人免疫系统重建小鼠肿瘤模型可同时具备人免疫系统和人肿瘤组织,实现了在动物体内模拟人类免疫系统和肿瘤之间的相互作用,是评估抗肿瘤药物免疫治疗效果的重要临床前动物模型。我们已成功建立了包括PBMC重建、CD34+造血干细胞重建以及NK细胞重建的人免疫系统重建小鼠模型。
药效实验中,相比于传统的肿瘤异种移植模型,免疫重建肿瘤模型需要考虑到更多的实验条件。本篇文章以重度免疫缺陷小鼠B-NDG为例,为大家介绍免疫重建模型的制备、如何检测肿瘤生长和测量肿瘤大小、怎样进行小鼠的分组及给药等。
图1 传统肿瘤异种移植模型与免疫重建小鼠肿瘤模型流程图[1]
● 在PBMC重建模型中,我们常用6周龄的B-NDG小鼠,根据前期筛选后的实验数据(参看:PBMC重建不稳定,三招教你搞定)调整PBMC注射和肿瘤细胞接种时间,通常是先注射PBMC再接种肿瘤细胞;当肿瘤细胞生长至分组时所需肿瘤体积时间长于PBMC重建时间,会先接种肿瘤细胞再注射PBMC。
●在CD34+造血干细胞重建模型中,为节省细胞注射量以及减小开展实验时小鼠周龄,我们推荐使用B-NDG新生鼠,出生后24 h-72 h内完成辐照以及CD34+造血干细胞的注射,待免疫重建成功后再接种肿瘤细胞。
图2 小鼠出生后生理变化[2]
重建后,皮下接种肿瘤细胞(实体瘤),每天观察小鼠状态并确认是否成瘤,肉眼观察肿瘤的长短径及走向。如果肿瘤不明显时可用手触摸判断,然后用酒精棉球擦拭肿瘤部位皮肤,去除角质使其轮廓清晰,如果动物毛发过长,应剔除肿瘤组织部位毛发,方便测量。
测量前,先判断肿瘤的长短径,确保测量时长短径处于垂直方向;如需高度测量,一并判断其高度。肿瘤体积的计算通常采用如下公式:
①长短径肿瘤体积测量:肿瘤体积(mm3)= 0.5 × 长径×短径2;
②长宽高肿瘤体积测量:肿瘤体积(mm3)=长×宽×高×0.5236(使用相对较少,依具体实验需求而定)。
图3 肿瘤体积的测量
B-NDG小鼠免疫重建中,对于PBMC重建,建议分组当天hCD45+%≥10%;对于CD34+造血干细胞重建,建议分组当天hCD45+%≥25%。分组时,通常选取肿瘤体积约100±50 mm3且免疫重建成功的小鼠入组。
给药方式通常采用腹腔注射,分组当天开始给药,给药频率通常参考受试品的PK数据,给药体系则根据受试品的不同特性来最终确定。此外,通过文献调研确定具体的给药剂量及给药时间,通常给药时间从开始到结束共持续三周。
综上,实验中免疫重建hCD45+比例、肿瘤体积、给药剂量等均可能会根据每个实验的具体需求做出调整,例如不同donor重建比例有高有低,不同细胞系对不同donor敏感性的差异,不同肿瘤成瘤生长速度不同,都会对实验造成影响,建议在正式实验前进行预实验摸索好实验条件后再进行正式实验,避免浪费珍贵的实验动物和受试品药物。
参考文献
[1]. Olson B, Li Y, Lin Y, et al. Mouse Models for Cancer Immunotherapy Research. Cancer Discov. 2018, Nov;8(11):1358-1365.
[2]. Dutta, Sulagna, and Pallav Sengupta. “Men and mice: Relating their ages.” Life sciences vol. 152 (2016): 244-8. doi:10.1016/j.lfs.2015.10.025