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改善小鼠的骨髓移植以帮助对抗疾病

为了研究人类健康和疾病中的免疫系统,科学家们通常使用小鼠造血干细胞和祖细胞 (HSPC) 的基因操作作为强大的模型系统。这些研究在与许多人类疾病的斗争中非常有价值。然而,目前的程序复杂、耗时且昂贵。

在Nature Communications 上发表的一项新研究中,筑波大学的研究人员开发了一种新技术,该技术有可能克服与这些模型相关的局限性,这些模型被称为骨髓(BM) 嵌合小鼠。该系统允许科学家观察和研究遗传改变如何影响生理环境中的免疫细胞表型和行为。

产生 BM 嵌合小鼠的第一步是使用辐射来破坏宿主小鼠的免疫系统。然后从供体小鼠中获得 BM,并使用称为荧光激活细胞分选 (FACS) 的过程分离 HSPC。接下来,对 HSPC 进行基因操作,然后移植到受辐射的宿主小鼠中,在那里它们重建免疫系统。这个过程有一些缺点,包括 FACS 的费用和执行它所需的技术专长。此外,即使在免疫系统重建之后,辐射也会对小鼠的健康产生不利影响。出于这些原因,筑波大学研究小组旨在用一种新方法解决这些问题。

“BM 嵌合小鼠在免疫学领域非常有用,”该研究的资深作者 Satoshi Yamazaki 教授说。“我们希望优化该模型以改善动物福利并减少对专用设备的需求。”

该团队开发了一种特定的细胞培养基,用于在实验室中培养 HSPC。这种培养基补充有某些刺激分子,称为生长因子和细胞因子,可促进培养物中 HSPC 的生长。

“我们新配制的培养基中 HSPC 的生长消除了对 FACS 的需要,”山崎教授解释说。“我们还可以在这个培养系统中对 HSPCs 进行基因操作。”

此外,作者还解释了如何将这些培养的​​ HSPC 成功移植到非条件性免疫活性受体小鼠中。这意味着宿主小鼠不需要被照射,消除了与此过程相关的负面实验和毒性影响。

总体而言,这种开创性的方法可用于研究健康和患病状态下的免疫系统,并将有助于促进更具成本效益、安全和科学严谨的方法。

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