自发性I型糖尿病人源化小鼠疾病模型的构建

Type I diabetes (T1D) is an autoimmune disease caused mainly by T cells, in which autoreactive T cells attack pancreatic beta?cells leading to increase in blood glucose levels and the associated complications. Because T1D has a long-latency period, it is very difficult to perform mechanistic studies in patients. Although several T1D animal models have been reported, the pathogenic effectors are not human immune cells and therefore, these models cannot be used to evaluate therapies targeting human immune cells. The lack of human T1D-relevant in vivo models presents a major bottleneck to the investigation of T1D pathogenesis and the evaluation of T1D therapeutic strategies. We have developed a humanized mouse model, in which cotransplantation of human fetal thymic tissue and CD34+ fetal liver cells leads to the establishment of a functional human immune system in immunodeficient mice. In this project, we plan to develop a human immune cell-mediated T1D mouse mode by creating human diabetogenic, insulin-specific TCR transgenic humanized mice. The successful completion of this project is expected to provide a humanized T1D mouse model with ? cell destruction by human immune cells, which will significantly promote our studies on the pathogenesis and treatment of human T1D.

I型糖尿病（type 1 diabetes，T1D）是主要由T细胞界导的自身免疫性疾病。其主要致病原因是T细胞对分泌胰岛素beta细胞的损伤，进而引起高血糖血症和多种长期并发症。因此，阐明T1D发病机制及开发有效的治疗措施具有重要的意义。T1D潜伏期长、病理机制复杂，很难开展有系统性的临床试验。虽然T1D动物模型已用于实验研究，但这些模型中的致病效应细胞并非人免疫细胞，所以不能用于评估针对人免疫细胞靶点的治疗。目前，缺乏理想的人T1D的活体动物模型严重阻碍对人T1D深入研究。本课组前期研究证明共同移植胚胎人胸腺组织和CD34+细胞可在免疫缺欠小鼠体内建立有功能的人的免疫系统。本课题拟通过构建胰岛素肽特异TCR转基因人源化小鼠来建立由人免疫细胞界导的T1D动物模型。本课题的成功完成将会提供一个人免疫系统导致胰岛a细胞损伤的T1D动物模型，使深入研究人T1D的病理发生和治疗评估成为可能。

I型糖尿病（type 1 diabetes，TID）是由自身反应性T淋巴细胞攻击分泌胰岛素的胰岛细胞而导致的自身免疫性疾病。患者以青少年居多，目前无有效根治措施，只能依靠长期皮下注射胰岛素替代治疗来控制症状。因此，阐明TID发病机制、开发有效的治疗措施具有重要意义。TID潜伏期长、病理机制复杂，缺乏理想的人T1D的活体动物模型严重阻碍了对人TID发病机制及治疗方法的深入研究。.项目申请者及课题组在前期研究中通过给免疫缺陷小鼠同时移植人胚胎胸腺组织和CD34阳性胎肝来源造血干细胞，已成功建立具有多系人淋巴造血细胞重建和高度有功能的人类免疫系统的人源化小鼠，被认为是可用于生理及病理条件下研究人免疫功能的最佳体内模型之一。本项目按照预期研究计划，利用此人源化小鼠平台成功构建由人的免疫细胞介导的小鼠TID动物模型，并通过血糖监测、病理切片、免疫组化等手段进行了鉴定和评估。.MHCⅡ类分子HLA-DQ8是人类T1D易感基因,相对应的小鼠TID易感基因I-Ag7，同时，能够特异性识别胰岛素多肽B9-23的人T细胞是TID发病中主要的自身反应性T细胞。因此，我们首先筛选并获取了HLA-DQ8阳性人胚胎的胸腺组织和CD34+造血干细胞，构建免疫系统人源化小鼠；然后应用胰岛素多肽B9-23特异性TCR慢病毒转染此人源化小鼠脾脏来源的人CD4+CD45RA+CD25-T细胞，即获得HLA-DQ8限制性的、表达特异性识别胰岛素多肽B9-23的人T细胞受体的人T细胞；进而将这些T细胞转输到应用链脲霉素（STZ）和胰岛素多肽B9-23预处理的受者人源化小鼠体内。.研究结果显示在受者人源化小鼠体内，转输的人T细胞可以特异性识别并杀伤表达胰岛素多肽B9-23的胰岛细胞，导致受者人源化小鼠血糖升高，达到糖尿病诊断标准，而对照组小鼠血糖均维持在正常水平。胰腺病理切片结果显示TID模型小鼠胰岛组织明显缩小并破坏，免疫组化检测可见人的T淋巴细胞的浸润；而对照组小鼠胰岛组织正常，未见人T淋巴细胞浸润。.研究结果表明本项目按计划成功构建了人免疫系统导致胰岛β细胞损伤的模型，即可以模拟临床TID的动物模型，这一疾病动物模型的成功建立为深入研究人TID的发生发展机制及治疗方案的开发提供了可能。