白血病小鼠造血干细胞移植模型的研究进展

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文章编号(Article ID):1009-2137(2012)03-0788-04·综述·白血病小鼠造血干细胞移植模型的研究进展

路钰夏,唐晓文*,陈广华

苏州大学附属第一医院血液科,江苏省血液研究所,卫生部血栓与止血

重点实验室,江苏苏州215006

摘要小鼠造血干细胞移植模型是进行白血病治疗实验研究的关键,现已广泛应用于抗癌药物筛选、白血病发病机制以及实验性治疗研究等。小鼠造血干细胞移植模型具有建立周期短,重复性好,使用的肿瘤细胞株生物特性较稳定等优点。本文将从白血病及肿瘤细胞株的来源、小鼠种属的选择、移植模型的构建及GVHD模型新进展等方面对小鼠造血干细胞移植模型进行综述。

关键词白血病;小鼠移植模型;GVHD

中图分类号R733.7;R-332文献标识码A

Research Advances of Leukemia Mouse Hematopoietic Stem Cell Transplantation Model———Review

LU Yu-Xia,TANG Xiao-Wen*,CHEN Guang-Hua

Departmant of Hematology,First Affiliated Hospital of Soochow Univesity,Jiangsu Institute of Hematology,Key Laboratory of Thrombosis and Hemostasis of Ministry of Health,Suzhou215006,Jiangsu Province,China

*Corresponding Author:TANG Xiao-Wen,Associate Professor,Senior Physician.Tel:(0512)67781850.E-mail:xwtang1020@163.com;

Abstract Mouse model of leukemia hematopoietic stem cell transplantation is the key platform to study leukemia experimental treatment,which has been widely used in anticancer drug screening and in the studies of leukemia pathogenesis and experimental treatment.Transplantation mouse model has several advantages such as short cycle of model establishment,good repetitiveness,and the more stable biological characteristics of the tumor cell lines.The source of leukemia and tumor cell lines,choice of mouse species,the establishment of transplantation model,the recent advances of GVHD model and other aspects of transplantation mouse model are summarized in this review.

Key words leukemia;transplantation mouse model;graft-versus-host disease

J Exp Hematol2012;19(3):788-791

20世纪50年代早期,在进行放射对小鼠影响的研究中,人们受启发而开始开展造血干细胞移植[1]。目前,造血干细胞移植已成为治疗恶性血液病的最有效措施之一。动物造血系统特点与人类极为相似,所以动物移植模型的研发一直是人类白血病实验研究中的热点,并且已成为研究人类白血病病因学、发病机制、生化免疫特征、病理生理改变、细胞和分子生物学特性及实验性治疗的强有力工具,其中小鼠因体型小、费用少等特点而被选作白血病研究的理想实验动物。随着人类对白血病认识的不断深入,以及白血病实验研究的快速发展和一些新技术的运用,小鼠移植模型的相关研究已经取得了突破性进展。

小鼠移植模型的分类

根据供受鼠之间的种属关系,小鼠移植模型主要分为两大类:同种异体造血干细胞移植和异种造血干细胞移植。前者又可分为同基因移植和异基因移植,是指将一种小鼠的白血病组织、血液、或白血病瘤株植入同种小鼠体内,导致受鼠发生白血病,然后将同种正常小鼠的造血干细胞植入受鼠体内,如小鼠→小鼠。后者是指将一种小鼠的白血病组织、血液、或白血病瘤株植入同种小鼠体内,导致受鼠发生白血病,然后将另一种正常鼠类的造血干细胞植入受鼠体内,如大鼠→小鼠。

小鼠移植模型的构建

构建模型的白血病及肿瘤细胞株来源

化学致癌剂诱发许多化学物质,如苯及其衍生物,

*通讯作者:唐晓文,副教授,主任医师,硕士生导师.电话:(0512)67781850.E-mail:xwtang1020@163.com;

2011-12-07收稿;2011-12-26接受

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·中国实验血液学杂志Journal of Experimental Hematology2012;20(3):788-791

多环碳氢化合物,亚硝胺类物质,保泰松及其衍生物、氯霉素,某些抗肿瘤的细胞毒药物如氮芥、环磷酰胺、甲基苄肼、VP16、VM26等,都公认为有致白血病作用。丁顺利等[2]利用7,12-二甲基苯蒽诱发BALB/c小鼠产生红白血病,建立了EL961l红白血病的小鼠红白血病模型。

放射、辐射诱发Itoh等[3]用放射线诱发C3H小鼠建立了可移植性红白血病模型。此外,小鼠粒细胞白血病L801,就是来源于60Co-γ线照射LACA雄性小鼠后诱发粒细胞白血病,然后取其脾细胞悬液注入同系小鼠尾静脉后所建立的瘤株。

病毒诱发我国用津638病毒诱发小鼠产生了网织细胞型T淋巴细胞白血病细胞株L615。1957年Friend等将埃列希肿瘤小鼠腹水细胞的无细胞滤液注射至Swiss幼鼠,从其脾脏中分离得到的可连续在成鼠体内传代的红白血病细胞株FBL3,随后证实为Friend病毒诱发的红白血病细胞。

自发产生AKR小鼠出生后一年半内,白血病的发生率甚至高于90%,多为胸腺来源的淋巴细胞白血病。

转基因产生从pCC20质粒经酶切分离得到PLZF-RARA融合基因,因pBLUESK多克隆位点EcorⅠ两侧存在ClaⅠ/NotⅠ位点,故先将PLZF-RARA/EcorⅠ位点经KpnⅠ鉴定方向获得pCC23质粒,然后从pCC23经ClaⅠ和NotⅠ酶切获得PLZF-RARA/ClaⅠ/NotⅠ,与经同样酶切线性化的phCG载体连接,转化,筛选获得pCC68质粒,经Sal Ⅰ和PvuⅠ酶切获得hCG-PLZF-RARA转基因构件。经显微注射法获得G0代转基因小鼠,经一段时间后即发生白血病[4]。

基因敲除产生指利用外源DNA与受体细胞染色体DNA上的同源序列之间发生重组,使之整合到预定位点,并替代原有基因,从而改变细胞遗传性的方法。例如,通过胚胎干细胞打靶技术建立的ATM (A-T突变基因)白血病淋巴瘤动物模型[5]。

构建模型常用的小鼠白血病细胞株

用于移植模型的白血病细胞株有两类:一类是鼠源性的,常用的有淋巴细胞白血病细胞株L1210、P388、L615、L7212、P1534等[6,7];红白血病细胞株EL9611、MEL、Friend病毒白血病细胞株FBL3[8];单核巨噬细胞白血病细胞株RAW264.7[9];此外,还有粒-单核细胞白血病细胞株WEHI-3,淋巴细胞白血病细胞株L5178Y等[6]。另一类是人源性的,应用较少,目前较常用的有淋巴细胞白血病细胞株Jurkat,TALL104,HPB-ALL[10-12];红白血病细胞株K562[8];巨核细胞白血病细胞株M-07e等[6]。

构建模型的小鼠种属

小鼠的主要组织相容性复合体(major histocompa-tibility complex,MHC)称H-2复合体,位于第17号染色体,长约1500kb,包括K、I、S、L、D等几个亚区,分为3类,Ⅰ类基因:包括H-2K、H-2D、H-2L 等,分布于复合体的两侧,基因产物主要参与急性排斥,并向CD8+T细胞提呈抗原;Ⅱ类基因:包括Ⅰ-A和Ⅰ-E,基因产物主要参与慢性排斥,并向CD4+ T细胞提呈抗原;Ⅲ类基因:包括C4、C2、Bf基因,基因产物为补体成分C4、C2、Bf。MHC是移植物不相容的主要决定者,所以供受鼠MHC相合度是决定移植成败的关键。

通常选用体重为18-22g,周龄为6-12周的小鼠作为实验小鼠,而且供鼠常用雄性小鼠,以便于受鼠体内Y染色体的检测;雌性小鼠性格较温和,尾静脉注射容易进行,故常用作受鼠。用于构建移植模型的实验小鼠有很多种,常用的有C57BL/6(H-2b),BALB/c(H-2d),CB6F1(H-2d/b,C57BL/6ˑBALB/c的子一代),DBA2(H-2d),BCR/ABL融合基因转基因小鼠、TEL-JAK2融合基因转基因小鼠等。实验研究常用供受鼠组合[13-15]:①同基因移植模型:供受鼠均为C57BL/6(H-2b),雌雄各半;供受鼠均为BALB/c(H-2d),雌雄各半。②MHC相合移植模型:供鼠为DBA2(H-2d),受鼠为BALB/c(H-2d)。③MHC半相合移植模型:供鼠C57BL/6(H-2b)和受鼠CB6F1(H-2d/b);供鼠BALB/c(H-2d)和受鼠CB6F1(H-2d/b);供鼠CB6F1(H-2d/b)和受鼠BALB/c(H-2d)。④MHC不相合移植(完全异基因移植)模型:供鼠BALB/c(H-2d)和受鼠C57BL/6(H-2b)。

小鼠移植模型的构建

建立白血病模型预处理前或预处理后(因实验目的而定),将白血病细胞株用PBS缓冲液或RPMI 1640培养液调整为所需密度,经尾静脉回输给受鼠,一般为每只1ˑ103-1ˑ108不等[16](具体由细胞株来源及恶性程度而定)。

预处理目前常用预处理方案有:直线加速器X射线或60Coγ射线大剂量全身照射(total-body irra-diation,TBI);免疫抑制剂联合TBI,如环磷酰胺(Cy)联合TBI等;免疫抑制剂单用或联用,如单用Cy,白消安(Bu)联合Cy;全身淋巴结照射(total lymphoid irradiation,TLI)。其中最常用的是TBI,

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白血病小鼠移植模型的研究进展