BRGSF小鼠：重度免疫缺陷小鼠
免疫缺陷小鼠的發展史
免疫缺陷小鼠是指免疫系統上一種或者多種免疫成分（比如T、B、NK細胞）存在缺陷/缺失的小鼠。這種小鼠被廣泛應用于腫瘤學（比如腫瘤生長、轉移、抗腫瘤藥物篩選）、免疫學（比如免疫細胞發育增殖機制、免疫疾病發生機理）、傳染病學（比如病毒/細菌性傳染病致病機制）、干細胞生物學（比如人源干細胞移植）等研究領域。
免疫缺陷小鼠的發展史也是一部科學的進化史。從1966年由Foxn1基因突變獲得具有T細胞缺陷的裸鼠（nude mice），1995年由PrkdcSCID基因突變獲得具有T、B細胞缺陷的NOD/SCID小鼠，再到由PrkdcSCID和Il2rg-/-獲得同時具有T、B、NK細胞缺陷的NOG小鼠（2000年由日本CIEA研發）、NSG小鼠（2007年由美國Jackson Lab研發），以及后續的一系列N*G系列小鼠（比如NRG、NDG、NKG）和它們的衍生模型（比如NSG-SGM3、NOG-EXL），更多的免疫缺陷小鼠模型還在被源源不斷地研發出來。盡管擁有這么多競爭者，我們的重度免疫缺陷小鼠BRGSF依然不怯場。
BRGSF小鼠名字的意義
介紹小鼠我們先從來源和名字開始。BRGSF小鼠是2017年由法國巴斯德研究所James P. Di Santo團隊構建的[1]，全稱為BALB/c Rag2-/-Il2rg-/-SirpαNODFlk2-/-小鼠。就像人類的名字一樣，小鼠名字里的每個字母也有著獨特意義。
“B”顯示BRGSF小鼠為BALB/c遺傳背景。與NOD背景小鼠不同，BALB/c背景小鼠擁有完整的補體級聯反應，體內存在有效的補體依賴的細胞毒性（Complement- dependent cytotoxicity, CDC）機制，可用于研發利用CDC機制清除CAR-T細胞的藥物。
“R”表示BRGSF小鼠的Rag2基因被敲除。Rag2 （Recombination activating gene 2）編碼RAG2蛋白，而RAG2和RAG1共同組成的RAG蛋白是T、B細胞分化發育過程中VDJ重排必需的重組酶。敲除Rag2導致小鼠缺乏成熟T、B細胞。
“G”表示BRGSF小鼠的Il2rg基因被敲除。IL2受體的gamma鏈是多種細胞因子（Il-2、Il-4、Il-7、Il-9、Il-15、Il-21）的共同受體亞基，其敲除導致小鼠NK細胞發育嚴重受損。
“S”顯示BRGSF小鼠的Sirpα （Signal-regulatory protein α） 來源于NOD遺傳背景。Sirpα表達于巨噬細胞表面，當它與廣泛表達于其它細胞表面的CD47結合時，可抑制巨噬細胞的吞噬作用。而CD47在物種間具有不相容性，這意味著鼠源Sirpα不能識別人源CD47，這導致異種移植（CDX或PDX）后人源細胞容易被小鼠巨噬細胞吞噬，移植效果差。但由于NOD背景小鼠的Sirpα與人的Sirpα結構相近，可結合人源CD47，因此SirpαNOD可抑制小鼠巨噬細胞對人源細胞的吞噬作用，提高移植率。
“F”表示小鼠的Flk2基因被敲除 。FLK2（Fetal liver kinase?2）能促進髓系細胞發育，特別是樹突狀細胞（Dendritic cell, DC）。DC是專職的抗原呈遞細胞（Antigen presenting cells, APC），它能高效攝取、加工處理抗原，并呈遞給T、B細胞等免疫細胞，是連接固有免疫和適應性免疫的橋梁。敲除Flk2導致小鼠髓系細胞組分發育受損，數量大幅減少。
圖1. BRGSF小鼠是目前市面上免疫缺陷程度最高的小鼠模型之一
BRGSF小鼠免疫缺陷程度高，對各類CDX和PDX高度兼容
BRGSF小鼠是目前市面上免疫缺陷程度最高的小鼠模型之一。Rag2和Il2rg基因的敲除使BRGSF小鼠T、B、NK細胞缺失； SIRPαNOD能抑制小鼠巨噬細胞對人源細胞的吞噬作用；Flk2-/-基因的敲除使小鼠髓系細胞組分大幅減少。這種免疫系統上的高度缺陷使BRGSF小鼠對各類移植物高度兼容，移植效率高。
BRGSF小鼠體內CDC機制完整，可用于CDC機制的相關研究
與NOD背景小鼠不同，BRGSF小鼠為Balb/c背景，其體內擁有完整的補體級聯反應，存在有效CDC機制。因此，BRGSF小鼠可用于CDC機制的相關研究，例如：對利用CDC機制清除CAR-T的藥物進行有效性和安全性評估。為了提高CAR-T療法的安全性，Valton等人構建了一種CubiCAR-T細胞，并在BRGSF小鼠的前身--BRGS小鼠上測試了利妥昔單抗利用CDC機制對其進行清除的能力，發現CubiCAR-T能被利妥昔單抗耗盡[2]。
BRGSF小鼠具有較強的輻照耐受力，可用于研究需要放療的疾病及人源化小鼠的構建
與SCID小鼠不同，BRGSF小鼠T、B細胞的缺失依靠Rag2基因的敲除，而非PrkdcSCID突變。這對小鼠的輻照耐受力有什么影響呢？Prkdc基因編碼了Dna依賴性蛋白激酶(DNA-PK)的催化亞單位，而DNA-PK不僅參與了T、B細胞發育的VDJ重排，還參與了DNA雙鏈斷裂（Double strand break, DSB）的修復。我們已知輻照會造成DNA的DSB，而含有Prkdc突變的細胞由于無法有效修復其受損DNA，最終導致細胞損傷和死亡。因此，含有PrkdcSCID突變的小鼠（例如NOD/SCID、NSG、NOG、NCG等）顯示出對輻照敏感，同時可能會出現自發性腫瘤。而我們的BRGSF小鼠不存在這一問題，因此可用于研究需要放射治療的疾病，評估體內輻射治療的效果。此外，目前使用人造血干細胞（Hematopoietic Stem Cell, HSC）構建免疫系統人源化小鼠時，一般需要先對小鼠進行亞致死劑量輻照來破壞小鼠原有的造血系統，再移植入人源HSC。因此，我們的BRGSF小鼠也適用于構建HIS模型 （BRGSF-HIS）。
BRGSF小鼠應用領域
1. 疫苗研發 （如HIV疫苗[4]）
2. 細胞免疫療法（如CAR-T療法有效性和安全性的評估）
3. 髓系細胞發育研究 （如DC、單核/巨噬細胞）
4. CDX/PDX（如實體瘤、血液腫瘤）
5. 人源化小鼠模型的構建（如BRGSF-HIS小鼠）
BRGSF-HIS小鼠：人免疫系統重建小鼠
BRGSF-HIS小鼠是BRGSF小鼠經免疫系統人源化（Humanized immune system, HIS）后構建的小鼠模型，也是目前預測臨床免疫反應的最佳動物模型之一。
圖2. BRGSF-HIS小鼠構建策略
BRGSF-HIS小鼠具有所有主要的人造血干細胞分化亞群，且人源細胞長效存在，實驗窗口期長
BRGSF小鼠免疫系統人源化后的小鼠模型（BRGSF-HIS）不僅有人源淋系細胞 （如 T、B、NK細胞），還有人源髓系細胞組分（如傳統的樹突狀細胞（cDC）、漿細胞樣樹突狀細胞（pDC）、單核/巨噬細胞），且人源細胞長效存在（>1年），實驗窗口期長。
BRGSF-HIS小鼠經Flt3-L處理可進一步促進人源髓系細胞組分（特別是DC）發育，可用于髓系細胞組分發育相關研究
Flt3-L（Fms-like tyrosine kinase3-L）可與FLK2結合，促進髓系細胞組分（特別是DC）的發育。由于BRGSF小鼠的Flk2已經敲除，FLT3-L只能與人源FLT2結合，促進人源髓系細胞組分發育。
BRGSF-HIS小鼠無貧血現象
此外，與NOG-EXL、NSG-SGM3等小鼠不同，BRGSF小鼠未引入過表達的人相關細胞因子。因此在HIS后，不會刺激加強人源巨噬細胞對鼠源紅細胞的吞噬作用，不會出現貧血現象[3]，既減少了對實驗結果的干擾，又延長了實驗窗口期。
BRGSF-HIS小鼠應用領域
1. 抗體藥物研發（如用能體內激活NK和T細胞的雙抗來抑制腫瘤生長）
2. CDX/PDX（如實體瘤、血液腫瘤）
3. 傳染病（如人類免疫缺陷病毒/HIV、登革熱病毒/DFV、埃博拉病毒/EBOV、巨細胞病毒/CMV、呼吸道合胞病毒/RSV、人類嗜T細胞病毒/HTLV、EB病毒/EBV）
4. 疫苗研發（如 HIV疫苗）
5. 自身免疫疾病 （如系統性紅斑狼瘡/SLE、強直性脊柱炎/AS、類風濕性關節炎/RA、系統性血管炎/SV、自身免疫性溶血性貧血/AIHA）