医学行业动态
全国疫情逐渐消散,北京疫情却“反弹”,牵动着全国人民的心。在积极筛查期间发现了几例无症状携带者。这一定教会了我们所有人。疫情还没有结束。需要加强防疫工作。
由新型冠状病毒(SARS-CoV-2)引起的全球新型冠状病毒肺炎(COVID-19)大流行,对中国和世界都是一个重大挑战。详细研究严重急性呼吸系统综合症(SARS)与宿主分子的相互作用机制,研究病毒的致病过程,建立SARS病毒感染的疾病模型,对临床治疗、疫苗和药物开发具有重要意义.重要的指导。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原因和免疫系统。
1. 使用小鼠模型研究 SARS 的重要性和好处是什么?在人类病毒感染的研究中,小鼠模型的好处非常明显。例如,它们更便宜,更容易繁殖,繁殖速度更快,并且有更多的后代。更重要的是,近交小鼠的遗传背景是一致的。在此基础上,可以编辑和修改小鼠基因以建立所需的模型,而病毒宿主特异性基因对研究绝对有用。疾病在病程中的作用也有助于更好地了解宿主免疫系统的反应以及病毒和疫苗诱发的免疫防御能力。
当然,鼠标模型有局限性。当病毒感染人和小鼠细胞时,它通常会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等因素有关。此外,小鼠和人类之间存在物种差异。一些人类病毒不能直接感染小鼠。或者,人类病毒可以在小鼠体内复制,但很难引起明显的感染症状。因此,将小鼠模型研究的结果转化为人类时要小心。但是,使用不同类型的基因工程小鼠、人源化小鼠或基因多样化的小鼠品系,可以克服野生型小鼠的一些缺点,使小鼠模型在宿主研究中引起病毒和病原相互作用。一个非常有用的研究工具,用于评估疫苗和药物的功效、安全性和有效性。
2. 使用小鼠模型研究SARS-CoV的策略和方法是什么?
根据各种小鼠构建策略和方法,目前存在三种SARS-CoV感染小鼠模型:
1.使用人SARS-CoV病毒直接感染近交系小鼠;
2.基因小鼠技术,可能是小鼠相关基因编辑、敲除,或人宿主细胞中SARS病毒结合受体用于转移(如ACE2)进入小鼠;
3. 在小鼠体内反复适应和进化野生 SARS-CoV 病毒,以获得适应病毒的、更具致病性的小鼠。这建立了导致明确临床表型的病毒感染小鼠模型。
SARS-CoV感染小鼠模型的主要研究进展集中在以下几个方面:
(1)直接应用非相干小鼠模型研究SARS病毒的致病性
SARS-CoV感染与导致死亡的老年患者(60 岁以上)增多的严重急性呼吸系统综合症 (ARDS)。有各种研究来探索可以模拟老年人 SARS-CoV 感染的更好的小鼠模型。实验在 12-14 个月大的 BALB/c、C57BL/6、129S6 近交野生小鼠上进行。感染SARS-CoV后,三只老年小鼠的寿命缩短(平均约7天)。 .. )。都市临床症状,如体重减轻、头发凌乱、足弓、脱水),更重要的是,组织病理学包括浸润血管和细支气管的炎症细胞,以及细支气管细胞坏死。 ,爆发间质性肺炎。此外,BALB/c 小鼠的广泛肺泡破坏一直持续到第 9 天。这与人类 SARS-CoV 感染的临床病理症状非常接近。这项研究也是首次揭示了可能对 SARS-CoV 感染的致病性产生重大影响的宿主的遗传和年龄特征。这也表明,一次病毒感染的爆发与宿主本身和病毒本身的特性有关。因素也起着非常重要的作用。 (2)利用基因编辑技术建立SARS病毒感染小鼠模型 目前正在构建hACE2基因工程人源化小鼠模型,包括各种组织特异性或广泛表达启动子和hACE2基因构建体。通常使用。表达载体通过细胞角蛋白(上皮细胞特异性表达-K18)启动子、CAG启动子(广泛表达)、小鼠ACE2基因启动子等原核注射随机插入转基因小鼠模型。使用这些人源化 ACE2 小鼠模型的研究结果表明,hACE2 表达水平与疾病严重程度直接相关。所有这些小鼠模型都显示出呼吸道上皮细胞的感染,但在小鼠大脑中也可以看到 hACE2 基因的高表达。发现 SARS-CoV 感染模型会增加和传播小鼠大脑中的病毒载量。它会传播并最终导致脑炎和小鼠死亡。
(3)采用适应性实验进化方法获得SARS-CoV突变株
小鼠特异性组织,通过适应性进化植物病毒,使病毒适应其特定的生存环境,并选择特定的突变体,以达到更有效复制的目的压力,这是在底部产生的。为了在野生型小鼠的肺中复制 SARS-CoV 并引起严重急性呼吸道疾病的表型,研究人员将 SARS-CoV 的临床毒株应用于 BALB/c 小鼠的鼻腔。我发现(6 周龄) )。重复接种 15 次,直至小鼠变成野生型,出现明显的人类感染 SARS-CoV 的临床表现(如体重减轻)。通过分析来自不同传代的适应性致死病毒株,我们分析了病毒引起的严重气道变化与特定蛋白突变之间的关系,并分析了病毒宿主之间的特定SARS-CoV蛋白。有助于进一步研究特定突变。方便的功能连接。
(4) 使用Collaboratory Cross-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 该基因处于病毒性疾病中,调查相关因素是否决定病毒感染主持人。各种反应都是有用的。在用 SARS-CoV 感染 CC 小鼠后,我们分析了 CC 小鼠以确定体重减轻和病毒滴度的差异,以便快速确定表型相关基因。与表型比较。一些研究人员利用CC小鼠技术,发现了在SARS-CoV感染的致病过程中对病毒完全敏感的CC小鼠品系(CC003和CC053/Unc)。已经完成。在基因定位分析中,Toll 样受体信号通路适体蛋白 Ticam2 是确定严重呼吸系统疾病表型的潜在重要因素。基于这些研究结果,CC小鼠可以作为一种新型的小鼠模型,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,这些受体与严重急性呼吸道疾病中的SARS-CoV感染相似(但不完全相同)。综合征和其他建立与此相关的小鼠模型的策略和方法引起临床症状的动物SARS-CoV感染也可应用于建立SARS-CoV-2感染小鼠模型。小鼠模型在感染研究中的最新应用研究。
1.QinQ转基因人源化ACE2小鼠模型中国医学科学院医学实验与动物研究所,Kawa博士率先开发出新型冠状病毒感染的hACE2小鼠模型建立:使用构建的表达载体,通过注射应用小鼠获得转基因hACE2小鼠模型mAce2 启动子和 hACE2 基因 HACE2 转基因小鼠 SARS - 感染 CoV-2 病毒后,小鼠体重减轻,并在高病毒载量的肺部进行测试,受感染的小鼠出现中度间质性肺炎,多个淋巴细胞和单球间质 发生侵袭等肺泡病变,并在肺泡腔内发生巨噬细胞的积累。研究人员还使用了hACE2转基因,首次在小鼠身上评估了这种新型冠状病毒灭活的安全性和有效性。结果表明,hACE2小鼠可不同剂量和时间接种灭活疫苗,小鼠无任何感染,观察感染和副作用,由于灭活疫苗的免疫原性,产生了SARS-CoV-2特异性S蛋白和RBD特异性IgG结果,RBD特异性IgG占S蛋白抗体反应的50?而RBD是新型冠状病毒灭活疫苗2人工固定点插入hACE2小鼠模型
动物资源研究所领导的研究团队中国实验科学学会等首次报道了用于定点插入的hACE2-KI/NIFDC小鼠模型,在人源化小鼠构建策略中,将hACE2基因改为小鼠mace2基因,在内源控制下创建人源化小鼠。 mAce2 基因通过直接插入启动子并将 tdTomato 基因插入到 hACE2 基因中。 ACE2 和 tdTomato 基因共表达。在所有年龄的hACE2小鼠和鼻腔感染SARS-CoV-2病毒的男性中,小鼠的肺、气管、脑、脾、肾、肝脏以及小鼠的肠道和血清产生高病毒载量。没有发现病毒RNA。 hACE2 小鼠在各个年龄段都很常见,间质性肺炎表现为炎症细胞浸润、肺泡间隔增厚和明显的血管损伤。然而,受感染的小鼠并没有死亡。对 .SARS-CoV-2 感染小鼠的主要靶细胞的分析表明,Clara 对 Clara 细胞分泌蛋白 (CC10) 呈阳性。呼吸道中 SARS-CoV-2 的主要靶细胞。该研究还证实,SARS-CoV-2胃部疫苗接种可引起hACE2小鼠感染,并导致hACE2小鼠肺部发生病理变化。
3、腺病毒载体创建的小鼠模型
广州呼吸疾病研究所赵锦云教授团队利用腺病毒载体(Ad5)在小鼠肺部转导表达hACE2、全球首例新型冠状病毒肺炎非转基因小鼠模型成功建立.通过CMV启动子引入表达hACE2基因的腺病毒(Ad5)载体(Ad5-CMV-hACE2),并鼻内引入野生小鼠和相关基因敲除小鼠(I型干扰素)。基于受体缺陷或STAT1基因敲除小鼠,建立了表达干扰素通路中重要基因hACE2基因的小鼠肺小鼠模型。当这只非转基因人源化hACE2小鼠感染SARS-CoV-2时,在小鼠肺部检测到高滴度病毒,导致体重减轻和临床病理症状,与一位新冠肺炎患者是一样的。出现。同时,小鼠模型实验也证明了I型干扰素和STAT1基因可能受到SARS-CoV-2感染的保护。作为模型动物研发的领跑者,
增友生物组建了研发团队,在新冠肺炎疫情初期研发新冠小鼠模型。利用内部开发的Turbo Knockout技术和优化的CRISPR-Pro技术,同时从BALB/c、C57BL/6J和C57BL/6N三种背景菌株以及各种基因中制备人源化hACE2小鼠,探索编辑方法的好处。缺点,不同的基因打靶程序和构建策略,旨在满足不同研究目标和不同应用的定向需求。新冠肺炎疫情已过去6个月,疫苗和抗病毒药物的研发逐渐明朗。疫情的逐步胜利并不能立即帮助预防或治疗感染者,但每个人都知道。在这个过程中,老鼠成为了人类抗病毒感染的有力助手,实现了对人类最大的价值。人类有共同的命运,生物共同生活。
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