小鼠骨髓嵌合

Bone marrow chimeras—a vital tool in basic and translational research | SpringerLink

Principles of Bone Marrow Transplantation (BMT): Providing Optimal Veterinary and Husbandry Care to Irradiated Mice in BMT Studies - PMC (nih.gov)

受体造血系统的清除

1.放射:①一次,9-12Gy ②两次,间隔3-4h,一次5.5-7Gy

2.百消安busulfan

百消安: 常见的抗肿瘤药物。一种双官能烷化剂,其中两个不稳定的甲磺酸盐基团附着在四碳烷基链的两端。在水介质中,白消安水解以释放甲磺酸盐基团。这会产生活性碳离子,可以烷基化DNA。DNA损伤被认为是白消安大部分细胞毒性的原因。  易经胃肠道吸收,口服吸收效果良好。  最常见的副作用就是骨髓抑制,在服用期间,要注意监测血细胞,当血细胞数量骤降时,应暂时停药。

全身照射会引起的反应:胃肠道损伤: Irradiation itself can cause gastrointestinal dysfunction as the gut is the site of a large population of highly proliferative epithelial cells directly affected by the induction of double strand DNA breaks;小鼠(黑色)毛发变成灰色

受体免疫细胞不会被完全清除,黏膜组织(可照射新生小鼠或使用免疫缺陷鼠作为受体)、CNS都会有幸存的免疫细胞[generating a situation in which the host immune cells will compete and outnumber the donor cells in the mucosa],所以需要区分受体与供体细胞

1.可通过流式检测的品系标志物:

CD45.1、CD45.2;CD90.1、CD90.2

2.供体鼠带有转基因荧光蛋白(eg:GFP,但缺点是可能会在小鼠体内产生抗-GFP反应{esp BALB/c})

3.受体鼠直接使用免疫缺陷鼠(Rag1-/-、Rag2-/-、SCID鼠)【就不需要genetic markers区分共受体细胞了】

4.使用不同性别的共受体(但可能导致受供体不相容)

将HSC或完整BM转输到受体中:尾静脉注射、腹腔注射(效率低)

移植是否成功的影响因素:受供体的组织相容性、照射方案、病原体的存在[铜绿假单胞菌是常见的致死原因、肠道细菌易位引起全身感染]、受供体年龄(一般使用8-12周龄)

常用的抗生素:甲硝唑、新霉素、环丙沙星、四环素

注意:使用抗生素会降低肠道菌群多样性。The decrease of gut microbiota diversity due to antibiotics use can impact the success rate of BMC, as gut bacteria produce metabolites that are required for appropriate development of certain leukocyte lineages.

免疫重建的时间表


Timeline of immune reconstitution after BM transplantation in the mouse

免疫系统完全重建需要【8周完成】(数量+功能)

首先完成重建的是髓系细胞系-巨噬-分叶核细胞-DC【1周完成】

NK【2周完成】

B【3周完成】

T【8周完成】

所有免疫细胞亚群重建完成一开始的数量都会少于该群正常绝对计数,后续数量稳定所需时间要大于完全重建所需时间

此外,数量重建并不立即伴随着细胞功能的重建:DC数量重建后功能完全恢复;NK数量重建后1周功能才会完全恢复

一些骨髓嵌合模型:


Summary of the BMC tools used in research:First row, simple BMC. Second row, simple BMC with head-shield (green)—immune resident cells are not ablated from the central nervous system. Third row, mixed BMC (1:1 ratio)—half of the immune cells of the chimeric mice are knockout (KO). Fourth row, complex mixed BMC (1:4 ratio) wherein all T and B cells from the chimeric mice are KO, only 20% of the myeloid compartment is KO.


简单BMC:探究基因在造血细胞 vs 非造血细胞中的功能


混合BMC:证明IL-23作用于T细胞,促进GM-CSF产生


复杂混合BMC
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