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【答疑合集】ACE2小鼠模型在中和抗体和疫苗研发中的应用

ACE2小鼠模型在中和抗体和疫苗研发中的应用

 

8月13日晚上七点,赛业生物云课堂开始了主题为“ACE2小鼠模型在中和抗体和疫苗研发中的应用”的第七期课程,需要课件的老师可以关注“赛业生物订阅号”,后台留言“007”。针对答疑环节未及时解答的问题,我们进行了收集整理,下文为刘璐博士针对答疑环节提出的问题给出的详细解答。

 

Q1:想知道新型冠状病毒的入侵机制是什么?

A1: 就目前的调研来看,新冠病毒的主要入侵方式是通过呼吸道感染,空气传播为主要形式,病毒通过呼吸系统进入机体,从上呼吸道逐渐入侵下呼吸道,突破黏膜屏障进入到肺部,造成肺部感染,而肺部的免疫反应不足以将病毒消灭,于是病毒通过与肺部细胞表达的ACE2受体结合,利用ACE2这个钥匙打开了细胞之门,闯入了有营养的环境进行自身的疯狂复制,细胞破裂,病毒释放出细胞再寻找下一个目标,使得机体最开始表现为肺部器官的病理变化,而一旦病毒占据了优势之后,免疫系统就会启动最大限度保护机制用以免除病毒的进一步攻击,这个想法虽美好,但也存在相当大的风险,此时炎性分子开始分泌紊乱,炎症因子表达失调,于是引发炎症因子风暴,进而造成其它器官组织的衰竭,最终对机体造成毁灭性的伤害。而也有文献表明,病毒除了通过呼吸道入侵之外,还可以通过胃肠道感染的方式进入机体。病毒入侵之后的免疫机制与呼吸道感染相似,最终目的是让自身得以存活。

 

Q2: 想了解肿瘤免疫中的抗体依赖感染增强的知识以及相关小鼠的信息?

A2: 一般抗体依赖感染增强是与疫苗的使用相关,也就是说抗原属于病毒或者类似物,那么对于肿瘤免疫来说,用抗体依赖感染增强的说法似乎不太合适,我们指导肿瘤免疫治疗是通过主动或被动方式使机体产生肿瘤特异性免疫应答,使肿瘤生长被抑制或者被杀伤,从而起到治疗的作用。而肿瘤免疫逃逸是肿瘤细胞通过多种机制逃避机体免疫系统的识别和攻击,从而得以在体内生存和增殖的现象。结合这几个概念,那么抗体依赖感染增强似乎与肿瘤免疫逃逸相关,从这个角度来讲,可以这样理解,肿瘤抗原在与抗体药物形成复合物之后,免疫系统不会直接将其清除,而是将复合物呈递到相应的细胞中,增强抗原的存活和增殖能力。

在肿瘤免疫的研究中,小鼠模型的地位也是相当重要的,随着基因工程技术的发展和成熟,对小鼠进行基因编辑已经成为了研究基因功能的重要手段,而在小鼠体内过表达某些致癌基因或者敲除某些抑癌基因可以导致小鼠易发肿瘤,从而制备肿瘤模型。同时,将人的肿瘤移植到小鼠体内建立人源化肿瘤模型,为了最大限度的消除免疫排斥反应,需要用到免疫缺陷小鼠。这些小鼠模型对于肿瘤免疫的研究都是相当有用的。比如我们构建的一些特异性免疫检查点小鼠模型,就可以进行肿瘤免疫相关的一些研究。

 

Q3: ADE去除是哪些突变位点?中和抗体人体内半衰期多长?

A3: 许多病毒在感染过程中都可能存在ADE作用,目前最常见引发ADE现象发生的原因是由抗体Fc结构受体介导的。IgG Fc受体是免疫应答中重要的膜性调节分子,根据胞内区域特征可以分为激活型受体和抑制性受体,任何哺乳动物的IgG Fc 受体又有三类,分别是FcγR I、FcγR II、FcγR III,即我们通常所说的CD64、CD32和CD16。而FcγR II的亲和力相对来说比较低,不能结合IgG单体,只能结合IgG复合物或者多聚IgG,针对于不同的Fc糖基化修饰,其对受体的亲和力也不相同,因此,在研究中需要根据不同的研究目的进行分析。

不同抗原产生的抗体半衰期是不一样的,但是可以通过一定的手段延长抗体在体内的半衰期来提高抗病毒效应,例如抗体药物分子量大小、高等电点、糖基化修饰、FcRn结合等等因素均可影响到抗体的半衰期,因此没有一个固定的说法。

 

Q4: 人源化ACE2的B6和BALB/C的区别?

A4: 其实对于人源化ACE2来说,用哪种小鼠都可以,但是如果考虑到不同的实验目的,那么用哪种品系的小鼠还是需要进行选择的,我们知道B6小鼠最大的特点是品系稳定并且易于繁殖,而且B6这个品系的小鼠是第一个完成基因组测序的小鼠品系。总的说来,如果用于生理病理学研究,用C57B6小鼠更合适些。BALB/c小鼠相对来说就温顺很多,当然也有易于繁殖的优点,同时雌雄体重差异较小,对于致癌物极其敏感,建立癌症模型比较多,因此BALB/c小鼠多用于癌症治疗和免疫学研究中。总的来说,真要在哪种品系的小鼠中选择一种的话,就根据自身的实验目的进行参考。针对新冠病毒的研究,我们建立了多种人源化ACE2小鼠模型,其目的也是为了满足不同的科研需求,但就目前来看,似乎BALB/c背景的ACE2小鼠对病毒的感染表现出更强的敏感性。

 

Q5: 刘老师,这些药效图是用什么设备跑出来的,是细胞仪吗,什么名称?

药效图

A5: 这篇文章是参考谢晓亮实验团队Potent Neutralizing Antibodies against SARS-CoV-2 Identified by High-Throughput Single-Cell Sequencing of Convalescent Patients’ B Cells这篇文献,发表于cell上,这图片展示的是噬菌斑减少中和试验(Plaque reduction neutralization test PRNT)结果,用于检测中和抗体的中和效价。不是直接用设备出图,而是先做实验处理,然后利用GraphPad Prism 8.0(GraphPad Software Inc.)软件进行参数逻辑回归分析来确定IC50值做出曲线图。以上可以参考该文献附属材料中提到的具体实验操作方法。

 

温馨提示

赛业生物云课堂针对冠状病毒、人源化小鼠、细胞培养、神经科学等主题开展了一系列课程,错过直播的老师可以通过以下方式进行回看:

 

1. 搜索【赛业生物】进入赛业官网点击【赛业大讲堂】—【赛业公开课】,即可观看往期课程。

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