줄기 세포 기반 유전자 치료 종양 모델로 BLT 인간화 마우스를 사용하여
2012년 12월 18일
인간화 마우스를 사용하여 종양 특정 T 세포의 생성 및 특성이 여기에 설명되어 있습니다. 인간 thymic 조직 및 유전자 변형 인간의 조혈 줄기 세포는 면역 저하 된 쥐에 이식되어 있습니다. 안티 종양 면역 반응의 생체 시험에서 허용하는 엔지니어링 인간의 면역 시스템의 reconstitution에이 발생합니다.
다음 실험의 전반적인 목적은 조작된 인간 면역 체계를 가진 쥐를 생성하는 것입니다. 이것은 먼저 수술을 위해 마우스를 준비한 다음 두 번째 단계에서 투관침에 흉선 조각을 로드함으로써 달성됩니다. 마트리겔을 CD 34 음성 및 CD 34 양성 형질도입 세포와 혼합한 다음 혼합물을 투관침에 첨가합니다.
다음으로, 마트리겔 구조체를 신장 캡슐 아래에 이식합니다. 궁극적으로, 유전자 조작 CD 8 T 세포에 의한 표적 종양의 거부 반응은 살아있는 애완 동물 이미징 및 물리적 종양 측정으로 모니터링 할 수 있습니다. 완전 뉴런 모델과 같은 기존 필로폰 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 이 방법을 통해 인간 흉선 내에서 유전적으로 변형된 인간 줄기 세포 발달을 연구할 수 있고 그 절차를 입증하는 파생 계통의 생체 내 효능 테스트를 수행할 수 있다는 것입니다. 그리고 숀 킴.
이 개략도에서는 마트를 운반하는 키메라 마우스의 생성을 위해 이러한 연구에 사용된 수정된 BLT 모델, 하나의 특정 T 세포가 요약되어 있습니다. 임플란트는 자가 태아 간에서 분리된 형질도입 및 비형질주입 CD 34 세포로부터 재구성된다. 그런 다음 형질도입된 세포의 일부를 동결하여 4주 내지 6주 후에 방사선 조사된 마우스에 주입합니다.
이 비디오에서는 동물이 마취로 인해 느려진 후 살아있는 구조물을 이식하는 것을 시연합니다. 각 마우스의 왼쪽을 엉덩이에서 어깨까지 등 중앙과 배 사이를 면도하는 것으로 시작합니다. 각 동물의 체중을 기록한 후 귀를 주먹으로 번호를 매기고 피하로 각 어깨에 0.3ml의 카프로펜을 주사합니다.
그런 다음 마우스를 왼쪽을 향하도록 오른쪽에 놓습니다. 이제 PBS가 있는 둥근 파일 팁이 있는 16게이지 암 임플란트 바늘의 투관침을 세척합니다. 한 쌍의 바늘 코 겸자를 사용하여 PBS 접시에 흉선 조각을 추가한 다음 막대와 수평으로 투관침을 잡습니다.
팁 안쪽에서 조직을 흡인합니다. 투관침을 신장 캡슐 아래로 밀어 넣고 조직을 주입하는 것은 이 절차에서 가장 어려운 측면 중 하나입니다. 다음으로, 도우미가 있어야 합니다.
eend orph positive displacement 피펫을 사용하여 5마이크로리터의 차가운 마트리겔을 세포 튜브 하나에 부드럽게 저어주면서 혼합합니다. 투관침을 수평으로 유지. 도우미가 매트리스 젤을 피펫팅하는 동안 막대를 천천히 뒤로 당깁니다.
각 마우스의 투관침에 섞습니다. 먼저 베타딘으로 동물의 맨살을 닦은 다음 이소프로판올 물티슈로 닦아냅니다. 두 번은 피부 아래의 가장 어두운 점을 확인하여 비장의 위치를 나타냅니다.
신장은 비장에서 약 5mm 등쪽에 있으며, 뭉툭한 집게를 사용하여 신장 위의 피부를 집어 올립니다. 비장과 평행하게 피부를 약 15mm 길이로 자릅니다. 아래의 복막 근육층도 비슷하게 절개한다.
남성의 경우 신장을 직접 볼 수 있어야 합니다. 복부를 쥐어짜기만 하면 튀어나옵니다. 여성의 경우 신장이 노출되지 않도록 왼손으로 복부에 압력을 가하는 것이 먼저, 지혈을 사용하여 난소를 집어낸 다음 신장을 끌어내어 장기가 몸 밖으로 유지되도록 돕습니다.
신장 캡슐의 뒤쪽 끝에 있는 작은 구멍을 뽑은 다음 투관침의 구멍이 신장 캡슐로 완전히 덮일 때까지 투관침을 이 구멍과 신장을 따라 밀어 넣습니다. 그런 다음 오른손의 새끼 손가락을 사용하여 조직을 주입합니다. 이제 닫힌 지혈제를 사용하여 신장을 부드럽게 제자리로 밀어 넣습니다.
복막의 한 바늘을 더블 보브로 묶어 지갑처럼 피부를 짜낸 다음 두 개의 상처 클립에 넣습니다. 마지막으로 PBS 한 방울을 양쪽 눈에 떨어뜨리고 침구 위에 있는 케이지에 마우스를 옆으로 눕힙니다. 같은 방법으로 모든 쥐를 이식한 후 동물이 떠나기 전에 배에 누워 있는지 확인합니다.
이 첫 번째 그림은 인간화 마우스에 있는 THI 라이브 임플란트의 대표적인 이미지를 보여줍니다. 이 그림에서는 흉선 조직의 정상적인 발달과 인간 CD 4 및 CD 8 양성 T의 생리학적 조직 분포가 입증되었습니다. 재구성 후, 동물은 CD 4 및 CD 8 양성 T 세포의 정상 분포를 가진 인간 면역 체계를 가지고 있습니다.
다음은 흑색종 종양을 가지고 있는 쥐의 대표적인 이미지입니다. 회색 영역은 CT 스캔 이미지를 나타냅니다. 색상이 지정된 영역은 PET 스캔에서 감지된 종양의 대사 활동을 나타냅니다.
이 실험의 CT 스캔만으로도 흰색 원으로 표시된 영역에 큰 종양 덩어리가 있음을 나타낼 수 있습니다. 그러나 in vivo PET 이미징에서 알 수 있듯이 이 영역은 대부분 괴사 및 흉터 조직으로 구성되어 있으며, 종양 퇴행 및 제거를 평가하는 보다 민감하고 정확한 방법으로서 PET 이미징의 유용성을 강조합니다. 이 절차에 따라 T-세포, 표현형 분석 및 생체 외 활성화와 같은 다른 분석을 수행하여 T-세포 기능과 관련된 질문에 답할 수 있습니다.
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개요
이 기사는 인간화된 마우스를 사용한 종양 특이적 T 세포의 생성 및 특성화에 대해 설명합니다. 이 과정은 인간 흉선 조직과 유전자 변형된 인간 조혈 모세포를 면역 결핍 마우스에 이식하여 항종양 면역 반응의 체내 검사를 위한 인간 면역 시스템의 재구성을 포함합니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 면역학
- 종양학
- 변환 의학
배경
- 인간화된 마우스 모델은 인간 면역 반응을 연구하는 데 필수적입니다.
- 유전자 변형된 T 세포는 종양을 효과적으로 타겟팅할 수 있습니다.
- 기존의 방법은 인간 면역 시스템 상호작용을 적절히 모방하지 못할 수 있습니다.
- 이 연구는 항종양 반응에 대한 이해를 개선하는 것을 목적으로 합니다.
연구 목적
- 공학적 인간 면역 시스템을 가진 마우스를 생성합니다.
- 유전자 변형된 CD8 T 세포의 종양에 대한 효과를 모니터링합니다.
- 흉선 내 인간 줄기 세포 발달에 대한 통찰력을 제공합니다.
사용된 방법
- 수술 절차를 위한 마우스 준비.
- CD34 음성 및 양성 전달된 세포와 혼합된 흉선 조직 이식.
- 이식 구성을 위한 Matrigel 사용.
- 생체 PET 이미징 및 물리적 측정을 통한 종양 거부 반응 모니터링.
주요 결과
- 기능적 인간 면역 시스템을 가진 마우스의 성공적인 생성.
- 공학적 T 세포에 의한 종양 거부 반응의 효과적인 모니터링.
- 기존 모델에 비해 이 방법의 장점 시연.
- 체내 인간 줄기 세포 발달에 대한 통찰력.
결론
- 이 방법은 인간 면역 반응에 대한 고급 연구를 허용합니다.
- 항종양 치료법을 테스트할 수 있는 플랫폼을 제공합니다.
- 향후 응용은 면역 시스템 역학에 대한 이해를 향상시킬 수 있습니다.
자주 묻는 질문
Executive Industry Relevance
The BLT humanized mouse model enables predictive evaluation of stem cell-based gene therapies and engineered T cell function in a physiologically relevant human immune context. This platform addresses a critical gap in preclinical oncology and immunotherapy pipelines by supporting in vivo assessment of human immune cell development, tumor targeting, and therapeutic efficacy. Its integration enhances translational confidence and de-risks early-stage portfolio decisions for cell and gene therapy programs.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of therapeutic hypotheses involving engineered human immune cells in vivo.
- Supports biological de-risking by modeling human immune cell development and function.
- Facilitates functional target validation for tumor-specific T cell receptors.
- Improves predictive confidence for advancing cell-based immunotherapies.
Screening & Assay Development
- Provides a validated in vivo system for quantitative assessment of anti-tumor activity.
- Enables reproducible measurement of tumor regression using live PET imaging.
- Supports standardization of immune cell phenotyping and functional assays post-engraftment.
- Prepares a robust platform for evaluating gene-modified cell therapies prior to clinical translation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant human immune-tumor interactions for translational biomarker discovery.
- Ensures continuity from discovery through preclinical validation of engineered immune cell therapies.
- Supports risk-adjusted advancement by providing in vivo efficacy and mechanistic data.
- Enables assessment of tumor clearance and immune cell persistence in a humanized context.
Pipeline & Workflow Integration
This model bridges early discovery, lead identification, and preclinical validation for cell and gene therapy candidates targeting cancer and immune disorders.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing for engineered T cell function and tumor targeting in vivo.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative PET imaging and tumor measurement outputs for candidate evaluation.
- Analytics: Provides robust readouts for immune cell phenotyping and functional assessment post-engraftment.
- Translational Research: Connects in vivo efficacy data to biomarker and mechanistic endpoints relevant for clinical translation.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for iterative testing of gene-modified immune cell therapies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in immune cell therapy development.
- Operational Value: Standardizes in vivo efficacy testing and supports scalable, reproducible workflows.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and capital-efficient portfolio management.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of cell and gene therapy assets.
Implementation Considerations
- Requires expertise in human stem cell manipulation and immunodeficient mouse surgery.
- Demands access to PET imaging and advanced animal housing infrastructure.
- Necessitates rigorous cross-team standardization for reproducibility and data comparability.
- Must adapt protocols for different tumor models and gene modification strategies as needed.
- Imposes biosafety and animal welfare requirements due to use of human tissues and immunocompromised hosts.
