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SARS小鼠模型的构建策略与应用进展

  尽管全国流行病逐渐消失,但北京的流行病“反弹”并影响了全国人民的心。在主动筛查期间发现了几例无症状携带者。这肯定教会了我们所有人:疫情还没有结束,我们仍然需要加强防疫工作!

  由新的冠状病毒(SARS-CoV-2)引起的新的全球性冠状肺炎(COVID-19)的大流行对中国乃至整个世界都是一个巨大的挑战。严重急性呼吸系统综合症(SARS)与宿主分子之间相互作用机制的详细研究,病毒致病过程的调查,SARS病毒感染的疾病模型的建立,临床治疗,疫苗,药物开发作为指导非常重要。无论是疫苗开发,新药开发还是基因治疗,都需要准确的动物模型来验证疾病的病因和免疫系统。

  1.使用鼠标模型研究SARS的重要性和好处?在人类病毒感染研究中,小鼠模型的优势非常明显。例如,它们更便宜,更容易繁殖,繁殖更快并且具有更多的后代。更重要的是,近交小鼠的遗传背景是一致的,在此基础上可以编辑和修饰小鼠基因以建立所需的模型,以及病毒宿主特异性基因对研究绝对有用。疾病在疾病过程中的影响还有助于更好地了解由病毒或疫苗触发的宿主的免疫系统反应及其免疫防御能力。

  当然,鼠标型号也有限制。当病毒感染人和小鼠细胞时,它们通常与特定的宿主细胞表面受体结合,并与宿主的先天免疫反应和其他因素相关。此外,小鼠和人类之间存在物种差异。一些人类病毒无法直接感染小鼠。或者,人类病毒可以在小鼠中复制,但是很难引起明显的感染症状。因此,将小鼠模型研究的结果转换为人类时要小心。但是,使用不同类型的基因编辑小鼠,人源化小鼠或遗传多样的小鼠品系可以克服野生型小鼠的某些弊端,并使小鼠模型成为研究宿主,从而使病毒和致病性相互作用。一个非常有用的研究工具,用于评估疫苗和药物的功效,安全性和功效。

  2.使用小鼠模型研究SARS-CoV的策略和方法是什么?

  根据不同的小鼠构建策略和方法,目前存在三种感染SARS-CoV的小鼠模型:

  1.使用人SARS-CoV病毒直接感染近交小鼠;

  2.基因鼠标技术,可用于编辑,敲除小鼠相关基因或将人类宿主细胞SARS病毒结合受体(ACE2等)转移给小鼠;

  3.野生型SARS-CoV病毒在小鼠中的适应和进化重复地,获得适应病毒的,更具致病性的小鼠,从而建立引起明确临床表型的被病毒感染的小鼠模型。关于

  SARS-CoV感染的小鼠模型,主要研究进展集中在以下几个方面:

  (1)直接应用近交小鼠模型研究SARS病毒的致病性

  SARS-CoV感染导致死亡率增加与老年患者(60岁及以上)的严重急性呼吸道综合症有关( ARDS)与增加有关。有各种研究来探索可以模拟老年人中SARS-CoV感染的更好的小鼠模型。实验是在12至14个月大的BALB/c,C57BL/6和129S6近交野生小鼠上进行的,在感染SARS-CoV之后,三种类型的老小鼠寿命较短(平均约7天)。大都会)临床表现,例如体重减轻,头发凌乱,拱形和脱水,更重要的是,组织病理学包括浸润在血管和细支气管周围的炎性细胞以及细支气管细胞坏死。 ,间质性肺炎的发生。此外,BALB/c小鼠的广泛肺泡破坏持续到第9天,这与人类SARS-CoV感染的临床病理表现非常接近。这项研究也是*个揭示可显着影响SARS-CoV感染的致病性的宿主的遗传和年龄特征的例子。这也表明病毒感染的发生与宿主本身以及病毒本身的特征有关。因素也起着非常重要的作用。 (2)使用基因编辑技术建立SARS病毒感染的小鼠模型 hACE2基因工程化的人源化小鼠模型目前正在构建中,具有不同的组织特异性或广泛表达启动子和hACE2基因构建体。通常使用。通过原核注射将表达载体随机插入转基因小鼠模型中,例如细胞角蛋白(上皮细胞特异性表达-K18)启动子,CAG启动子(广泛表达),小鼠ACE2基因启动子。使用这些人源化的ACE2小鼠模型的研究结果表明,hACE2的表达水平与疾病的严重程度直接相关。尽管所有这些小鼠模型都显示出呼吸道上皮细胞感染,但还可以在小鼠大脑中证实hACE2基因的高表达。发现SARS-CoV感染模型会增加并传播小鼠大脑中的病毒载量。传播,*终导致脑炎和小鼠死亡。

  (3)使用适应性实验进化方法获得SARS-CoV突变毒株

  小鼠特异性组织,在适应性进化中种植病毒,使病毒适应其特定的生存环境,进行特定选择突变发生在底部,以达到在压力下更有效复制的目的。为了使SARS-CoV在野生型小鼠的肺中复制并引起严重的急性呼吸道疾病表型,研究人员发现SARS-CoV临床株已应用于BALB/c小鼠(6周龄)的鼻腔。反复接种15次直至成为野生型的小鼠表现出明显的人类感染SARS-CoV的临床症状(例如体重减轻)。通过分析从不同传代获得的适应性致死病毒株,我们分析了由病毒引起的严重气道变化与蛋白质中特定突变之间的关系,并分析了病毒宿主之间的特异性SARS-CoV蛋白质。对于进一步研究特定突变很有用。功能连接方便。

  (4)使用CollaboratoryCross-CC技术建立遗传背景多样性小鼠品系

  使用CC小鼠品系建立SARS-CoV感染模型,该基因正在病毒性疾病中找出哪些相关影响因素决定宿主对病毒感染的不同反应是有帮助的。用SARS-CoV感染CC小鼠后,我们分析了CC小鼠以确定体重减轻,病毒滴度等方面的差异,以达到快速确定与表型相关的基因的目的。与表型比较。一些研究人员已使用CC小鼠技术来发现在SARS-CoV感染的致病过程中对病毒易感性完全相反的CC小鼠品系(CC003和CC053/Unc)。做到了。在基因作图分析中,Toll样受体信号转导通路适体蛋白Ticam2是确定严重呼吸系统疾病表型的潜在重要元素。基于这些研究的结果,CC小鼠可以用作一种新型的小鼠模型,它可以更客观地模拟人类病毒感染的临床表型。  3.小鼠模型在新型冠状病毒(SARS-CoV-2)核酸研究中的应用进展通过比较核酸和氨基酸序列,SARS-CoV-2和SARS-CoV非常相似。 (SARS-CoV-2通过细胞表面ACE2受体与宿主相互作用,这与严重急性呼吸道疾病中的SARS-CoV感染相似(但不完全相同)。导致综合征和其他临床表现的动物,因此上述与SARS-CoV感染相关的小鼠模型建立策略和方法也适用于建立SARS-CoV-2感染的小鼠模型。 ,由中国科学家

  进行的小鼠模型在新的冠状病毒感染研究中的*新应用研究。

  1.中国医学科学院医学实验动物研究所秦Q转基因人源化ACE2小鼠模型Kawa博士首先报道了建立新的冠状病毒感染的hACE2小鼠模型的建立:转基因hACE2小鼠模型是应用小鼠,使用mAce2启动子和由hACE2基因构建的表达载体我们通过注射获得了转基因hACE2小鼠模型:将hACE2转基因小鼠感染SARS-CoV-2病毒后,小鼠体重减轻,并且在肺中检测到高水平的病毒载量,被感染的小鼠会出现中度的间质性肺炎,肺泡病理特征,例如间质中淋巴细胞和单核细胞的多次浸润,以及肺泡空间中巨噬细胞的积累。研究人员还首次使用了hACE2转基因小鼠来评估这种新型冠状病毒灭活的安全性和有效性。结果表明,不同剂量和时间的灭活疫苗可以免疫hACE2小鼠。在小鼠中未观察到炎症和不良反应,灭活疫苗的免疫原性的检测和分析导致小鼠产生SARS-CoV-2特异性S蛋白和RBD特异性IgG。结果表明,RBD特异性IgG占S蛋白抗体应答的50%,这表明RBD是新的冠状病毒灭活疫苗的主要免疫原。  2由人为固定点插入的hACE2小鼠模型

  以中国测试学会实验动物资源研究所为首的研究小组首次报告说,它成功构建了用于固定点插入的hACE2-KI/NIFDC小鼠模型。 ..在人源化小鼠构建策略中,将hACE2基因直接插入小鼠mAce2基因启动子中,并将tdTomato基因插入hACE2基因的下游,以便使人源化小鼠处于内源性mAce2基因的控制之下。 ,HACE2和tdTomato基因共表达。鼻腔感染SARS-CoV-2病毒的年轻和年长hACE2小鼠在小鼠的肺,气管和大脑以及小鼠的脾脏,肾脏,肝脏,肠和血清中均会产生较高的病毒载量。没有发现病毒RNA。 hACE2小鼠老少皆发,间质性肺炎表现为炎性细胞浸润,肺泡间隔增厚和明显的血管损伤。但是,感染的小鼠没有死亡。对SARS-CoV-2感染小鼠的主要靶细胞进行的分析表明,对Clara细胞分泌蛋白(CC10)呈阳性的Clara细胞是呼吸道SARS-CoV-2的主要靶细胞。该研究还证实,SARS-CoV-2的胃内疫苗接种还可以引起hACE2小鼠感染,并引起hACE2小鼠肺部病理改变。

  3.腺病毒载体产生的小鼠模型

  广州国立呼吸系统疾病研究所赵金村教授团队使用腺病毒载体(Ad5)在小鼠肺中转导并表达hACE2、并成功建立了世界上*个非转基因的新型冠状肺炎小鼠模型。通过经由CMV启动子引入表达hACE2基因的腺病毒(Ad5)载体(Ad5-CMV-hACE2),将其鼻内引入野生小鼠和相关基因敲除小鼠(I型干扰素)。基于受体缺陷型或STAT1基因敲除小鼠,已经建立了表达hACE2基因的小鼠肺部小鼠模型,这是干扰素途径中的关键基因。当这种非转基因的人源化hACE2小鼠感染SARS-CoV-2时,在小鼠的肺中检测到高滴度的病毒,导致体重减轻和临床病理症状与患有新的冠状肺炎的患者相似。会出现。同时,在小鼠模型中的实验还证明,I型干扰素和STAT1基因可能受到SARS-CoV-2感染的保护。作为模型动物开发的领导者,

  Zengyo Bio组建了一个研发团队,以在新的冠状肺炎流行初期开发新的冠状老鼠模型。我们使用内部开发的TurboKnockout技术和优化的CRISPR-Pro技术,同时从BALB/c,C57BL/6J和C57BL/6N的三种背景菌株中制备人源化hACE2小鼠,全面探索不同基因编辑方法的优势。缺点,不同的基因靶向程序和构建策略旨在满足不同研究目的和不同应用方向的需求。自新的冠状肺炎爆发以来已经过去了半年,疫苗和抗病毒药物的研究和开发正在逐渐变得明显。流行病的分阶段胜利虽然对预防或治疗受感染的人不是立即有用,但每个人都清楚。在此过程中,鼠标已成为人类抗病毒感染途径的强大助手,实现了其对人类的*大价值。人类有共同的命运,生物同居。


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