인간 질환 연구를 위한 면역결핍 마우스 선택 방법

적절한 면역결핍 쥐 모델을 선택하는 데 도움이 되는 몇 가지 팁을 아래에 제공합니다.

연구 목적 정의

동일한 면역결핍 쥐 모델이 모든 상황에 적합할 수는 없습니다. 모델은 연구 목적과 그에 따른 제약 조건에 따라 선택되어야 합니다. 따라서 면역결핍 쥐 모델을 개발하기 전에 연구 요구사항을 명확히 정의하는 것이 필수적입니다.

동물 모델이 제공해야 할 구체적인 정보를 명확히 한 후에는 면역결핍 쥐 모델이 어떻게 그 정보를 제공할지를 결정하는 것이 다음 단계입니다. 이 정보는 나머지 쥐 모델 개발 과정을 안내하게 됩니다.

면역결핍 쥐 모델의 일반적인 품종에는 다음이 포함됩니다

내재적 병리적 요인 개요

실험적 요구사항이 확인된 후 면역결핍 쥐 모델 개발의 다음 단계는 인간 질환과의 내재적 관련성을 판단하는 것입니다. 생물학적 물질 또는 병원체는 본질적 요인을 통해 숙주와 상호작용합니다. 쥐 모델을 인간 상태와 비교할 때, 조사하는 생물학적 과정과 관련된 모든 내재적 요인을 식별하는 것이 중요합니다.

모델 개발 초기 단계는 명백하고 기초적인 것처럼 보일 수 있지만, 쉽게 간과되기 쉬우며 연구 프로젝트에 적합하지 않은 모델이 될 수 있습니다. 감염 진행 과정의 기본 단계를 식별하는 것이 질병의 병리 과정을 정의하고 연구에 적합한 쥐 품종을 선택하는 첫 번째 단계입니다.

간단한 선형 시나리오에 따르면, 질병 유발 물질은 먼저 숙주에 노출된 후, 그 숙주에 결합하고, 들어가며, 숙주 내에서 표적 조직으로 분포한 후, 마침내 해로운 영향을 미쳐야 합니다. 감염은 주사(바퀴벌레 또는 진드기 물림) 또는 상처를 통해 전파될 수 있습니다.

병원체와 점막(예: 소화관 및 폐) 간의 상호작용도 존재할 수 있습니다. 때때로 병원체는 숙주 세포의 수용체에 결합할 수 있습니다. 병원체는 점막 세포를 통해 숙주에 침입하고, 숙주의 세포 과정을 악용하여 전신 순환계로 진입할 수 있습니다. 숙주에 침입한 후 병원체는 신체 내부를 확산할 수 있습니다(예: 순환계를 통해). 분포 과정에서 병원체는 특정 조직의 수용체에 결합하여 표적을 삼습니다.

표적 세포 내에서 병원체는 특정 생화학적 과정에 영향을 미쳐 질병을 유발할 수 있습니다. 병원체가 숙주 신체나 표적 조직에 침입하지 않더라도, 독소 및 조직 손상 효소와 같은 세포 외 물질을 생성할 수 있습니다. 이러한 물질은 신체 내로 운반된 후 순환계를 통해 표적 조직이나 세포로 분포될 수 있습니다.

이 상세한 선형적 시각에서는 보이지 않는 숙주와 병원체 간의 상호작용이 존재합니다. 병원체가 숙주와 상호작용하고, 숙주도 병원체와 상호작용하면서 둘 다 크게 변화합니다. 일부 숙주 세포에서는 병원체가 존재할 때만 특정 수용체가 생성됩니다. 또한 병원체가 침입하면 선천 면역 방어와 적응 면역 방어가 모두 활성화됩니다.

이 상호작용에서 침입하는 생물체는 숙주의 세포 과정을 이용하여 복제를 촉진하면서 숙주의 세포와 조직을 직접 손상시킬 수 있습니다. 숙주가 병원체에 대해 보이는 반응이 감염으로 인해 경험하는 질병의 심각도를 결정합니다.

병원체와 숙주 간의 상호작용이 병원체의 치명성 수준을 결정하며, 단지 생물체 자체만이 아니라 상호작용이 중요합니다. 질병 모델에서는 숙주와 병원체 간의 상호작용이 재현됩니다. 따라서 숙주와 병원체는 함께 질병 모델의 내재적 요인을 형성하며, 모델을 정의합니다.

외재적 병리적 요인 개요

내재적 매개변수 외에도 외재적 요인도 과정에 영향을 미치지만, 병원체와 숙주 간의 상호작용에는 직접적으로 관여하지 않습니다. 외재적 요인은 숙주와 병원체 또는 에이전트 간의 관계 외부에 있는 요인입니다. 그러나 이들은 일반적으로 동물 모델의 일부가 되지는 않지만, 매우 중요합니다. 숙주-병원체 상호작용은 특정 동물 모델과 그에 영향을 미치는 내재적 요인을 정의합니다.

예를 들어, 에이전트를 준비하고 다루며 제형화하는 방법은 결과에 영향을 미칠 수 있습니다. 외재적 요인은 숙주의 반응에도 영향을 줄 수 있습니다. 사용하는 침대재, 온도, 에이전트 투여 시기, 쥐를 보관하는 조명 주기 등도 쥐의 면역 반응 또는 연구 중인 에이전트의 약동학에 영향을 줄 수 있습니다.

외재적 요인은 연구의 실험 설계를 확장합니다. 따라서 이러한 요인들은 비교 가능하게 만들고 인간 질환으로의 결과 해석 능력을 향상시키기 위해 정의하고 문서화해야 합니다.

모델에 영향을 미치는 외재적 요인에 대해 의견 차이가 있지만, 이러한 요인이 동물 실험 설계에 집합적으로 영향을 준다는 점은 널리 인정되고 있습니다. 질병 모델에서는 숙주 동물이 병원체 또는 생물학적 에이전트에 노출됩니다. 질병 모델을 이해하고 통제하기 위해서는 실험 설계의 일부로 외재적 요인과 내재적 요인을 함께 평가해야 합니다.

검색 프레임워크 정의

내재적 및 외재적 요인을 식별한 후에는 자유롭게 이용 가능한 자료를 활용한 간단한 문헌 검토가 필요할 수 있습니다. 면역결핍 쥐 모델에 대한 연구 또는 인간 임상 데이터를 검토하는 것이 초기 검토의 일부입니다. 이러한 검토를 통해 포괄적인 문헌 검색 전략을 개발할 수 있습니다.

초기 문헌 검토를 통해 확인된 고려사항을 바탕으로 포괄적인 문헌 검색 전략을 설계할 수 있습니다. 종종 간과되지만, 면역결핍 모델을 식별하고 개발하는 과정에서 결정을 지원하기 위해 문헌 검토는 필수적인 단계입니다. 가용한 데이터와 출판물에 대한 포괄적인 검색이 가능한 검색 전략을 설계하는 것이 중요합니다.

체계적인 문헌 검토를 통해 관련 내재적 및 외재적 요인을 식별함으로써, 관심 있는 생물학적 현상과 관련된 요인이 무엇인지 판단할 수 있습니다. 종종 간과되지만, 이러한 검토는 동물 모델 식별 및 개발 과정에서 과학적으로 근거 있는 결정을 내리기 위한 필수 정보를 확보하는 데 필수적입니다. 관련 데이터와 출판물에 대한 포괄적인 개요를 제공하는 검색 전략을 개발해야 합니다.

포괄적인 검색 전략은 단일 데이터베이스가 모든 정보를 포함하지 못하므로, 모든 관련 정보원을 조사해야 합니다. 여러 유형의 검색 전략이 더 적합할 수 있으며, 가장 관련성 높고 무료 정보 자료부터 시작하여 특허 정보를 포함하는 방식으로 진행할 수 있습니다.

적절한 유전적 배경 식별

다양한 유전적 배경을 가진 쥐는 매우 다른 표현형과 응용을 보입니다. 다양한 NKG 쥐 모델은 생물의학 연구에서 널리 사용되며, 매우 높은 면역결핍 상태를 특징으로 합니다. 그들의 가장 두드러진 특징 중 하나는 NOD 유전적 배경으로, 선천 면역 결함을 유도하며, 자연 살해세포(NK) 활성 감소, 보체 활성 저하, 매크로파지 감소, 항원 제시 세포 감소가 포함됩니다.

모델 조사

모델을 선택하기 전에 모델의 면역 구성 요소를 신중히 고려해야 합니다. 각 면역결핍 모델을 사용할 때, B세포, T세포, 수지상세포, 매크로파지, NK세포 및 보체의 잔존 기능을 조사하여 내재 면역 반응의 메커니즘을 파악해야 합니다.

누드 쥐는 완전한 선천 면역을 보유하고 있으나, NK세포가 존재하여 인간 세포의 초기 이식을 제한할 수 있습니다. 인간 조직, 혈액줄기세포, 혈액 단핵세포(PBMC)는 다수의 사이토카인 신호 전달이 결실된 모델(예: NKG 변종)에서 더 잘 이식되는 경향이 있습니다.

면역결핍 모델이 건강한 면역 구성 요소를 보유하고 있는지 확인하기 위해, 선택하기 전에 그 상태를 파악해야 합니다. 다양한 면역결핍 쥐 품종과 이식종 간의 차이를 이해하기 위해 면역계 구성 요소에 대해 더 자세히 검토하는 것이 좋습니다.

모델의 특성 이해

누수성(Leakiness). 일부 품종은 Scid라는 돌연변이로 인해 누수성이 있습니다. B6-scid 쥐의 경우, 3~9개월 사이에 기능적인 T세포 및 B세포 수가 제한될 수 있습니다. NOD-Scid 쥐는 누수성이 낮거나 없으며, NKG 쥐는 완전히 누수성이 없습니다.

수명: 장기간의 종양 이식(수개월이 걸릴 수 있음)을 연구할 경우, 상대적으로 짧은 수명을 가진 모델을 피하는 것이 바람직합니다. 이들은 흉선에서 IL-2 의존성 림프종이 발생하지 않으면 약 5~9개월 정도만 생존합니다.

관리: 면역결핍 품종은 면역능력이 있는 품종과 달리 특별한 서식 및 관리가 필요합니다.

방사선 감수성. 방사선 저항성이 높은 쥐는 방사선 치료 평가 실험에 가장 적합할 수 있습니다. 이 단백질의 돌연변이는 Scid 쥐의 DNA 복구에 관여합니다. 그러나 이들은 과도하게 방사선 감수성이 있습니다. 일부 방사선 치료 연구는 Rag1 또는 Rag2 KO 쥐가 더 적합할 수 있으며, 이들은 더 높은 방사선 수준에 대한 내성을 보입니다. 또한 Rag KO 쥐는 DNA를 손상시키는 화학요법제에 대한 감수성이 낮습니다.

배경 특성: 중요한 배경 품종 특성, 예를 들어 헤파타입, 유전자형의 행동 및 질병 감수성 등을 고려해야 합니다. 예를 들어 NOD 품종은 당뇨병 문제가 있으며, 자연 살해세포(NK), 매크로파지, 항원 제시 세포(APC), 보체 시스템의 기능이 불충분합니다.

브리딩 성능. 비록 번식 능력이 낮지만, 여성 누드 쥐는 2.5개월령에 배란을 시작하며, 4개월령에는 배란을 중단합니다.

이 리뷰를 통해 다양한 면역결핍 쥐 모델에 대한 철저한 검토와 선택 및 사용에 도움이 되는 실용적인 조언을 제공하였습니다. 선택 과정을 보다 쉽게 하기 위해 Cyagen에 전화하시기 바랍니다. 전화번호: 800-921-8930 / +1 408-969-0306 또는 이메일: [email protected].