2014免疫缺陷动物课件

马马 楠楠 湖北医药学院实验动物中心湖北医药学院实验动物中心 2 2014014年年1111月月 免疫缺陷动物 （Immunodeficiency animals） Contents 免疫缺陷动物-分类2 裸鼠与SCID鼠3 其它免疫缺陷动物4 免疫缺陷动物-概念 1 免疫？(Immune ) 免疫缺陷？(immunodeficiency ) 免疫缺陷与免疫缺陷动物 Immunodeficiency Disease and Animals 免疫缺陷：指因免疫系统中任何一个环节或 者组分因先天发育不全或者后天因各种因素 所致损害而使免疫活性细胞的发生发展、分 化增殖和代谢异常并引起免疫功能不全所出 现的临床综合症。 免疫缺陷与免疫缺陷动物 Immunodeficiency Disease and Animals 先天性（原发性）免疫缺陷，遗传性缺陷病 可以导致对病原微生物的高度易感性。 获得性（继发性）免疫缺陷，可继发于营养 不良、恶性肿瘤、免疫抑制药物的治疗或免 疫活性细胞受到病毒的感染等。 免疫缺陷的分类 The Major Classes of Immunodeficiency Disease 免疫缺陷动物：由于先天性遗传突变或用人 工方法造成一种或多种免疫系统组成成分缺 陷的动物。 免疫缺陷与免疫缺陷动物 Immunodeficiency Disease and Animals 先天性免疫缺陷动物： 获得性免疫缺陷动物： 免疫缺陷动物的分类 The Major Classes of Immunodeficiency Animals 先天性免疫缺陷动物： 1)T淋巴细胞功能缺陷动物：裸小鼠（nude mice）、裸大鼠(nude rat)。 2)B淋巴细胞功能缺陷动物：性连锁免疫缺陷小 鼠（CBA/N）。 3)NK淋巴细胞功能缺陷动物：Beige小鼠。 4)联合免疫缺陷动物：严重联合免疫缺陷小鼠 (SCID mice)、虫蛙小鼠(motheaten mice)。 5)其它免疫缺陷动物：显性半肢畸形小鼠 (dominant hemimelia mice)。 免疫缺陷动物的分类 The Major Classes of Immunodeficiency Animals 获得性免疫缺陷动物： 1)小鼠AIDS模型：SCID小鼠AIDS模型、AIDS 的转基因小鼠。 2)猴AIDS模型：反转录病毒诱发、SIV诱发。 3)有蹄动物慢病毒感染。 4)黑猩猩HIV感染。 免疫缺陷动物的分类 The Major Classes of Immunodeficiency Animals 获得性免疫 缺陷动物 小鼠AIDS模型 有蹄动物病毒 感染模型 黑猩猩HIV 感染模型 猴AIDS模型猫AIDS模型 先天性免疫 缺陷动物 T淋巴细胞功 能缺陷动物 NK细胞功 能缺陷动物 联合免疫 缺陷动物 其他免疫 缺陷动物 B淋巴细胞功 能缺陷动物 裸小鼠裸大鼠SCID小鼠CBA/N小鼠Beiger小鼠 T细胞功能缺陷动物 裸小鼠（Nude mice）：是一种先天性胸腺缺 陷的突变小鼠。 导致这种异常状态的裸基因(nu)是位于11号染 色体上的一个隐性突变基因。 T细胞功能缺陷动物-裸小鼠 The Athymic (nude) Mouse 基因型：（nu/nu） 该基因已回交到不同品系，包括：NIH-nu/nu 、BALB/c-nu/nu 、C3H-nu/nu 、C57BL/6-nu/nu 。 T细胞功能缺陷动物-裸小鼠 The Athymic (nude) Mouse 无毛鼠=裸鼠？ No，为什么？ 唯一特征是什么？ T细胞功能缺陷动物-裸小鼠 The Athymic (nude) Mouse 1962年，英国，偶然发现个别无毛小鼠；1966年 ，爱丁堡，证实无毛小鼠是由于11号染色体上等 位基因突变导致隐形基因纯合引起，并命名为裸 体（nude），用nu表示基因符号； 1968年，佩蒂路易斯发现裸小鼠无胸腺！ 裸小鼠的发现与发展 特点 1）杂合子小鼠各方面表现正常，纯合子裸鼠 ，被毛异常生长，呈裸体状态； 2）无胸腺，仅有胸腺残迹或异常胸腺上皮， 不能使T-cell正常分化，导致细胞免疫力低下 ，幼龄鼠有残存的未分化的上皮细胞； 裸小鼠的特点 BALB/c-nu与昆明鼠胸腺对比 3）B细胞数量、功能正常，成年裸小鼠（ 68周）较普通鼠有较高水平的NK细胞活性 ； 4）繁育能力差，乳腺发育缺损，一般以雄性 纯合子与雌性杂合子繁育（nu/nunu/+） ； 裸小鼠的特点 5）T细胞缺陷可通过移植成熟T细胞、胸腺细 胞或正常胸腺上皮得到校正； 6）生长缓慢，体重小于同日龄其它小鼠； 裸小鼠的特点 7）抵抗力差，必须饲养在屏障环境中； 8）无接触敏感性，无移植排斥，无移植物抗 宿主反应。 裸小鼠的特点 裸大鼠(Nude rat)是1953年由英国的Rowett 研究所发现，基因符号为rnu；纯合子为 (rnu/rnu)，1977年在英国的MRC实验动物中 心建立了裸大鼠种群。此后逐步引入美国、 日本等。1983年引入中国。 T细胞功能缺陷动物-裸大鼠 The Athymic Rat 特点 1）纯合子裸大鼠(rnu/rnu)具有与裸小鼠基本相 似的特征，裸大鼠并不像裸小鼠一样完全无毛 ，而是体毛稀少，尾根往往多毛； T细胞功能缺陷动物-裸大鼠 The Athymic Rat 2）无胸腺，缺乏功能性T淋巴细胞，B细胞 功能基本正常，NK细胞活力增强； 3）体重为正常大鼠的70左右； T细胞功能缺陷动物-裸大鼠 The Athymic Rat 4）繁育能力差，与裸小鼠一样在妊娠期间乳 腺发育缺损，故其繁殖方式同裸小鼠相同， 即用纯合子的雄鼠与杂合子的雌鼠交配方式 进行繁育； T细胞功能缺陷动物-裸大鼠 The Athymic Rat 5）比裸小鼠更强壮、寿命更长，裸大鼠较 裸小鼠对多种传染病更敏感。 6）体型较大，可提供足够的血样、也可为 各种研究提供足够的瘤组织及对大范围的 外科手术方法较有利。 T细胞功能缺陷动物-裸大鼠 The Athymic Rat T、B细细胞联联合免疫缺陷 Motheaten小鼠 T、NK细细胞缺陷小鼠 T、B、NK细细胞三联联免疫缺陷小鼠 联合免疫缺陷动物 严严重联联合免疫缺陷小鼠（ Severe combined immunodeficient mice，SCID 小鼠）：1983年由美国Fox chase癌症中 心于C.B-17Icr近交系中发现发现 ，突变变基因 scid位于16号染色体。 1988年，从美国Jackson实验实验 室引进进到 中国。 严严重联联合免疫缺陷小鼠 SCID小鼠：T 、B淋巴细细胞 联联合免疫缺陷 动动物 严严重联联合免疫缺陷小鼠 SCID小鼠的解剖学特点： 1、外观观、体重与普通小鼠无差异。 2、淋巴器官发发育有缺陷。其胸腺相对重量仅为同 龄正常对照小鼠的6左右，脾脏脏相对重量仅为正 常的3，淋巴结结极小，常散在于脂肪组织之中，难 以用肉眼查见，在显微镜下估计其大小仅为正常的 1/3 严严重联联合免疫缺陷小鼠 SCID小鼠的组织组织 学特点： 淋巴组织组织 缺乏淋巴细细胞，胸腺无皮质质 结结构仅仅存上皮样细样细 胞和成纤维细纤维细 胞， 脾小，因缺少正常的B淋巴细细胞聚集故 没有脾小体。淋巴结结也没有明显显皮质质 区，主要由网状细细胞占据。 严严重联联合免疫缺陷小鼠 免疫学特征： SCID小鼠在所有T和B淋巴细细胞功能测测 试试中为为阴性。对对外源性抗原无抗体和 细细胞免疫反应应，不能排斥同种皮肤移 植，体内缺乏携带带前B组组胞、B细细胞和T 细细胞表面标记标记 的细细胞。 免疫细细胞： 外周血白细细胞总总数减少，粒细细胞，巨 噬细细胞、巨核细细胞、红细红细 胞等呈正常 状态态。自然杀伤细杀伤细 胞NK、淋巴激活因 子LAK细细胞正常。 自发发性肿肿瘤： SCID小鼠自发发性T细细胞淋巴瘤（主要在 胸腺）的发发病率在15左右。淋巴瘤明 显显起源于胸腺，并可发发生肺、淋巴结结 、脾、肝和肾转肾转 移。 渗漏（Leaky）现现象： 约约2-23%的SCID小鼠在青年期B、T细细胞 功能可以恢复，称为为渗漏（Leaky）， 此时时仍带带有SCID基因，淋巴细细胞不受 影响而发发育成熟，原因不明。可以用血 清学和组织组织 学方法诊诊断。 淋巴系统统的重建： SCID小鼠在接受组织组织 相容性相同的正 常骨髓或胎肝细细胞后，其淋巴组织组织 将 获获得部分或完全重建，恢复正常功能。 环环境要求： 对对鼠肝炎，巴氏杆菌、卡氏肺囊虫极易 感染，感染后易发发病死亡。必须须养育 在 SPF环环境中，平均寿命1年以上。 分笼饲笼饲 养、防止混淆。 motheaten mice，1965年发现发现 于 C57BL/6J的突变变，突变变基因me位于第6 号染色体， C57BL/6J-me在1-2日龄龄表皮可 见见嗜中性白细细胞集聚，表皮色素呈斑点 状，故称虫蛀小鼠，寿命不超过过8周。 虫蛀小鼠 1、出生后2天内出现现皮肤脓肿脓肿 ，有严严 重联联合免疫缺陷，表现为对现为对 胸腺依赖赖 和非依赖赖抗原均无反应应，对对T、B细细胞 分裂素的增殖反应严应严 重受损损，细细胞毒T 细细胞和NK细细胞活性低。 虫蛀小鼠 2、纯纯合型（me/me）伴有自身免疫的 倾倾向，免疫复合物沉积肾积肾 、肺、皮肤 。 3、4周龄龄胸腺退化，出现严现严 重免疫缺 陷，与SCID不同的是，不仅仅存在T、B 淋巴细细胞异常，其它细细胞也存在异常 。 虫蛀小鼠 4、该该小鼠对对判别别生命早期的免疫功能 缺陷和某种自身免疫性疾病的发发生都是 有用的模型。 虫蛀小鼠 一、性连锁连锁 免疫缺陷小鼠（X-linked immune deficiency mouse，XID） 起源于CBA/N，毛色为为野鼠色，B细细胞 功能缺乏，基因符号xid，位于X染色体 上。 基因型：xid/xid，xid/Y 其他免疫缺陷动物 1、雌性纯纯合子与雄性杂杂合子没有体液 免疫。 2、对对B细细胞分裂素缺乏反应应，分泌IgM 和IgG的B细细胞减少， IgM和IgG含量降 低，但T细细胞功能正常。 性连锁连锁 免疫缺陷小鼠 3、移植正常鼠骨髓到xid宿主，B细细胞 缺损损可以恢复。 4、该该小鼠用于研究B细细胞的发发生、功 能、异质质性。 性连锁连锁 免疫缺陷小鼠 二、 beiger小鼠(beiger mice) NK细细胞功能缺陷突变变小鼠，bg是13号 染色体上的隐隐性基因。 基因型：bg/bg beiger小鼠 1、由于细细胞溶解作用的识别过识别过 程受损损 ，导导致NK细细胞功能缺乏。 2、纯纯合bg基因还损伤细还损伤细 胞毒T细细胞功 能，降低粒细细胞趋趋化性和杀杀菌活性， 延迟迟巨噬细细胞抗肿肿瘤杀伤杀伤 作用。 beiger小鼠 3、影响溶酶体发发生，导导致溶酶体膜缺 损损，溶酶体增大。 4、溶酶体功能缺陷导导致bg小鼠对对化脓脓 性细细菌敏感，必须饲须饲 养于SPF环环境中。 5、可用于研究色素缺乏易感性增高综综 合征。 beiger小鼠 三、显显性半肢畸形小鼠(dominant hemimelia mice) 1、Dh(dominant hemimelia )是显显性 突变变基因，位于1号染色体。 Dh/Dh，Dh/+ 显显性半肢畸形小鼠 2、出生后，后趾畸形即多趾或少趾 。 3、杂杂合子缺乏脾脏脏，泌尿、生殖、 消化道和骨骼有一定程度畸形。 显显性半肢畸形小鼠 4、纯纯合子由于泌尿生殖系统统和骨骼 系统严统严 重畸形，出生后很快死亡 。 5、畸形发发生于早期胚胎的脏脏壁中胚 层层。 显显性半肢畸形小鼠 6、脾脏脏缺乏导导致体液免疫反应应一定 程度损伤损伤 。 显显性半肢畸形小鼠 三联联合免疫缺陷 BNX（为为bg、nu、xid三个基因首字母的缩缩 写）小鼠是NIH-Beige-NudeXID小鼠的简简称， 亦称为为NIH-小鼠，它是由美国（NIH）培育 成功的一种T、B、NK细细胞联联合免疫缺陷小 鼠，即重度联联合免疫缺陷小鼠，基因型为为 NIH-bg/bg-xid/xid-nu/nu(雌性)和IH-bg/bg- xid/y-nu/nu(雄性