实验方案(Protocols)

TCR人源化动物模型

简介

TCR人源化动物模型,英文名是TCR humanized animal models。目前,用于TCR人源化动物模型的方法主要有1种:TCR人源化动物模型。

原理

TCR人源化动物模型的基本原理:


用人类正常或突变基因置换小鼠同类基因,可在小鼠体内建立更接近人类的基因体系或疾病模型。


免疫系统由体液免疫和细胞免疫组成。体液免疫用抗体识别抗原,而细胞免疫用T细胞受体(T cell receptor,TCR)识别抗原。人单克隆抗体和T细胞受体都可用作治疗性分子。

多年前已经开始小鼠免疫系统基因人源化的研究,以探索用小鼠产生人单克隆抗体和T细胞受体。

应用

TCR人源化动物模型的常用应用领域如下:(一免疫系统人源化小鼠在生物医药研发中有重要的应用前景。(二)可用于产生人单克隆T细胞受体。(三)可广泛用于肿瘤及病毒免疫治疗等重要领域的研发。

操作方法

TCR人源化动物模型

原理

(一)TCR-MHC T细胞抗原识别系统:主要组织相容性复合物(major histocompatibility complex,MHC)分子能与经过蛋白酶体或溶酶体处理的9~14氨基酸残基抗原肽结合,将抗原肽呈递到细胞表面,供T细胞识别;T细胞通过TCR识别MHC分子呈递的抗原肽。HLA为人类的抗原呈递分子,小鼠的MHC分子称为H2。近十多年来,对TCR和MHC的分子结构与功能有深入的了解,有助于设计更好的TCR-HLA人源化小鼠。抗原加工和呈递系统在人类和小鼠细胞相当保守,只有细微的差异,通常不需要将抗原加工和呈递系统的基因人源化,这有利于HLA人源化小鼠的研发。(二)人类抗原呈递分子MHC的结构:MHC分子有I类和II类。I类分子呈递CD8T细胞识别的抗原(9-11AA肽段),1I类分子呈递CD4T细胞识别的抗原(14AA肽段)。MHCI类分子由非共价键连接的两条多肽链组成,其中重链由MHCI类基因编码;轻链为β2-微球蛋白(β2m),由B2M基因编码。重链又称a链,为跨膜蛋白;a链可分为肽结合区和免疫球蛋白样区组成的胞膜外区,穿膜区以及胞质区。a链胞膜外区可细分为肽结合区(peptide-binding region)(α1和α2结构域),CD8分子结合区(α3)。α1和α2结构域远离细胞膜位于分子的顶部,所组成的空间结构是与抗原结合部位和被T细胞受体(TCR)识别的部位。与抗原结合部位的构象呈深槽状,可容纳8~20个氨基酸残基,其大小和形状适合于已加工处理的抗原片段。MHCI类抗原分子的多态性主要位于形成两侧面的a螺旋结构上,与I类抗原呈递抗原的功能相关;形成深槽内部氨基酸的侧链主要通过盐键、氢键与抗原多肽结合。位于深槽外部和表面氨基酸是TCR识别的部位。MHCα3结构域和β2m蛋白靠近细胞膜,位于分子的底部。CD8分子与MHCI类分子α3结构域结合。TCR的亲和力相对于抗体而言是相当低的,CD8分子与α3结构域结合有助于T细胞识别抗原。非常重要的一点是,小鼠的CD8分子与人的MHCI类分子不匹配。这意味着如果使用小鼠CD8分子,在设计HLA转基因鼠时人的HLAα3结构域应该改为小鼠α3结构域。(三)TCR基因位点的结构:TCRα基因位点(TRA)位于7号染色体,TCRβ基因位点(TRB)位于14号染色体。在胚系中.编码TCR链的DNA是由多个分隔开的基因片段组成;TRA有127个基因片段,而TRB有82-85个基因片段。每一个TCR胚系基因包括可变区(V区),结合区(J区)和恒定区(C区)等基因片段,在TCRβ基因中还包含多样区(D区)。在TCR基因位点的5'端包含不同数量的V区基因片段,可根据相似性将其分成多个亚家族。TRAV基因又分为29个亚家族,而TCRβ基因所含24个亚家族;在TCR基因位点的3'端包含不同数量的(D)J基因片段和C基因片段。TRA含有61个」基因(50个有功能);TRB有2个D基因和12个J基因。在胸腺细胞发育过程中,TCR胚系基因V(D)J和C基因片段重排后,形成编码一条完整肽链的基因。

材料与仪器

器材:PCR仪、培养基。
试剂:相关基因工程酶、人工酵母。

步骤

TCR人源化动物模型的基本过程可分为如下几步:


(一)流程一


A.构建人T细胞受体基因alpha和beta位点人工酵母染色体(Yeast artificial chromosome,YAC)转基因鼠。
B.与第三代HLA-A2(HLA,human leukoeyte antigen人类白细胞抗原)转基因鼠和Db/β2m基因敲除鼠(HHDII品系)交配。
C.再与TCR-α/-β基因敲除鼠交配产生人源化T细胞抗原识别系统小鼠。

注意事项

小鼠的免疫系统与人类极为相似,但小鼠许多肿瘤抗原的蛋白质序列与人类不同,因此小鼠胸腺不会对与人体蛋白质非同源(non-homologous)序列产生耐受,而基因敲除鼠对整个敲除的蛋白质都不会产生耐受,因而为诱导和分离高活性肿瘤抗原特异性T细胞提供了条件。我们用肿瘤抗原肽加CpG和IFA免疫TCR-HLA人源化小鼠,已成功地诱导肿瘤抗原免疫反应,分离到了肿瘤抗原如Melan-A和tyrosinase的特异性T淋巴细胞,然后制备其TCR的cDNA。再将TCR cDNA序列克隆于逆转录病毒载体。实验证实这些TCR能识别肿瘤抗原。用这些TCR载体转染原代人T淋巴细胞,将这些细胞转变成了抗肿瘤的T淋巴细胞,可杀伤靶细胞。


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探索主题: 实验动物

Da — 若无特别说明,分子量单位默认为道尔顿。   Mw — 重均分子量。   Mn — 数均分子量。

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

引用本文

阿拉丁科学.《TCR人源化动物模型》. 阿拉丁知识库,更新于 2024年12月23日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/tcr-humanized-animal-model.html
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