモデルが作成されます。BLT マウス モデルを提供しています高い生着効果、すべての系統のひと造血細胞の開発と強い人間免疫システムの確立さらに、T 細胞はひと自家胸腺で教育されて、HLA 拘束による免疫応答4,5,17,19を展示します。ただし、外科的処置のための要件は、BLT モデルの主な欠点を残ります。PBL マウス モデルは、ひと末梢リンパ球細胞と静脈注射によって確立されます。そのアプリケーションが不十分な B 細胞と骨髄細胞、生着低レベルの全体的なと厳しい移植-対宿主病 (GVHD)3 の発症のため限定 PBL モデルを提供しています、正常の T 細胞生着が得られます ,20。SRC マウス モデルは、新生児や若い大人の SCID マウスに人間の HSCs の注入によって確立されます。それは (末梢血 CD45 割合として評価) 25% 以上平均生着効率を展示し、注入 HSCs の複数系統の開発と生来の人間の免疫システムの精緻化をサポートします。ただし、SRC モデルの制限は、人間 HLA 拘束14,21の代わりに H2 制限 T 細胞応答はマウスのことです。

SRC マウス モデルは、臨床の HIV/エイズ小動物研究、人間の免疫システムの開発に成功し造血一貫性のある移植に代表される安易な信頼性の高いモデルと見なされます。我々 は以前 NSG (胡 NSG) 胡-SRC-SCID マウス モデルの確立を報告し、HIV の複製および遅延研究22,23,24での応用を説明しました。この胡 NSG マウス モデルは、骨髄ホーミング、HIV 感染に感受性の高いレベルと HIV 感染と病原性の反復を発揮します。さらに、胡 NSG マウス モデルの組合せ抗レトロ ウイルス療法 (カート) に適切に応答して、HIV 待ち時間貯水池25,26 の確立を確認するカート撤退時にプラズマ ウイルス リバウンドを繰り返す ,27。この HIV 待ち時間貯水池さらに休んで cd 4 + T 細胞の感染とカート処理胡 NSG マウスから分離した人間によるレプリケーション有能な HIV ウイルスex vivoの生産によって実証されます。

ここで、HIV 感染症とカートの治療遅延開発に関連する手順を含む新生児の NSG マウスから胡 NSG マウスモデルの確立のための詳しいプロトコルについて述べる。HIV HIV ウイルス、遅延、および治療に関する動物実験でのアプローチの新しいセットを提供するこのプロトコルを見込んでいます。

Protocol

すべての動物の世話と手順は、プロトコル レビューおよび承認によって、都市の希望施設動物ケアおよび使用委員会 (IACUC) が保有する (博士ジョン ・ ロッシ、IACUC #12034) 本研究の主任研究員によると行われています。ひと胎児肝組織は非営利組織、連邦および州の規則に従って高度な生命科学リソース (アラメダ、カリフォルニア州) から得られました。ベンダー独自制度審査委員会 (IRB) が?…

Representative Results

フローサイトメトリー解析はよく分離 HSCs の純度を検証、生着レベル、ウイルス感染に対する免疫応答をプロファイルを評価およびカートの有効性を調査する実行されます。典型的な抗体パネルを含む 4 6 個々 の蛍光に分類された抗体;したがって、複数レーザーと豊富なフィルターを持つ流れの cytometer は正確な結果を達成するために不可欠です。 <p class="jove_conte…

Discussion

免疫不全マウスと人間の細胞や組織にしみ込んで人間のような生理学的な特性を提示で、人間特有の病に関する病理、病態生理、免疫学の研究の非常に大きな値です。免疫不全マウス、NOD の複数系統。Cg –PrkdcscidIl2rgtm1Wji (NSG) モデルは蒸散マウス固有サイトカイン シグナル3,12,19 と同様に、自然免疫と?…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作業は、[R01AI29329、R01AI42552、R01HL07470 の数字を J.J.R. に付与] 健康の国民の協会および健康の国民の協会 [許可番号希望統合的ゲノミクスの都市をサポートする P30CA033572 国立がん研究所によって支えられました。、薬効解析と解析的フローサイトメトリー コア]。次の試薬は、NIH のエイズ研究と参照試薬プログラム、エイズ部門 NIAID、nih の研究を通じて得られた: HIV バル ウイルス。

Materials

CD34 MicroBead Kit, human MiltenyiBiotec 130-046-703
CryoStor CS2 Stemcell Technologies 07932
NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wji The Jackson Laboratory 005557 Order breeders instead of experimental mice
IsoFlo Patterson Veterinary 07-806-3204 Order through animal facility, restricted item
Clidox disinfectant Fisher Sicentific NC9189926
Wescodyne Fisher Sicentific 19-818-419
Hamilton 80508 syringe/needle Hamilton 80508 Custom made
Blood collection tube (K2EDTA) BD Bioscience 367843
Blood collection tube (Heparin) BD Bioscience 365965
Capillary tube (Heparinized) Fisher Sicentific 22-362574
Red Blood Cell Lysis Buffer Sigma Aldrich 11814389001
QIAamp Viral RNA mini kit Qiagen 52906
TaqMan Fast VIrus 1-step Master Mix Thermofisher 4444434
HIV-1 P24 ELISA (5 Plate kit) PerkinElmer NEK050B001KT
IgG from human serum Sigma Aldrich I4506-100MG
IgG from mouse serum Sigma Aldrich I5381-10MG
BB515 Mouse Anti-Human CD45 (clone HI30) BD Biosciences 564586 RRID: AB_2732068, LOT 6347696
PE-Cy7 Mouse Anti-Human CD3 (Clone SK7) BD Biosciences 557851 RRID: AB_396896, LOT 6021877
Pacific Blue Mouse Anti-Human CD4 (Clone RPA-T4) BD Biosciences 558116 RRID: AB_397037, LOT 6224744
BUV395 Mouse Anti-Human CD8 (Clone RPA-T8) BD Biosciences 563795 RRID: AB_2722501, LOT 6210668
APC-Alexa Fluor 750 Mouse Anti-Human CD14 (TuK4) ThermoFisher MHCD1427 RRID: AB_10373536, LOT 1684947A
PE Mouse Anti-Human CD19 (SJ25-C1) ThermoFisher MHCD1904 RRID: AB_10373382, LOT 1725304B
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References

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Citer Cet Article
Xia, X., Li, H., Satheesan, S., Zhou, J., Rossi, J. J. Humanized NOD/SCID/IL2rγnull (hu-NSG) Mouse Model for HIV Replication and Latency Studies. J. Vis. Exp. (143), e58255, doi:10.3791/58255 (2019).
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