免疫缺陷动物是指由于先天性遗传突变或后天通过人为基因工程改造建立的一种或多种免疫系统组成成分缺失的动物，可应用在免疫系统研究、肿瘤学研究、干细胞研究和病毒感染性疾病等研究中。

当前，免疫缺陷小鼠已经在生物医学科研领域得到广泛的使用，但小鼠也有其自身的缺点，体型较小，不利于手术操作且可提供的血液等样本少；而大鼠体型更大，体重是小鼠的10倍左右，有着易于手术且能够提供更多的样品以及利于药物代谢的动态观察等优势，因此，建立免疫缺陷大鼠模型具有重要的意义。

图1. 人类疾病的基因靶向大鼠模型生成示意图^[1]

相比免疫缺陷小鼠发展迅速，品系众多，免疫缺陷大鼠发展历程则比较漫长。1953年，英国的Rowett研究所首次发现了具有无毛特征的裸大鼠。但这种突变随后又突然消失了，直到70年代才在同一远交群体中出现，将该常染色体隐性突变称为rnu。^[2] 裸大鼠与裸小鼠具有相似特点，体毛稀少，发育迟缓，先天无胸腺，缺乏成熟的T细胞，属于先天性免疫缺陷动物。

由于技术限制，免疫缺陷大鼠的发展一度停滞不前，随着生物科学的进步，多种基因编辑技术相继出现（ZFN、TALEN、CRISPR-Cas9等），直到2010年以后才陆续有科学家们通过基因改造的方法获得重度免疫缺陷大鼠模型的报道，如FSG (Prkdc-/-,Il2rg-/-)、SDR (Rag2-/-)、RRGS (Rag2-/-,Il2rg-/-, hSIRPα+)等（见图2），不断的推动着免疫缺陷大鼠在肿瘤免疫治疗领域的研究应用。

图2. 免疫缺陷小鼠和大鼠模型的发展历程^[3]

Rag2 (the recombination activating gene 2, 重组激活基因2) 是重要的重组酶之一，能特异地识别Ig和TCR的V、DH、J基因片段两侧的RSS (recombination signal sequence, 重排信号序列），并催化DNA双链断裂，引起V（D）J重排，是Ig和TCR库多样性的主要原因。Rag2发生的错义突变（missense mutation）可使其编码的重组酶活性部分丧失，V（D）J重组发生倾向性改变，导致早期淋巴细胞发育被阻断而使循环T、B细胞缺失，从而引起一类严重的联合免疫缺陷（severe combined immuno deficiency，SCID），临床上统称Omen syndrome（OS）。

Il2rg (interleukin 2 receptor subunit gamma chain, 白细胞介素受体共γ链) ，是许多白细胞介素受体的重要信号传递组分，包括IL-2、IL-4、IL-7和IL-21等。Il2rg基因突变可导致x染色体连锁严重联合免疫缺陷 (X-linked severe combined immunodeficiency，X-SCID)。

BioMice百奥动物自主开发了Rag2基因全敲除大鼠（B-Rag2 KO rats）和Rag2基因、Il2rg基因双敲除大鼠（B-Rag2/IL2rg KO rats），具有造血和免疫系统缺陷，单基因敲除没有成熟的T、B细胞，双基因敲除没有成熟的T、B细胞，同时NK细胞缺失，类似B-NDG小鼠。可用于T细胞和B细胞发育、T细胞和B细胞受体（V（D）J）重组、造血、免疫和炎症等研究。

B-Rag2 KO rats

基本信息

打靶策略

通过TALEN基因打靶技术制备的具有3号外显子（△127bp）纯合缺失的大鼠模型。

表达验证与分析

纯合B-Rag2 KO大鼠胸腺中完全缺失Rag2全长RNA。

纯合B-Rag2 KO大鼠的成熟T、B细胞显著减少，而NK细胞显著增加。

B-Rag2/IL2rg KO rats

基本信息

打靶策略

表达验证与分析

纯合B-Rag2/IL2rg KO大鼠的成熟T、B、NK细胞明显减少。

参考资料

[1]. Mary Shimoyama, Jennifer R. Smith, Elizabeth Bryda, et al. Rat Genome and Model Resources. ILAR Journal, 2017, Vol. 58, No. 1, 42-58

[2]. H.-J. Schuurman. The nude rat. Human & Experimental Toxicology (1995),14,122-125.

[3]. 宋松，祝献民，范国平. 免疫缺陷大鼠模型的研究进展. Chinese Journal of Nature Vol. 43 No. 5.

[4]. Yoichi Shinkai, Gary Rathbun, Kong-Pen9 Lam, et al. RAG-2-Deficient Mice Lack Mature Lymphocytes Owing to Inability to Initiate V(D)J Rearrangement. Cell, Vol. 68, 855-867, March 6, 1992.

[5]. Fallon K. Noto1, Valeriya Adjan-Steffey2, Min Tong, et al. Sprague Dawley Rag2 null rats created from engineered spermatogonial stem cells are immunodeficient and permissive to human xenografts. July 2021, Cancer Research 81(13_Supplement):2949-2949