JP2023533979A - ヒト自然免疫機能を支えるトランスジェニックマウスモデル - Google Patents

ヒト自然免疫機能を支えるトランスジェニックマウスモデル Download PDF

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Abstract

本開示は、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子、およびいくつかのモデルではさらなる遺伝子改変を含む免疫不全NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ(NSG(商標))マウスモデルを提供する。これらのマウスモデルは、例えば、多様な造血系統の優れた生着に、ならびに免疫腫瘍学、免疫学および感染性疾患研究に有用である。したがって、本開示のいくつかの局面は、不活性化されたマウスPrkdc対立遺伝子、不活性化されたマウスIL2rg対立遺伝子および不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含む非肥満糖尿病(NOD)マウスを提供する。

Description

関連出願
本出願は、米国特許法第119条(e)に基づき、その全体が参照により本明細書に組み入れられる、2020年7月8日に出願された米国仮出願第63/049,175号の恩典を主張する。
背景
マウスモデルは、ヒト患者を扱う複雑さを回避するために、インビボでヒト疾患を研究するために広く使用されている。それにもかかわらず、1つには、マウス免疫系とヒト免疫系間の重要な差異のために、マウスモデルは、ヒト疾患を不十分に再現することが多い(Hagaiら、2018;Kanazawa,2007;Mestas&Hughes,2004;Williams,Flavell,&Eisenbarth,2010)。したがって、ヒト免疫系を有するマウスとして定義されるヒト化マウスは、魅力的な代替物であり得る(Shultz,Brehm,Garcia-Martinez,&Greiner,2012;Theocharides,Rongvaux,Fritsch,Flavell,&Manz,2016;Victor Garcia,2016;Zhang&Su,2012)。この目的のために、NOD-SCID-Il2γc-/-(NSG)またはBALB/c-Rag2-/--γc-/-のような共通ガンマ鎖(γc)を欠く免疫不全マウス(BRG)(Matsumuraら、2003;Traggiaiら、2004)を、ヒトCD34造血前駆細胞(HPC)の移植によってヒト化することができる。T細胞の供給源に基づいて、モデルは、以下の2つのタイプにさらに分類することができる。(1)HPCのドナーから成熟T細胞が単離され、養子移植されるモデル(Aspordら、2007;Pedroza-Gonzalezら、2011;Wuら、2014;Wuら、2018;Yuら、2008);この場合、T細胞はヒト胸腺において選択されている;(2)ヒトCD34HPCから内因性T細胞がデノボ生成されるモデル(Matsumuraら、2003;Traggiaiら、2004);この場合、ヒトT細胞はマウス胸腺において選択される。
概要
本開示は、変異を有する動物を一段階作製するために主にCRISPR技術を使用して作製される複数の改良された免疫不全マウスを提供する(表1)(Wangら、2013)。これらのモデルは、上述のモデルの制限に対処するために作製された。成熟T細胞がHPCのドナーから単離され、養子移植される第1のモデルの最大の制限は、移植片対宿主病であり、内因性T細胞がヒトCD34HPCからデノボ生成される第2のモデルの最大の制限は、ヒト主要組織適合抗原複合体(MHC)を認識することができる限られた数のT細胞である。さらに、1)好中球、赤血球、ランゲルハンス細胞のような広範な造血系統の不完全な発達(Shultzら、2012);2)時間とともに骨髄系統とリンパ系統の間の不均衡をもたらす、特に骨髄系細胞の限られた長期生着(Audigeら、2017);3)腫瘍と免疫系が同一の患者に由来する完全な自家モデル構築の実現可能性を妨げる、血液または骨髄に由来する成人CD34+HPCの生着の不十分な支持(Saitoら、2016);4)非リンパ系組織(例えば、粘膜バリア)の骨髄系細胞およびリンパ系細胞の両方による不十分な定着(Herndler-Brandstetterら、2017;Rongvauxら、2014);ならびに最後ではあるが大事なこととして、マウス主要組織適合抗原複合体(MHC)の状況におけるヒト適応免疫の成熟化など、高度なインビボ研究のためのヒト化マウスの使用を妨げる大きな制約が残存している。
ヒト化マウスを改善するために本明細書で使用される戦略は、少なくとも部分的には、ヒト骨髄系細胞、特にヒト樹状細胞(DC)の改善された発達が適応免疫を改善するという概念に基づく。本発明者らは、段階的にこれにアプローチした。DCは適切な免疫恒常性および適応免疫の生成に極めて重要であるので(Banchereau&Steinman,1998)、本発明者らは、マウスDCの阻害によって、ヒトDC発達のためのより許容され得る環境を作り出すために、マウスFms関連受容体チロシンキナーゼ3(Flt3)ノックアウト(KO)モデルを作製することから始めた。次いで、本発明者らは、マウスFlt3KOモデルにおいてヒトインターロイキン6(IL6)ノックイン(KI)、ヒトリンホトキシンβ受容体(LTBR)KIおよびヒト胸腺間質性リンパ球新生因子(TSLP)KIを作製し、マウスFlt3KOモデルにおいて、ヒト幹細胞因子(SCF)、顆粒球マクロファージ-コロニー刺激因子(GM-CSF)およびインターロイキン3(IL3)のトランスジェニック(Tg)発現を有する既存のNSGマウス(NSG-SGM3、SGM3)(Nicolini,Cashman,Hogge,Humphries,&Eaves,2004;Wunderlichら、2010)を交配した。
本明細書で提供されるマウスFlt3KOモデルは、ヒトDCのためのスペースを作り出し、受容体リガンドFlt3Lをヒト細胞に利用可能とすることによって、ヒトCD34+HPCの移植時のヒト骨髄系細胞の発達を改善する。さらに、ヒトHPCを移植された、追加のヒトKIまたはTg遺伝子発現を有するFlt3KOモデルは、インフルエンザウイルスに対する中和抗体を含むヒトワクチン特異的抗体を生成することができる。全体として、本発明の系統は、橋渡しの免疫学/免疫腫瘍学研究のためのヒト化マウスモデルの既存の制限に対処する。
したがって、本開示のいくつかの局面は、不活性化されたマウスPrkdc対立遺伝子、不活性化されたマウスIL2rg対立遺伝子および不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含む非肥満糖尿病(NOD)マウスを提供する。本開示のさらなる局面は、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含むNSG(商標)マウスを提供する。本開示のさらなる局面は、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含むNSG(商標)マウスを提供する。
不活性化されたマウスPrkdc対立遺伝子、不活性化されたマウスIL2rg対立遺伝子および不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含むNODマウスを作製する方法、モデル系としてマウスを使用する方法、ならびにマウスを繁殖させる方法も本明細書で提供される。
本開示のいくつかの局面は、不活性化されたマウスPrkdc対立遺伝子、不活性化されたマウスIL2rg対立遺伝子、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびヒトTSLPをコードする核酸を含むNODマウスを提供する。本開示のさらなる局面は、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびヒトTSLPをコードする核酸を含むNSG(商標)マウスを提供する。
不活性化されたマウスPrkdc対立遺伝子、不活性化されたマウスIL2rg対立遺伝子、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびヒトTSLPをコードする核酸を含むNODマウスを作製する方法、モデル系としてマウスを使用する方法、ならびにマウスを繁殖させる方法も本明細書で提供される。
本開示のいくつかの局面は、不活性化されたマウスPrkdc対立遺伝子、不活性化されたマウスIL2rg対立遺伝子、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびヒトIL6をコードする核酸を含むNODマウスを提供する。本開示のさらなる局面は、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびヒトIL6をコードする核酸を含むNSG(商標)マウスを提供する。
不活性化されたマウスPrkdc対立遺伝子、不活性化されたマウスIL2rg対立遺伝子、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびヒトIL6をコードする核酸を含むNODマウスを作製する方法、モデル系としてマウスを使用する方法、ならびにマウスを繁殖させる方法も本明細書で提供される。
本開示のいくつかの局面は、不活性化されたマウスPrkdc対立遺伝子、不活性化されたマウスIL2rg対立遺伝子、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびヒトLTBRをコードする核酸を含むNODマウスを提供する。本開示のさらなる局面は、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびヒトLTBRをコードする核酸を含むNSG(商標)マウスを提供する。
不活性化されたマウスPrkdc対立遺伝子、不活性化されたマウスIL2rg対立遺伝子、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびヒトLTBRをコードする核酸を含むNODマウスを作製する方法、モデル系としてマウスを使用する方法、ならびにマウスを繁殖させる方法も本明細書で提供される。
本開示のいくつかの局面は、不活性化されたマウスPrkdc対立遺伝子、不活性化されたマウスIL2rg対立遺伝子、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子、ヒトIL3をコードする核酸;ヒトGM-CSFをコードする核酸;およびヒトSCFをコードする核酸を含むNODマウスを提供する。本開示のさらなる局面は、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子、ならびにヒトIL3をコードする核酸、ヒトGM-CSFをコードする核酸およびヒトSFをコードする核酸を含むNSG(商標)マウスを提供する。
不活性化されたマウスPrkdc対立遺伝子、不活性化されたマウスIL2rg対立遺伝子、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子、ヒトIL3をコードする核酸;ヒトGM-CSFをコードする核酸;およびヒトSCFをコードする核酸を含むNODマウスを作製する方法、モデル系としてマウスを使用する方法、ならびにマウスを繁殖させる方法も本明細書で提供される。
本開示のさらなる局面は、本明細書中に記載されるマウスモデルの任意の1つから得られる細胞を提供する。
図1A~1Eは、CRISPR/casによるNSGマウスにおけるマウスFlt3ノックアウトを示す。図1Aは、Flt3ノックアウトを有するNSGマウス(NSGF)中のFlt3のエクソン3における染色体の欠失を示す概略図を示す。図1Bは、マウスFlt3野生型対立遺伝子(799bp)および変異体対立遺伝子(363bp)をPCRによって検出するために尾部の先端切除を行ったF1同腹子を示す。図1Cは、FACSによって8~10週齢のマウス中の骨髄mCD45+細胞上で分析されたマウスFlt3タンパク質発現を示す。図1Dは、n=7のマウスから得られた図1Cからの要約データのグラフである。データ点の記号は、正方形:雄;丸:雌である。図1Eは、ELISAによって血漿中のマウスFlt3L産生について分析された8~10週齢マウスを示すグラフである。データ点の記号は、正方形:雄;丸:雌である。 同上。 同上。
図2A~2Cは、マウスFlt3ノックアウトがマウス樹状細胞(DC)の減少をもたらしたことを示す。図2Aは、特異的抗体で染色され、フローサイトメトリーによって分析された、8~10週齢のマウスの骨髄、脾臓および肺の単一細胞懸濁液を示す。MHCクラスIIおよびPDCA-1の発現とともにDAPI-、mCD45+、mCD3/19-、F4/80-およびGr1-として、pDCをゲーティングした。PDCA-1-細胞は、cDCについて、MHCクラスII+およびmCD11c+に対してさらにゲーティングした。cDCを、骨髄および脾臓におけるmCD11b+またはmCD8+サブセットおよび肺におけるmCD103+サブセットに分けた。図2Bは、n=7のマウスから得られた図2Aからの要約データのグラフである。図2Cは、8~10週齢のNSGまたはNSGFマウスの脾臓におけるマウスMHCクラスII(IAg7)およびDAPIの局在化を示す。スケールバー=100μm。 同上。 同上。
図3A~3Fは、ヒト化NSGFマウスにおける改善されたヒト生着を示す。図3Aは、ヒト化マウスの構築を示す概略図である。マウスに、4週で致死量未満で放射線照射し、ヒトCD34+HPCを移植し、毎月採血し、HPC移植後16週で分析した。図3Bは、1×10個の胎児肝臓HPCの移植後のhNSGまたはhNSGFマウスにおけるhCD45+細胞の百分率による血液中のヒト生着の動態を示すグラフである。図3Cは、図3BにおいてFACSによって血液中で分析された異なるヒト免疫細胞の百分率を示すグラフである。図3Dは、胎児肝臓HPC移植後15週でのhNSGまたはhNSGFマウスの脾臓および腸におけるヒトMHCクラスII(HLA-DR、緑色)、マウスMHCクラスII(IAg7)およびDAPIの局在化を示す。スケールバー=50μm。図3Eは、1×10個の臍帯血(CB)HPCによる新生児(NB)または4週(W4)のいずれかにおける移植後12週での、百分率によって血液中で測定されたヒト生着、hCD45+細胞の絶対数、ならびにヒトCD33+、CD19+およびCD3+細胞の百分率を示すグラフである。図3Fは、1×10個の骨髄(BM)HPCによる4週での移植後12週におけるヒト生着を示すグラフである。 同上。 同上。
図4A~4Jは、CRISPR/Casを介したNSGFマウスにおけるヒトIL6ノックインを示す。図4Aは、ヒトIL6-ノックイン配列の5’および3’接合部および完全長を標的とするポジティブPCRアッセイならびにプラスミド骨格に対するネガティブによって選択された潜在的ファウンダーマウスを示す。図4Bは、10μgのLPS腹腔内で2時間処置された、異なるIL6対立遺伝子を有するNSGFマウスの血漿におけるヒトIL-6産生を示すグラフである。図4Cは、臍帯血からの1×10個、3×10個、1×10個のHPCによる12週間の移植後のhNSGマウスまたはhNSGF6マウスにおけるhCD45+細胞の百分率(左パネル)および絶対数(右パネル)による血液中のヒト生着を示す。1人のドナーからn=2~3のマウス。図4Dは、1×10個の骨髄HPCの12週間の移植後のhNSGマウスまたはhNSGF6マウスにおけるhCD45+細胞の百分率(左パネル)および絶対数(右パネル)による血液中のヒト生着を示す。1人の骨髄ドナーからn=5。図4Eは、FACSによって20週で分析されたヒト化マウスの脾臓および肺におけるヒト単球サブセットを示す。2人の臍帯血ドナーから=4のマウス。系統あたり1匹のマウスからの代表的なFACSプロットを示した。図4Fは、脾臓(左パネル)および肺(右パネル)におけるCD14細胞の絶対数の要約を示す。図4Gは、脾臓および肺におけるCD14細胞サブセットの絶対数の要約を示す。図4Hは、FACSによって20週に分析されたヒト化マウスの脾臓中のヒトCXCR5PD1CD4Tfh細胞を示す。図4Iは、脾臓中のCXCR5PD1CD4Tfh細胞の絶対数の要約を示す。2人の臍帯血ドナーからn=4のマウス。図4Jは、ELISAによって16週に分析されたヒト化マウスの血清中の総抗体を示す。総IgM(左パネル)、IgG(中央パネル)およびIgA(右パネル)の要約。2人の臍帯血ドナーからn=9~24のマウス。 同上。 同上。 同上。 同上。
図5A~5Cは、CRISPR/Casを介したNSGFマウスにおけるヒトTSLPノックインを示す。図5Aは、ヒトTSLP-ノックイン配列の5’および3’接合部を標的とするポジティブPCRアッセイによって選択された潜在的なファウンダーマウスを示す。図5Bは、PMA/IONOで18時間処置されたマウスの肺におけるヒトTSLPタンパク質産生を示すグラフである。図5Cは、1×10個の臍帯血(CB)HPCによる新生児(NB)または4週(W4)のいずれかにおける移植後12週での、ヒトCD33+、CD19+、CD3+細胞の百分率によって血液中で測定されたヒト生着を示すグラフである。 同上。
図6A~6Cは、CRISPR/Casを介したNSGFマウスにおけるヒトLTBRノックインを示す。図6Aは、bGHpA STOPカセットが後続するプラスミドドナー挿入断片ヒトLTBRコード配列(イントロン1を含む)を使用した、マウスLtbrのATGコドンおよびSTOPコドンを標的とするノックイン戦略を示す概略図である。図6Bは、FACSによって6~8週齢のマウスの骨髄mCD45+細胞上で分析されたマウスおよびヒトLTBR発現を示すグラフである。要約データは、n=5のマウスからのものである。図6Cは、1×10個の臍帯血(CB)HPCによる新生児(NB)または4週(W4)のいずれかにおける移植後12週での、百分率によって血液中で測定されたヒト生着、hCD45+細胞の絶対数、ならびにhCD45+細胞中のヒトCD33+、CD19+およびCD3+細胞の百分率を示すグラフである。 同上。
図7A~7Bは、SGM3Fマウスにおける優れたヒト生着を示す。図7Aは、5人の臍帯血ドナーに由来する臍帯血HPCを移植されたマウス(n=6~18、4週齢)の血液におけるヒト生着を示すグラフである。マウスの血液におけるヒト生着を移植後12週で測定し、FACSによって、hCD45+細胞の百分率およびCD33+またはCD14+、CD19+、CD3+細胞の百分率によって分析した。ANOVA検定を使用して、統計学的に有意な差を決定した。図7Bは、骨髄HPCを移植されたマウス(n=6~18、4週齢)の血液におけるヒト生着を示すグラフである。マウスの血液におけるヒト生着を移植後12週で測定し、FACSによって、hCD45+細胞の百分率およびCD33+またはCD14+、CD19+、CD3+細胞の百分率によって分析した。ANOVA検定を使用して、統計学的に有意な差を決定した。
図8A~8Dは、SGM3Fマウスにおけるヒト骨髄区画の拡大を示す。図8Aは、臍帯血HPCを移植されたヒト化マウス(4週齢)を示すグラフである。ヒト化マウスの脾臓中のヒト骨髄サブセットをFACSによって20週で分析した。マウス(n=3)からの骨髄および脾臓における異なる骨髄系細胞の概要。図8Bは、DCサブセットの概要を示すグラフである。図8Cは、cDCサブセットの概要を示すグラフである。図8Dは、20週に分析されたヒト化マウスの腸におけるヒトHLA-DR、ヒトCD3およびDAPIの局在化を示す。スケールバー=50μm。 同上。
図9A~9Dは、SGM3Fマウスにおける増加したT細胞分化を示す。図9Aは、臍帯血HPCを4週齢で移植されたヒト化マウスのFACS分析を示す。移植後20週で、CD4およびCD8サブセットについて、ヒトCD3+胸腺細胞をFACSによって分析した。結果は、1人の臍帯血ドナーからのプールされたn=3マウスを示す。図9Bは、20週に分析されたヒト化マウスの胸腺におけるヒトT細胞の局在を示す。上のパネルにおけるヒトHLA-DRおよびヒトCD3対下のパネルにおけるヒトCD4およびヒトCD8。スケールバー=30μm。図9Cは、脾臓におけるCD4+対CD8+T細胞比の要約を示すグラフである。一元配置ANOVA検定を使用して、統計学的に有意な差を決定した。図9Dは、脾臓中のCD45+CCR7+ナイーブT細胞(Tn)、CD45RA-CCR7+メモリーT細胞(Tm)およびCCR7-エフェクターT細胞(Teff)を含むCD4+およびCD8+T細胞サブセットの概要を示すグラフである。 同上。
図10A~10Cは、SGM3Fマウスにおける特異的抗体応答を示す。図10Aは、ELISAによって測定された、移植後20週でのマウスの血漿中の全抗体を示すグラフである。ヒト化マウス(n=3、4週齢)に(1人の臍帯血ドナーからの)臍帯血HPCを移植した。図10Bは、ヒト化マウス(n=3、4週齢)が(1人の臍帯血ドナーからの)臍帯血HPCを移植され、14週後に3週間間隔でKLHを3回ワクチン接種され、ELISAによって分析されたKLH特異的IgGを測定されたことを示す。図10Cは、ヒト化マウス(n=6~9、4週齢)が(2人の臍帯血ドナーからの)臍帯血HPCを移植され、3週間間隔でFluzoneを2回ワクチン接種され、測定されたFluzone特異的IgGがELISAによって分析されたことを示す。インフルエンザA/Cal9ウイルスに対する中和抗体を赤血球凝集アッセイによって測定した。 同上。
詳細な説明
本開示は、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子、およびいくつかのモデルではさらなる遺伝子改変を含む免疫不全NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ(NSG(商標))マウスモデルを提供する。本明細書において提供されるマウスモデルは、例えば、多様な造血系統の優れた生着に、ならびに免疫腫瘍学、免疫学および感染性疾患研究に有用である。
Flt3は、樹状細胞および単球系統の発達に重要な受容体である。Flt3L-Flt3シグナル伝達は、様々なDCおよび単球系統の発達にとって重要であり(Dingら、2014;Ginhouxら、2009;McKennaら、2000;Waskowら、2008)、その役割は、マウスおよびヒトにおけるインビボでのFlt3Lの投与後の循環通常型(c)DCおよび形質細胞様(p)DCの増加によってさらに裏付けられる(Karsunky,Merad,Cozzio,Weissman,&Manz,2003;Maraskovskyら、1996;Pulendranら、2000)。マウスFlt3をノックアウトすることによって、(1)マウスDCおよび他の骨髄系細胞の減少;および(2)ヒト細胞への(ヒト受容体を介して作用することができる)マウスFlt3Lの利用可能性の増大をもたらすことができ、それにより、ヒトCD34+HPCの移植に際するヒト骨髄系細胞の長期発達を改善する。本開示は、いくつかの態様において、NSG(商標)バックグラウンドでFlt3KOマウスを作製するために、CRISPR/Cas系を使用する。
したがって、いくつかの局面において、本開示は、NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ(NSG(商標))バックグラウンドを有し、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子をさらに含むマウスモデル(本明細書において、NSGFマウスと呼ばれる)を提供する。いくつかの態様において、NSGFマウスモデルの遺伝子型は、NSG(商標)Flt3em1Akpである(NSG(商標)Flt3em1Akpマウスを作製する例示的な方法については実施例1を参照されたい)。
本開示の他の局面は、NSG(商標)バックグラウンドを有し、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびマウスIl6の代わりにヒトIL6をコードする核酸をさらに含むマウスモデル(本明細書ではNSGF6マウスと呼ぶ)を提供する。いくつかの態様において、NSGF6マウスモデルの遺伝子型は、NSG(商標)Flt3em1AkpIl6em1(IL6)Akpである(NSG(商標)Flt3em1AkpIl6em1(IL6)Akpマウスを作製する例示的な方法については実施例2を参照されたい)。
本開示のさらに他の局面は、NSG(商標)バックグラウンドを有し、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびマウスTslpの代わりにヒトTSLPをコードする核酸をさらに含むマウスモデル(本明細書ではNSGFTマウスと呼ぶ)を提供する。いくつかの態様において、NSGFTマウスモデルの遺伝子型は、NSG(商標)Flt3em1AkpTslpem3(TSLP)Akpである(NSG(商標)Flt3em1AkpTslpem3(TSLP)Akpマウスを作製する例示的な方法については実施例3を参照されたい)。
本開示のさらに他の局面は、NSG(商標)バックグラウンドを有し、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびマウスLtbrの代わりにヒトLTBRをコードする核酸をさらに含むマウスモデル(本明細書ではNSGFLマウスと呼ぶ)を提供する。いくつかの態様において、NSGFLマウスモデルの遺伝子型は、NSG(商標)Flt3em1AkpLtbrem1(LTBR)Akpである(NSG(商標)Flt3em1AkpLtbrem1(LTBR)Akpマウスを作製する例示的な方法については実施例4を参照されたい)。
本開示のさらなる局面は、NSG(商標)バックグラウンドを有し、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびヒトIL3、GM-CSFおよびSCFをコードする核酸をさらに含むマウスモデル(本明細書ではSGM3Fマウスと呼ぶ)を提供する。いくつかの態様において、SGM3Fマウスモデルの遺伝子型は、NSG(商標)Flt3em1Akp-Tg(Hu-CMV-IL3、CSF2、KITLG)1Eav/MloySzJ(NSG(商標)Flt3em1Akp-Tg(Hu-CMV-IL3、CSF2、KITLG)1Eav/MloySzJマウスを作製する例示的な方法については実施例5を参照されたい。)である。
NSG(商標)およびNSGFマウスモデル
NSG(商標)マウスは、成熟T細胞、B細胞およびナチュラルキラー(NK)細胞を欠き、複数のサイトカインシグナル伝達経路が欠損しており、自然免疫に多くの欠陥を有する免疫不全マウスである(例えば、それぞれが参照により本明細書に組み入れられる(Shultz,Ishikawa,&Greiner,2007;Shultzら、2005;Shultzら、1995)を参照されたい。)。非肥満糖尿病(NOD)マウス系統NOD/ShiLtJに由来するNSG(商標)マウス(例えば、参照により本明細書に組み入れられる(Makinoら、1980)を参照されたい。)は、Prkdcscid変異(「重症複合免疫不全」変異または「scid」変異とも呼ばれる)およびIl2rgtm1Wjl標的化変異を含む。Prkdcscid変異は、ヒトPRKDC遺伝子のマウスホモログにおける機能喪失変異であり、この変異は適応免疫を本質的に排除する(例えば、それぞれが参照により本明細書に組み入れられる(Bluntら、1995;Greiner,Hesselton,&Shultz,1998)を参照されたい。)。Il2rgtm1Wjl変異は、インターロイキン2受容体γ鎖(IL2Rγ、ヒトにおけるIL2RGと相同)をコードする遺伝子におけるヌル変異であり、これはNK細胞分化を遮断し、それによって初代ヒト細胞の効率的な生着を妨げる障害を除去する(Caoら、1995;Greinerら、1998;Shultzら、2005)、それぞれが参照により本明細書に組み入れられる。)。当技術分野で公知であるように、機能喪失変異は、機能をほとんどまたは全く有しない遺伝子産物をもたらす。比較すると、ヌル変異は、機能を有しない遺伝子産物をもたらす。不活性化された対立遺伝子は、機能喪失対立遺伝子またはヌル対立遺伝子であり得る。
不活性化された対立遺伝子は、検出可能なレベルの機能的遺伝子産物(例えば、機能的タンパク質)を産生しない対立遺伝子である。いくつかの態様において、不活性化された対立遺伝子は転写されない。いくつかの態様において、不活性化された対立遺伝子は、機能的タンパク質をコードしない。したがって、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含むマウスは、検出可能なレベルの機能的FLT3を産生しない。いくつかの態様において、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含むマウスは、機能的FLT3を産生しない。
本明細書において提供されるマウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウス、またはこれらの任意の組み合わせ)は、マウスFlt3対立遺伝子を不活性化するゲノム修飾を含む。核酸に関する修飾は、対応する野生型核酸(例えば、天然に存在する核酸)と比較した、核酸の任意の操作である。したがって、ゲノム修飾は、ゲノム中の対応する野生型核酸(例えば、天然に存在する核酸)と比較した、ゲノム中の核酸の任意の操作である。核酸(例えば、ゲノム)修飾の非限定的な例には、欠失、挿入、「インデル」(欠失および挿入)、および置換(例えば、点変異)が含まれる。いくつかの態様において、遺伝子における欠失、挿入、インデルまたは他の修飾は、その遺伝子がもはや機能的産物(例えば、タンパク質)をコードしないようなフレームシフト変異をもたらす。修飾には、化学的修飾、例えば、少なくとも1つの核酸塩基の化学的修飾も含まれる。核酸修飾の方法、例えば、遺伝子不活性化をもたらす方法は公知であり、限定されないが、RNA干渉、化学的修飾および(例えば、リコンビナーゼまたは他のプログラム可能なヌクレアーゼ系、例えばCRISPR/Cas、TALENおよび/またはZFNを使用する)遺伝子編集が挙げられる。いくつかの態様において、本明細書の他の箇所に記載されるように、マウスFlt3対立遺伝子を不活性化するために、CRISPR/Cas遺伝子編集が使用される。
いくつかの態様において、ゲノム修飾(例えば、欠失またはインデル)は、コード領域、非コード領域および調節領域から選択されるマウスFlt3対立遺伝子の(少なくとも1つの)領域中にある。いくつかの態様において、ゲノム修飾(例えば、欠失またはインデル)は、マウスFlt3対立遺伝子のコード領域である。例えば、ゲノム修飾(例えば、欠失またはインデル)は、エクソン3中にあり得、またはマウスFlt3対立遺伝子のエクソン3にまたがり得る。いくつかの態様において、ゲノム修飾は、ゲノム欠失である。例えば、マウスFlt3対立遺伝子は、エクソン3中のヌクレオチド配列のゲノム欠失を含み得る。いくつかの態様において、配列番号1のヌクレオチド配列は、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子から欠失されている。いくつかの態様において、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子は、配列番号1のヌクレオチド配列を含む。
いくつかの態様において、本明細書で提供されるマウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウス、またはこれらの任意の組み合わせ)は、検出可能なレベルのマウスFLT3を発現しない。検出可能なレベルのマウスFLT3は、フローサイトメトリーおよび/またはELISAなどの標準的なタンパク質検出アッセイを使用して検出される任意のレベルのFLT3タンパク質である。いくつかの態様において、マウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウス、またはこれらの任意の組み合わせ)は、検出不能なレベルまたは低レベルのマウスFLT3を発現する。例えば、マウスモデルは、1,000pg/ml未満のマウスFLT3を発現し得る。いくつかの態様において、マウスモデルは、500pg/ml未満のマウスFLT3または100pg/ml未満のマウスFLT3を発現する。マウスFLT3受容体は、表面抗原分類抗原CD135とも呼ばれる。したがって、いくつかの態様において、マウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウス、またはこれらの任意の組み合わせ)は、CD135多能性前駆細胞を含まない(存在しない)。
Flt3ノックアウトマウスは、いくつかの態様において、Cas9mRNAおよびガイドRNA(gRNA)を使用してCRISPRによって作製される。いくつかの態様において、gRNA(例えば、5’-AAGTGCAGCTCGCCACCCCA-3’、配列番号5)は、NSG(商標)マウス(NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl;RRID:IMSR JAX:005557)のマウスFlt3のエクソン3を標的とする。注入された胚に由来する胚盤胞は、いくつかの態様において、代理母に移植され、新生仔が得られる。いくつかの態様において、ヌル欠失を有するマウスは、NSG(商標)に対して戻し交配される。F0およびF1同腹仔は、例えば、PCRおよびサンガー配列決定によって遺伝子ノックアウトの成功について試験され得る。例えば、変異対立遺伝子からマウスFlt3野生型対立遺伝子を検出するために、PCR反応において、プライマー(5’-GGTACCAGCAGAGTTGGATAGC-3’、配列番号12)および(5’-ATCCCTTACACAGAAGCTGGAG-3’、配列番号13)が使用され得る(表2)。WT対立遺伝子は799bp長のDNA断片を生じるのに対して、変異した対立遺伝子は363bp長のDNA断片を生じる。
ノックインマウスモデル
ノックインマウスモデル(KIマウス)は、例えば、遺伝子配列を導入遺伝子で置換することによって、または遺伝子座内に見出されない遺伝子配列を付加することによって、遺伝子配列を修飾するために作製され得る。本明細書で提供されるNSGF6、NSGFT、NSGFLおよびSGM3Fマウスモデルは、ノックイン対立遺伝子を含む。これらのマウスモデルは、マウスゲノム中に導入された外因性核酸を含む。
本明細書で提供されるように使用される核酸は、DNA、RNA、またはDNAとRNAのキメラであり得る。いくつかの態様において、核酸(例えば、DNA)は、特定の目的のタンパク質(例えば、IL6、TSLP、LTBR、IL3、GM-CSF、SCF、またはこれらの任意の組み合わせ)をコードする遺伝子を含む。遺伝子は、ヌクレオチドの別個の配列であり、その順序は、ポリヌクレオチドまたはポリペプチド中の単量体の順序を決定する。遺伝子は、典型的にはタンパク質をコードする。遺伝子は、内因性(宿主生物中に天然に存在する)または外因性(自然にまたは遺伝子操作を通じて宿主生物に導入される)であり得る。対立遺伝子は、変異によって生じ、染色体上の同じ遺伝子座に見られる遺伝子の2つまたはそれを超える代替形態のうちの1つである。遺伝子は、いくつかの態様において、プロモーター配列、コード領域(例えば、エクソン)、非コード領域(例えば、イントロン)、および調節領域(調節配列とも呼ばれる)を含む。当技術分野で公知であるように、プロモーター配列は、そこで遺伝子の転写が始まるDNA配列である。プロモーター配列は、典型的には、転写開始部位のすぐ上流(の5’末端)に位置する。エクソンは、アミノ酸をコードする遺伝子の領域である。イントロン(および他の非コードDNA)は、アミノ酸をコードしない遺伝子の領域である。
ヒト遺伝子を含むマウスは、ヒト導入遺伝子を含むと考えられる。導入遺伝子は、宿主生物に対して外因性の遺伝子である。すなわち、導入遺伝子は、自然にまたは遺伝子操作を通じて宿主生物に導入された遺伝子である。導入遺伝子は、宿主生物(導入遺伝子を含む生物、例えばマウス)中に天然には存在しない。
ノックインマウスモデルを作製する方法は、本明細書の他の箇所に記載されている。
NSGF6マウスモデル
本開示は、NSG(商標)バックグラウンドを有し、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびマウスIl6の代わりにヒトIL6をコードする核酸をさらに含むマウスモデル(本明細書ではNSGF6マウスと呼ぶ)を提供する。いくつかの態様において、NSGF6マウスモデルの遺伝子型は、NSG(商標)Flt3em1AkpIl6em1(IL6)Akpである(NSG(商標)Flt3em1AkpIl6em1(IL6)Akpマウスを作製する例示的な方法については実施例2を参照されたい)。
IL6(例えば、NC_000007.1;染色体:GRCh38:7:22725889-22732002)は、インターロイキン6受容体αを結合し、活性化することによって、炎症および免疫細胞(例えば、B細胞)の成熟を刺激するサイトカインおよび増殖因子である。IL6は、HPC維持(Encabo,Mateu,Carbonell-Uberos,&Minana,2003)および活性化されたB細胞の抗体産生形質細胞への分化(Jegoら、2003;Nurievaら、2009)に不可欠である。NSGをベースとするヒト化マウスを改良するために、ヒトIL6ノックインマウスを作製して、NSGFマウス中のマウスオルソログを置き換えた。
いくつかの態様において、本明細書に記載されるNSGF6マウスは、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびIL6をコードする核酸を含む。いくつかの態様において、核酸はヒトIL6をコードする。いくつかの態様において、核酸はヒトIL6導入遺伝子を含む。いくつかの態様において、ヒトIL6導入遺伝子などの導入遺伝子は、マウスゲノム中に組み込まれる。いくつかの態様において、ヒトIL6導入遺伝子は、配列番号2の核酸配列を含む。
ヒトIL6ノックインマウスは、いくつかの態様においては、CRISPR/cas系を使用して作製される。例えば、Cas9mRNA、マウスIl6を標的とするgRNAおよび組換えヒトIL6DNAを、受精したNSGF卵母細胞(例えば、NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1WjlFlt3em1Akp)中に同時注入し得る。ヒトIL6は、いくつかの態様においては、相同組換えを介してエクソン1およびエクソン5中に挿入される。いくつかの態様において、ヒトIL6を保有する得られたファウンダーは、例えば、複数(例えば、2世代)についてNSGFマウスに交配され、その後、すべての子孫がIl6を標的とした変異についてホモ接合になるまで同系交配される。PCR反応による遺伝子型のために使用され得るプライマーの例は、表2に列記されている。
NSGFTマウスモデル
本開示は、NSG(商標)バックグラウンドを有し、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびマウスTslpの代わりにヒトTSLPをコードする核酸をさらに含むマウスモデル(本明細書ではNSGFTマウスと呼ぶ)も提供する。いくつかの態様において、NSGFTマウスモデルの遺伝子型は、NSG(商標)Flt3em1AkpTslpem3(TSLP)Akpである(NSG(商標)Flt3em1AkpTslpem3(TSLP)Akpマウスを作製する例示的な方法については実施例3を参照されたい)。
胸腺間質性リンパ球新生因子(TSLP)(例えば、NC_000005.10;染色体:GRCh38:5:111070080-111078026)は、種特異的なサイトカインであり、種特異的な機能を示す(Hanabuchi,Watanabe,&Liu,2012)。ヒトTSLPは、ナイーブT細胞の増殖を誘導し、Th2分化、Treg発達を推進する(Hanabuchiら、2010;Itoら、2005;Luら、2009)。TSLPは、胸腺間質性リンパ球新生因子受容体鎖およびIL-7Rα鎖から構成されるヘテロ二量体受容体複合体を結合し、活性化することによって、免疫細胞(例えば、B細胞およびT細胞)の産生を刺激する(例えば、(He&Geha,2010)を参照されたい。)。TSLPは、樹状細胞の極性化にも重要である。CD4+T細胞に対して直接作用するIL-7とは対照的に、TSLPは、ヒトDCを介して間接的にT細胞恒常性を媒介する(Luら、2009)。T細胞の発達および分化を改善するために、ヒトTSLPノックインマウスを作製して、NSGFマウス中のマウスTslpを置き換えた。
いくつかの態様において、本明細書に記載されるNSGFTマウスは、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびTSLPをコードする核酸を含む。いくつかの態様において、核酸はヒトTSLPをコードする。いくつかの態様において、核酸はヒトTSLP導入遺伝子を含む。いくつかの態様において、ヒトTSLP導入遺伝子などの導入遺伝子は、マウスゲノム中に組み込まれる。いくつかの態様において、ヒトTSLP導入遺伝子は、配列番号3の核酸配列を含む。
ヒトTSLPノックインマウスは、いくつかの態様においては、CRISPR/cas系を使用して作製される。例えば、Cas9mRNA、マウスTslpを標的とするgRNAおよび組換えヒトTSLP DNAを、受精したNSGF卵母細胞(例えば、NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1WjlFlt3em1Akp)中に同時注入し得る。ヒトTSLPは、いくつかの態様においては、相同組換えを介してエクソン1およびエクソン5中に挿入される。いくつかの態様において、ヒトTSLPを保有する得られたファウンダーは、例えば、NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1WjlFlt3em1Akpマウスに交配され、その後、すべての子孫がTSLPを標的とした変異についてホモ接合になるまで同系交配される。PCR反応による遺伝子型のために使用され得るプライマーの例は、表2に列記されている。
NSGFLマウスモデル
本開示は、NSG(商標)バックグラウンドを有し、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびマウスLtbrの代わりにヒトLTBRをコードする核酸をさらに含むマウスモデル(本明細書ではNSGFLマウスと呼ぶ)をさらに提供する。いくつかの態様において、NSGFLマウスモデルの遺伝子型は、NSG(商標)Flt3em1AkpLtbrem1(LTBR)Akpである(NSG(商標)Flt3em1AkpLtbrem1(LTBR)Akpマウスを作製する例示的な方法については実施例4を参照されたい)。
濾胞樹状細胞(FDC)は、リンパ濾胞およびB細胞応答の発達に不可欠である(Futterer,Mink,Luz,Kosco-Vilbois,&Pfeffer,1998)。Rag2-/--γc-/-マウスの血管周囲領域中のPDGFRbMfge8FDC前駆体は、リンパ球再構成を介してリンホトキシンβ受容体(LTBR)(例えば、NC_000012.12;染色体:GRCh38:12:6375160-6391571)の活性化時に成熟FDCに分化し得る(Krautlerら、2012)。したがって、NSGFマウス中のマウスLtbrを置き換えるために、ヒトLTBRノックインマウスを作製した。
いくつかの態様において、本明細書に記載されるNSGFLマウスは、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびLTBRをコードする核酸を含む。いくつかの態様において、核酸はヒトLTBRをコードする。いくつかの態様において、核酸はヒトLTBR導入遺伝子を含む。いくつかの態様において、ヒトLTBR導入遺伝子などの導入遺伝子は、マウスゲノム中に組み込まれる。いくつかの態様において、ヒトLTBR導入遺伝子は、配列番号4の核酸配列を含む。
ヒトLTBRノックインマウスは、いくつかの態様においては、CRISPR/cas系を使用して作製される。例えば、Cas9mRNA、マウスLtbrを標的とするsgRNAならびに5’および3’マウスLtbr相同配列が隣接した合成ヒトLTBRミニ遺伝子(すべてのエクソンおよびイントロン1配列、その後にbGHpA STOPカセットを有するNM_002342をコードする)を、受精したNSGF卵母細胞(例えば、NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1WjlFlt3em1Akp)中に同時注入し得る。ヒトLTBRは、いくつかの態様においては、相同組換えを介してエクソン1およびエクソン2中に挿入される。いくつかの態様において、ヒトLTBRを保有する得られたファウンダーは、例えば、NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1WjlFlt3em1Akpマウスに交配され、その後、すべての子孫がLTBRを標的とした変異についてホモ接合になるまで同系交配される。PCR反応による遺伝子型のために使用され得るプライマーの例を表2に列記した。
SGM3Fマウスモデル
さらに、本開示は、NSG(商標)バックグラウンドを有し、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびヒトIL3、GM-CSFおよびSCFをコードする核酸をさらに含むマウスモデル(本明細書ではSGM3Fマウスと呼ぶ)を提供する。いくつかの態様において、SGM3Fマウスモデルの遺伝子型は、NSG(商標)Flt3em1Akp-Tg(Hu-CMV-IL3、CSF2、KITLG)1Eav/MloySzJ(NSG(商標)Flt3em1Akp-Tg(Hu-CMV-IL3、CSF2、KITLG)1Eav/MloySzJマウスを作製する例示的な方法については実施例5を参照されたい。)である。
マウスおよびヒトのサイトカインおよびサイトカイン受容体の間での限られた生物学的交差反応性は、ヒト自然免疫系、特に単球、マクロファージおよび好中球の発達を抑制する。トランスジェニックまたはノックインヒト遺伝子のいずれかを介してヒトサイトカインを発現させるための努力がなされてきた(Rathinamら、2011;Rongvauxら、2014;Willingerら、2011)。免疫不全マウスの1つのこのような変異型は、ヒト幹細胞因子(SCF)、顆粒球マクロファージ-コロニー刺激因子(GM-CSF)およびインターロイキン(IL)-3のトランスジェニック発現を有するNSGマウス(NSG-SGM3、SGM3)をベースとする(Nicoliniら、2004;Wunderlichら、2010)。IL3(例えば、NC_000005.10;染色体:GRCh38:5:132060655-132063204)、GM-CSF(例えば、NC_000005.10;染色体:GRCh38:5:132073789-132076170)およびSCF(例えば、NC_000012.12;染色体:GRCh38:12:88492793-88580851)は、広範囲の造血細胞型の増殖を促進するサイトカインおよび増殖因子である。初期の研究は、hCD34HPCが移植されると、SGM3マウスは、非トランスジェニックの対応動物と比較して、ヒト免疫細胞、特にCD33骨髄系細胞およびCD4Foxp3制御性T細胞の発達を効率的に支援することを実証した(Billerbeckら、2011)。骨髄系の発達をさらに促進するために、Flt3変異マウス(NSGF)とSGM3マウスを交配してSGM3Fマウスを得た。
したがって、本明細書に記載されるSGM3Fマウスは、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子およびIL3をコードする核酸、GM-CSFをコードする核酸およびSCFをコードする核酸を含む。いくつかの態様において、SGM3Fマウスは、ヒトIL3をコードする核酸、ヒトGM-CSFをコードする核酸およびヒトSCFをコードする核酸を含む。いくつかの態様において、SGM3Fマウスは、ヒトIL3導入遺伝子、ヒトCSF2導入遺伝子およびヒトKITLG導入遺伝子を含む。いくつかの態様において、ヒトIL3、CSF2および/またはKITLG導入遺伝子などの導入遺伝子は、マウスゲノム中に組み込まれる。ヒトIL3、CSF2およびKITLG導入遺伝子は、参照により本明細書に組み入れられる、(Nicoliniら、2004)に記載されている。
SGM3Fマウスは、いくつかの態様において、NSG-SGM3マウス(NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1WjlTg(CMV-IL3、CSF2、KITLG)1Eav/MloySzJ;RRID:IMSR JAX:013062)をNSGFマウスに交雑し、すべての子孫がホモ接合になるまで同系交配することによって作製される。NSG-SGM3マウスは、それぞれがヒトインターロイキン-3(IL-3)遺伝子、ヒト顆粒球/マクロファージ刺激因子(GM-CSF)遺伝子またはヒトSteel因子(SF)遺伝子のうちの1つを有するように設計された3つの別個の導入遺伝子を有する。各遺伝子の発現は、ヒトサイトメガロウイルスのプロモーター/エンハンサー配列によって駆動され、その後にヒト成長ホルモンカセットおよびポリアデニル化(ポリA)配列が続く(Nicoliniら、2004)。受精したC57BL/6xC3H/HeN卵母細胞中に導入遺伝子を微量注入した。いくつかの態様において、3つすべての導入遺伝子(3GS)を有する得られたファウンダーは、数世代にわたってBALB/c-scid/scidマウスに戻し交配され、その後、複数(例えば、少なくとも11)世代にわたってNOD.CB17-Prkdcscidマウスに戻し交配される。次いで、これらのマウスは、例えば、NSGマウス(NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl;RRID:IMSR JAX:005557)に交配され、次いで、すべての子孫が3GSおよびIL2rgを標的とした変異についてホモ接合になるまで同系交配され得る。トランスジェニックマウスは、NSG-SGM3マウスを確立するために少なくとも1世代にわたってNSGマウスに交配され得る。NSGFマウスは、例えば、CRISPR/cas系を使用して作製され得る。Cas9mRNAおよびマウスFlt3を標的とするsgRNAは、いくつかの態様において、受精したNSG卵母細胞中に同時注入される。Flt3欠失を有する得られたファウンダーは、NSGマウスに交配され、次いで、すべての子孫がFlt3を標的とした変異についてホモ接合になるまで同系交配され得る。
ヒト免疫系モデル
本開示のマウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウスモデル、またはこれらの任意の組み合わせ)は、いくつかの態様において、ヒトCD34HSCおよびヒト自然免疫系の発達を支えるために使用される。ヒト免疫系には、自然免疫系と適応免疫系が含まれる。自然免疫系は、免疫細胞を感染部位に動員すること、補体カスケードの活性化、白血球による異物の同定および身体からの異物の除去、適応免疫系の活性化、ならびに感染因子に対する物理的および化学的障壁として作用することを担う。
いくつかの態様において、本明細書に提供されるマウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウスモデル、またはこれらの任意の組み合わせ)は、常在マウスHSCを死滅させるために致死量未満で放射線照射され(例えば、100~300cGy)、次いで、放射線照射されたマウスは、ヒト自然免疫系の発達を開始させるために、ヒトCD34HSC(例えば、5万~20万個のHSC)を移植される。したがって、いくつかの態様において、マウスは、ヒトCD34HSCをさらに含む。ヒトCD34HSCは、ヒト胎児肝臓、ヒト臍帯血、動員される末梢血および骨髄を含むがこれらに限定されない任意の供給源に由来し得る。いくつかの態様において、ヒトCD34HSCは、ヒト臍帯血に由来する。
ヒトCD34HSCの多様な免疫細胞(例えば、T細胞、B細胞、樹状細胞)への分化は、連続する発達段階が複数のサイトカインによって調節される複雑な過程である。この過程は、表面抗原分類(CD)抗原などの細胞表面抗原を通じてモニターすることができる。例えば、CD45は、HSC、マクロファージ、単球、T細胞、B細胞、ナチュラルキラー細胞および樹状細胞の表面上に発現されるので、生着を示すマーカーとして使用することができる。T細胞上では、CD45は、T細胞受容体シグナル伝達、細胞増殖および細胞分化を調節する。いくつかの態様において、マウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウスモデル、またはこれらの任意の組み合わせ)はヒトCD45細胞を含む。いくつかの態様において、マウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウスモデル、またはこれらの任意の組み合わせ)はまた、肺、胸腺、脾臓、リンパ節および/または小腸中の、ただし、これらに限定されない組織へのヒトCD45細胞の生着を示す。
CD45+細胞が成熟するにつれて、CD45+細胞は、様々な発達段階および分化している細胞型を示す追加のバイオマーカーを発現し始める。例えば、発達しているT細胞は、CD3、CD4およびCD8も発現する。別の例として、発達している骨髄系細胞はCD33を発現する。本明細書におけるマウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウスモデル、またはこれらの任意の組み合わせ)は、いくつかの態様において、ヒトCD45細胞だけでなく、二重陽性ヒトCD45/CD3T細胞および二重陽性ヒトCD45+/CD33+骨髄系細胞も含む。
したがって、いくつかの態様において、マウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウスモデル、またはこれらの任意の組み合わせ)中のヒトCD45細胞の集団は、ヒトCD45/CD3T細胞を含む。いくつかの態様において、ヒトCD45細胞の集団は、NSG(商標)対照マウスと比較して、増加した百分率のヒトCD45/CD3T細胞を含む。いくつかの態様において、マウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウスモデル、またはこれらの任意の組み合わせ)におけるヒトCD45/CD3T細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して少なくとも25%増加する。例えば、マウスモデルにおけるヒトCD45/CD3T細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、または少なくとも100%増加し得る。いくつかの態様において、マウスモデルにおけるヒトCD45/CD3T細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して少なくとも50%増加する。いくつかの態様において、マウスモデルにおけるヒトCD45/CD3T細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して少なくとも100%増加する。いくつかの態様において、マウスモデルにおけるヒトCD45/CD3T細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して、25%~100%、25%~75%、25%~50%、50%~100%、50%~75%または75%~100%増加する。
いくつかの態様において、マウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウスモデル、またはこれらの任意の組み合わせ)中のヒトCD45細胞の集団は、ヒトCD45/CD33骨髄系細胞を含む。いくつかの態様において、ヒトCD45細胞の集団は、NSG(商標)対照マウスと比較して、増加した百分率のヒトCD45/CD33骨髄系細胞を含む。いくつかの態様において、マウスモデルにおけるヒトCD45/CD33骨髄系細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して少なくとも25%増加する。例えば、マウスモデルにおけるヒトCD45/CD33骨髄系細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、または少なくとも100%増加し得る。いくつかの態様において、マウスモデルにおけるヒトCD45/CD33骨髄系細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して少なくとも50%増加する。いくつかの態様において、マウスモデルにおけるヒトCD45/CD33骨髄系細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して少なくとも100%増加する。いくつかの態様において、マウスモデルにおけるヒトCD45/CD33骨髄系細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して、25%~100%、25%~75%、25%~50%、50%~100%、50%~75%または75%~100%増加する。
いくつかの態様において、マウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウスモデル、またはこれらの任意の組み合わせ)中のヒトCD45細胞の集団は、ヒトCD45/CD19B細胞を含む。いくつかの態様において、ヒトCD45細胞の集団は、NSG(商標)対照マウスと比較して、減少した百分率のヒトCD45/CD19B細胞を含む。いくつかの態様において、マウスモデルにおけるヒトCD45/CD19B細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して少なくとも25%減少する。例えば、マウスモデルにおけるヒトCD45/CD19B細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、または少なくとも100%減少し得る。いくつかの態様において、マウスモデルにおけるヒトCD45/CD19B細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して少なくとも50%減少する。いくつかの態様において、マウスモデルにおけるヒトCD45/CD19B細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して少なくとも100%減少する。いくつかの態様において、マウスモデルにおけるヒトCD45/CD19B細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して、25%~100%、25%~75%、25%~50%、50%~100%、50%~75%または75%~100%減少する。
本明細書で提供されるマウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウスモデル、またはこれらの任意の組み合わせ)は、驚くべきことに、樹状細胞(例えば、形質細胞様樹状細胞および骨髄樹状細胞)、ナチュラルキラー細胞および単球由来マクロファージ(単球マクロファージ)の生着も支えることができる。形質細胞様樹状細胞(pDC)は高レベルのインターフェロンαを分泌し;骨髄樹状細胞(mDC)は、インターロイキン12、インターロイキン6、腫瘍壊死因子およびケモカインを分泌し;ナチュラルキラー細胞は、腫瘍細胞およびウイルス感染細胞などの損傷した宿主細胞を破壊し;マクロファージは、かなりの数の細菌または他の細胞または微生物を貪食する。
いくつかの態様において、本明細書に提供されるマウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウスモデル、またはこれらの任意の組み合わせ)は、NSG(商標)対照マウスと比較して、増加した百分率のヒトCD14単球またはマクロファージを含む。いくつかの態様において、マウスモデルにおけるヒトCD14単球またはマクロファージの百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して少なくとも25%増加する。例えば、マウスモデルにおけるヒトCD14単球またはマクロファージの百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、または少なくとも100%増加し得る。いくつかの態様において、マウスモデルにおけるヒトCD14単球またはマクロファージの百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して少なくとも50%増加する。いくつかの態様において、マウスモデルにおけるヒトCD14単球またはマクロファージの百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して少なくとも100%増加する。いくつかの態様において、マウスモデルにおけるヒトCD14単球またはマクロファージの百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して、25%~100%、25%~75%、25%~50%、50%~100%、50%~75%または75%~100%増加する。
いくつかの態様において、SGM3Fマウスは、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して、増加した割合のヒトCD66b細胞を含む。いくつかの態様において、SGM3FマウスにおけるヒトCD66b細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して少なくとも25%増加する。例えば、NSG(商標)SGM3FマウスにおけるヒトCD66b細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、または少なくとも100%増加し得る。いくつかの態様において、SGM3FマウスにおけるヒトCD66b細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して少なくとも50%増加する。いくつかの態様において、SGM3FマウスにおけるヒトCD11CHLA-DR骨髄樹状細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して少なくとも100%増加する。いくつかの態様において、SGM3FマウスにおけるヒトCD66b細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して、25%~100%、25%~75%、25%~50%、50%~100%、50%~75%または75%~100%増加する。
いくつかの態様において、SGM3Fマウスは、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して、増加した百分率のヒトCD11c骨髄樹状細胞を含む。いくつかの態様において、SGM3FマウスにおけるヒトCD11cHLA-DR骨髄樹状細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して少なくとも25%増加する。例えば、NSG(商標)SGM3FマウスにおけるヒトCD11cHLA-DR骨髄樹状細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、または少なくとも100%増加し得る。いくつかの態様において、SGM3FマウスにおけるヒトCD11cHLA-DR骨髄樹状細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して少なくとも50%増加する。いくつかの態様において、SGM3FマウスにおけるヒトCD11cHLA-DR骨髄樹状細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して少なくとも100%増加する。いくつかの態様において、SGM3FマウスにおけるヒトCD11cHLA-DR骨髄樹状細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して、25%~100%、25%~75%、25%~50%、50%~100%、50%~75%または75%~100%増加する。
いくつかの態様において、NSGFマウスは、NSG(商標)対照マウスと比較して、増加した百分率のヒトCD303形質細胞様樹状細胞を含む。いくつかの態様において、NSGFマウスにおけるヒトCD303形質細胞様樹状細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して少なくとも25%増加する。例えば、NSGFマウスにおけるヒトCD303形質細胞様樹状細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、または少なくとも100%増加し得る。いくつかの態様において、NSGFマウスにおけるヒトCD303形質細胞様樹状細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して少なくとも50%増加する。いくつかの態様において、NSGFマウスにおけるヒトCD303形質細胞様樹状細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して少なくとも100%増加する。いくつかの態様において、NSGFマウスにおけるヒトCD303形質細胞様樹状細胞の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して、25%~100%、25%~75%、25%~50%、50%~100%、50%~75%または75%~100%増加する。
いくつかの態様において、SGM3Fマウスは、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して、CCR7エフェクターT細胞のヒト割合の増加した百分率を含む。いくつかの態様において、SGM3FマウスにおけるCCR7エフェクターT細胞のヒト割合の百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して少なくとも25%増加する。例えば、NSG(商標)SGM3FマウスにおけるCCR7エフェクターT細胞のヒト割合の百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、または少なくとも100%増加し得る。いくつかの態様において、SGM3FマウスにおけるCCR7エフェクターT細胞のヒト割合の百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して少なくとも50%増加する。いくつかの態様において、SGM3FマウスにおけるCCR7エフェクターT細胞のヒト割合の百分率は、NSG(商標)対照マウスと比較して少なくとも100%増加する。いくつかの態様において、SGM3FマウスにおけるCCR7エフェクターT細胞のヒト割合の百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して、25%~100%、25%~75%、25%~50%、50%~100%、50%~75%または75%~100%増加する。
いくつかの態様において、SGM3Fマウスは、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して、増加した百分率の総ヒトIgGを含む。いくつかの態様において、SGM3Fマウスにおける総ヒトIgGの百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して少なくとも25%増加する。例えば、NSG(商標)SGM3Fマウスにおける総ヒトIgGの百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、または少なくとも100%増加し得る。いくつかの態様において、SGM3Fマウスにおける総ヒトIgGの百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して少なくとも50%増加する。いくつかの態様において、SGM3Fマウスにおける総ヒトIgGの百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して少なくとも100%増加する。いくつかの態様において、SGM3Fマウスにおける総ヒトIgGの百分率は、NSG(商標)対照マウスおよび/またはNSGF対照マウスと比較して、25%~100%、25%~75%、25%~50%、50%~100%、50%~75%または75%~100%増加する。
いくつかの態様において、SGM3Fマウスは、SGM3対照マウスと比較してヒト免疫系の大幅な機能的改善を含む。例えば、SGM3Fマウスは、SGM3対照マウスと比較して、ミョウバンをアジュバントとして加えたTdap/KLHワクチンIP/SCのワクチン接種後に、KLHに対する特異的IgGの増加を含み得る。いくつかの態様において、SGM3Fマウスは、SGM3対照マウスと比較して、Fluzone IV/IPのワクチン接種後に、Fluzoneに対する特異的IgGの増加を含む。いくつかの態様において、SGM3Fマウスは、SGM3対照マウスと比較して、赤血球凝集抑制アッセイによって測定した場合に、H1N1FluA/Cal9ウイルスに対する中和抗体を含むが、インフルエンザBウイルスに対する中和抗体は含まない。
いくつかの態様において、本開示のNSGFマウスは、ヒト造血細胞の生着およびヒト骨髄造血を支えるために使用される。
いくつかの態様において、本開示のNSGF6マウスは、ヒト造血細胞の生着、ヒト骨髄造血およびヒトリンパ球新生を支えるために使用される。
いくつかの態様において、本開示のNSGFTマウスは、ヒト造血細胞の生着、ヒト骨髄造血およびヒトリンパ球新生を支えるために使用される。
いくつかの態様において、本開示のNSGFLマウスは、いくつかの態様において、ヒトリンパ組織の発達、特に適応免疫応答および胚中心形成を支えるために使用される。
本開示のSGM3Fマウスは、いくつかの態様において、骨髄系統および制御性T細胞集団の生着を支えるために使用される。
トランスジェニック動物を作製する方法
いくつかの局面において、ヒトIL6、ヒトTSLP、ヒトLTBR、ヒトIL3、ヒトGM-CSF、ヒトSCFまたはこれらの任意の組み合わせを発現するトランスジェニック動物を作製する方法が本明細書で提供される。トランスジェニック動物は、本明細書では、外来(外因性)核酸(例えば、導入遺伝子)がそのゲノムに挿入されている(組み込まれている)動物を指す。いくつかの態様において、トランスジェニック動物は、マウスまたはラットなどのトランスジェニック齧歯動物である。いくつかの態様において、トランスジェニック動物はマウスである。トランスジェニック動物の作製のために使用される3つの従来の方法には、DNA微量注入(Gordon&Ruddle,1981)、参照により本明細書に組み入れられる)、胚性幹細胞媒介遺伝子導入(Gossler,Doetschman,Korn,Serfling,&Kemler,1986)、参照により本明細書に組み入れられる)、およびレトロウイルス媒介遺伝子導入(Jaenisch,1976)、参照により本明細書に組み入れられる)が含まれ、これらのいずれもが本明細書に提供されているように使用され得る。電気穿孔も、トランスジェニックマウス(例えば、それぞれが参照により本明細書に組み入れられる国際公開第2016/054032号および国際公開第2017/124086号を参照されたい。)を作製するために使用され得る。
ヒトIL6、ヒトTSLP、ヒトLTBR、ヒトIL3、ヒトGM-CSF、ヒトSCFまたはこれらの任意の組み合わせをコードする核酸は、いくつかの態様においては、導入遺伝子、例えば、ヒトIL6、ヒトTSLP、ヒトLTBR、ヒトIL3、ヒトGM-CSF、ヒトSCFまたはこれらの任意の組み合わせをコードするヌクレオチド配列に機能的に連結されたプロモーター(例えば、構成的に活性なプロモーター)を含む導入遺伝子を含む。いくつかの態様において、トランスジェニック動物(例えば、マウス)を作製するために使用されるヒトIL6、ヒトTSLP、ヒトLTBR、ヒトIL3、ヒトGM-CSF、ヒトSCFまたはこれらの任意の組み合わせをコードする核酸は、例えば、核酸が動物ゲノム中にランダムに組み込まれる受精胚の前核/核に送達されるプラスミド、細菌人工染色体(BAC)または酵母人工染色体(YAC)などのベクター上に存在する。いくつかの態様において、受精胚は、単一細胞胚(例えば、接合子)である。いくつかの態様において、受精胚は、多細胞胚(例えば、胚盤胞などの、接合子に続く発達段階)である。いくつかの態様において、本開示のマウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウスモデル、またはこれらの任意の組み合わせ)を作製するために、(例えば、BAC上に担持される)核酸がNSG(商標)マウスの受精胚に送達される。受精胚の注入後に、受精胚は、偽妊娠雌に導入され得、その後、偽妊娠雌はヒトIL6、ヒトTSLP、ヒトLTBR、ヒトIL3、ヒトGM-CSF、ヒトSCFまたはこれらの任意の組み合わせをコードする核酸を含む子孫を出産する。ヒトIL6、ヒトTSLP、ヒトLTBR、ヒトIL3、ヒトGM-CSF、ヒトSCFまたはこれらの任意の組み合わせをコードする核酸の存在または非存在は、例えば、任意の数の遺伝子型判定法(例えば、配列決定および/またはゲノムPCR)を用いて確認され得る。
いくつかの態様において、本明細書で提供されるマウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFL、マウスモデルまたはこれらの任意の組み合わせ)の内因性マウスIl6、マウスTslpまたはマウスLtbrをコードする特定の標的部位において欠失を生じさせるために、CRISPR系が使用される。ヒトIL6、ヒトTSLPまたはヒトLTBRをコードするドナーDNAを同時注入することによって、相同配列依存的修復によって遺伝子編集が正確に達成される(例えば、参照により本明細書に組み入れられる(Yangら、2013)を参照されたい。)。例えば、Il6遺伝子中に正確なゲノム編集を生成するために、Cas9mRNAまたはタンパク質、1つまたは複数のガイドRNA(gRNA)ならびに5’および3’マウスIl6相同配列によって隣接されたヒトIL6遺伝子を包含するドナープラスミドテンプレートをマウス胚中に直接注入することができる。これらの胚から発生するマウスは、所望の導入遺伝子を保有しているかどうかを決定するために、遺伝子型決定または配列決定することができ、所望の導入遺伝子を保有しているマウスは、生殖細胞系列伝達を確認するために交配され得る。
内因性Flt3対立遺伝子を不活性化する方法も本明細書で提供される。いくつかの態様において、内因性Flt3対立遺伝子は、トランスジェニック動物において不活性化されている。いくつかの態様において、遺伝子/ゲノム編集方法が、遺伝子(対立遺伝子)不活性化のために使用される。本明細書で記載されるように使用され得る操作されたヌクレアーゼベースの遺伝子編集系には、例えば、クラスター化して規則的に配置された短い回文配列リピート(CRISPR)系、ジンクフィンガーヌクレアーゼ(ZFN)および転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)が含まれる。例えば、それぞれが参照により本明細書に組み入れられる(Carroll,2011;Gaj,Gersbach,&Barbas,2013;Joung&Sander,2013)を参照されたい。
いくつかの態様において、本明細書に提供されるマウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウスモデル、またはこれらの任意の組み合わせ)の内因性Flt3対立遺伝子を不活性化するために、CRISPR系が使用される。例えば、それぞれが参照により本明細書に組み入れられる(Harmsら、2014;Inuiら、2014)を参照されたい)。例えば、Flt3遺伝子中への正確なゲノム編集を生成するために、Cas9mRNAまたはタンパク質および1つまたは複数のガイドRNA(gRNA)をマウス胚中に直接注入することができる。これらの胚から発生するマウスは、所望の変異を保有しているかどうかを決定するために、遺伝子型決定または配列決定することができ、所望の変異を保有しているマウスは、生殖細胞系列伝達を確認するために交配され得る。
CRISPR/Cas系は、遺伝子編集のためのRNAによってガイドされるDNA標的化プラットフォームとして転用されてきた原核生物における天然に存在する防御機構である。操作されたCRISPR系は、2つの主要成分:ガイドRNA(gRNA)およびCRISPR関連エンドヌクレアーゼ(例えば、Casタンパク質)を含有する。gRNAは、ヌクレアーゼ結合のための足場配列と、修飾されるべきゲノム標的を規定するユーザによって定義されるヌクレオチドスペーサー(例えば、約15~25ヌクレオチド、または約20ヌクレオチド)とで構成される短い合成RNAである。したがって、gRNA中に存在する標的配列を単に変更することによって、Casタンパク質のゲノム標的を変更することができる。いくつかの態様において、CRISPR関連エンドヌクレアーゼは、Cas9、Cpf1、C2c1およびC2c3から選択される。いくつかの態様において、CasヌクレアーゼはCas9である。
ガイドRNAは、標的核酸配列にハイブリダイズする(結合する)スペーサー配列と、エンドヌクレアーゼを結合し、エンドヌクレアーゼを標的核酸配列にガイドするCRISPRリピート配列とを少なくとも含む。当業者に理解されるように、各gRNAは、そのゲノム標的配列(例えば、Flt3対立遺伝子の領域)に相補的なスペーサー配列を含むように設計される。例えば、それぞれが参照により本明細書に組み入れられる(Deltchevaら、2011;Jinekら、2012)を参照されたい。いくつかの態様においては、本明細書に提供される方法で使用されるgRNAは、マウスFlt3対立遺伝子の領域(例えば、エクソン3)に結合する。いくつかの態様において、マウスFlt3対立遺伝子の領域に結合するgRNAは、5’-AAGTGCAGCTCGCCACCCCA-3’(配列番号5)のヌクレオチド配列を含む。いくつかの態様において、本明細書中に提供される方法において使用されるgRNAは、マウスIl6対立遺伝子の領域(例えば、エクソン1およびエクソン5)に結合する。いくつかの態様において、マウスIl6対立遺伝子の領域に結合するgRNAは、5’-AGGAACTTCATAGCGGTTTC-3’(配列番号6)および5’-ATGCTTAGGCATAACGCACT-3’(配列番号7)のヌクレオチド配列を含む。いくつかの態様において、本明細書中に提供される方法において使用されるgRNAは、マウスTslp対立遺伝子の領域(例えば、エクソン1およびエクソン5)に結合する。いくつかの態様において、マウスTslp対立遺伝子の領域に結合するgRNAは、5’-CCACGTTCAGGCGACAGCAT-3’(配列番号8)および5’-TTATTCTGGAGATTGCATGA-3’(配列番号9)のヌクレオチド配列を含む。いくつかの態様において、本明細書中に提供される方法において使用されるgRNAは、マウスLtbr対立遺伝子の領域(例えば、エクソン1およびエクソン2)に結合する。いくつかの態様において、マウスLtbr対立遺伝子の領域に結合するgRNAは、5’-GCTCGGCTGACCAGACCGGG-3’(配列番号10)および5’-GAGCCACTGTTCTCACCTGG-3’(配列番号11)のヌクレオチド配列を含む。
使用の方法
本明細書で提供されるマウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウスモデル、またはこれらの任意の組み合わせ)は、任意の数の用途に使用され得る。例えば、特定の作用物質(例えば、治療剤)または医学的処置(例えば、組織移植)がどのようにヒト自然免疫系(例えば、ヒト自然免疫細胞応答)およびヒト適応免疫系(例えば、抗体応答)に影響を及ぼすかを試験するために、マウスモデルが使用され得る。
いくつかの態様においては、ヒト自然免疫系の発達に対する作用物質の効果を評価するために、マウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウスモデル、またはこれらの任意の組み合わせ)が使用される。したがって、本明細書では、マウスモデルに作用物質を投与すること、およびマウスにおけるヒト自然免疫系の発達に対する作用物質の効果を評価することを含む方法が提供される。作用物質の効果は、例えば、ヒト自然免疫細胞(例えば、T細胞および/または樹状細胞)応答(例えば、細胞死、細胞シグナル伝達、細胞増殖など)およびヒト適応免疫応答(例えば、抗体産生)を測定することによって評価され得る。作用物質の非限定的な例としては、抗癌剤および抗炎症剤などの治療剤、ならびに免疫原性組成物(例えば、ワクチン)などの予防剤が挙げられる。
他の態様において、ヒト腫瘍に対する免疫療法応答を評価するために、マウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウスモデル、またはこれらの任意の組み合わせ)が使用される。したがって、本明細書では、ヒト腫瘍を有するマウスモデルに作用物質を投与することと、マウスにおけるヒト自然免疫系に対するおよび/または腫瘍に対する作用物質の効果を評価することとを含む方法が提供される。作用物質の効果は、ヒト自然免疫細胞(例えば、T細胞および/または樹状細胞)応答、ヒト適応免疫応答(例えば、抗体産生)および/または腫瘍細胞応答(例えば、細胞死、細胞シグナル伝達、細胞増殖など)を測定することによって評価され得る。いくつかの態様において、作用物質は抗癌剤である。
さらに他の態様において、感染性微生物に対するヒト免疫応答を評価するために、マウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウスモデル、またはこれらの任意の組み合わせ)が使用される。したがって、本明細書では、マウスモデルを感染性微生物(例えば、細菌および/またはウイルス)に曝露すること、およびヒト免疫応答に対する感染性微生物の影響を評価することを含む方法が提供される。感染性微生物の影響は、ヒト自然免疫細胞(例えば、T細胞および/または樹状細胞)応答(例えば、細胞死、細胞シグナル伝達、細胞増殖など)およびヒト適応免疫応答(例えば、抗体産生)を測定することによって評価され得る。これらの方法は、マウスに薬物または抗微生物剤(例えば、抗菌剤または抗ウイルス剤)を投与すること、および感染性微生物に対する薬物または抗微生物剤の効果を評価することをさらに含み得る。
さらなる態様において、組織移植に対するヒト免疫応答を評価するために、マウスモデル(例えば、NSGF、NSGF6、NSGFT、NSGFLもしくはSGM3Fマウスモデル、またはこれらの任意の組み合わせ)が使用される。したがって、組織(例えば、同種異系組織)をマウスモデルに移植すること、およびヒト自然免疫応答に対する移植された組織の影響を評価することを含む方法が本明細書で提供される。移植された組織の影響は、移植された組織に対するヒト自然免疫細胞(例えば、T細胞および/または樹状細胞)応答(例えば、細胞死、細胞シグナル伝達、細胞増殖など)およびヒト適応免疫応答(例えば、抗体産生)を測定することによって評価され得る。
実施例
マウスFlt3KOは、ヒトDCのためのスペースを作り出し、受容体リガンドFlt3Lをヒト細胞に利用可能とすることによって、ヒトCD34HPCの移植時のヒト骨髄系細胞の発達を改善する。SGM3マウスと本明細書で作製されたNSGFマウスを対照比較することによって、いくつかの類似性が明らかになったが、2つの系統間の実質的な差異も明らかになった。例えば、(1)NSGFマウスは、臍帯血および成人骨髄HPCの移植時にヒト造血を支える;(2)NSGFマウスはヒトDCサブセットの分化を支える;(3)hSGM3マウスはヒト抗体価を生成することができる。これらの結果は、本発明者らが2つの系統を交雑させて新規な系統SGM3Fを作製する動機となった。本発明者らの研究は、ワクチン接種時に、hSGM3Fマウスが、ヒト骨髄系細胞に起因し得る結果である抗体応答の生成を支えることを示しているので、したがって、hSGM3Fマウスは、改善されたモデルへの一歩となる。これに沿って、本発明者らは、CRISPR技術を使用して複数の改善された免疫不全マウスを作製した。各系統のマウスを交雑することによって、本発明者らは、ヒト免疫細胞の様々なサブセットを発達させる能力を有するマウスモデルを得るために、およびヒトHPCでの再構成時に特異的免疫応答を開始するために、ヒト導入遺伝子の様々な特徴を組み合わせることを目的とする。
実施例1.NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl-Flt3em1Akp(NSGF)マウスモデル
Flt3は、樹状細胞および単球系統の発達に重要な受容体である。Flt3L-Flt3シグナル伝達は、様々なDCおよび単球系統の発達にとって重要であり(Dingら、2014;Ginhouxら、2009;McKennaら、2000;Waskowら、2008)、その役割は、マウスおよびヒトにおけるインビボでのFlt3Lの投与後の循環通常型(c)DCおよび形質細胞様(p)DCの増加によってさらに裏付けられる(Karsunkyら、2003;Maraskovskyら、1996;Pulendranら、2000)。マウスFlt3をノックアウトすることは、1.マウスDCおよび他の骨髄系細胞の減少;および2.ヒト細胞への(ヒト受容体を介して作用することができる)マウスFlt3Lの利用可能性の増大をもたらすことができ、それにより、ヒトCD34+HPCの移植に際するヒト骨髄系細胞の長期発達を改善する。したがって、本発明者らは、CRISPR/Cas系を使用して、NSG背景でFlt3KOマウスを作製した。エクソン3に染色体欠失を有するファウンダーマウスをNSGに対して戻し交配し、近親交配させてホモ接合性Flt3-/-対立遺伝子を得て(図1A)、NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl-Flt3em1Akpマウス(NSGF)を得た。Flt3遺伝子型は、363bp産物を有するPCRおよびサンガー配列によって確認された(図1B)。一貫して、本発明者らは、骨髄細胞におけるマウスFlt3発現の減少(図1C~1D)および血漿中のマウスFlt3Lの量の増加(図1E)を観察した。マウスDC発達に対するFlt3KOの影響を確認するために、本発明者らは、PDCA-1pDC、CD11ccDCを含むマウスDCの異なるサブセットを分析した。マウスcDCを、骨髄および脾臓におけるCD11bまたはCD8サブセットと、肺におけるCD103サブセットとにさらに分けた。(図2A)。この目的のために、本発明者らは、FACSによって、年齢および性別が一致するNSGマウスと比較して、NSGFマウスの骨髄、脾臓および肺におけるDCサブセットの80~90%の減少を観察した(図2A~2B)。これは、免疫蛍光染色による脾臓におけるマウスMHCクラスII(I-Ag7)+細胞の欠乏によってさらに確認された(図2C)。全体として、本発明者らのデータは、NSGFマウスにおけるマウスFlt3の機能的欠失を確認した。
1つの疑問は、マウスDCの欠失がヒト生着を改善し、ヒトDCのための「スペース」を生成するかどうかであった。この目的のために、致死量未満で放射線照射されたNSGFマウスに、1×10個の胎児肝臓CD34HPCを移植し、移植後の異なる時点において、ヒト細胞の生着を血液中で測定した(図3A)。図3Bに示されるように、ヒト化(h)NSGFマウスは、FACSによって、移植後に、CD14単球、CD19B細胞、CD3T細胞を含むヒト細胞の異なる系列とともに、血液中でヒトCD45免疫細胞のより高い再構成を可能にした(図3C)。さらに、本発明者らは、マウスMHCクラスII(I-Ag7細胞の欠如、および脾臓におけるHLA-DR細胞の発達、およびDCの形態を有する小腸の粘膜固有層中のHLA-DR細胞の存在によって、ヒトDCを有する粘膜組織の定着も観察した(図3D)。非胎児HPCの生着を支える能力を試験するために、本発明者らは、新生児マウスまたは4週齢マウスに致死量未満で放射線照射し、臍帯血または成人骨髄からの1×10個のCD34+HPCを移植した(図3E~3F)。hNSGFマウスは、血中におけるCD33+骨髄系細胞およびCD3T細胞の両方のわずかな増大を伴った、移植後12週でのhCD45生着の増強を実証する(図3E)。さらに、成人骨髄HPCを限定した数(1×10)で移植されたhNSGFマウスは、血中におけるhCD45生着の有意な改善を示した(図3F)。改善は、血液中のhCD45細胞の百分率および絶対細胞数に反映された(図3F)。したがって、マウスFlt3ノックアウトは、マウスDCの減少およびヒト細胞へのマウスFlt3リガンドの利用可能性の増大をもたらし、それにより、ヒトCD34造血前駆細胞の移植に際するヒト骨髄系細胞の長期発達を改善した。
マウスモデルの作製:Cas9mRNAおよびNSGマウス(NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ;RRID:IMSR JAX:005557)の受精卵中のマウスFlt3のエクソン3を標的とするsgRNA(5’-AAGTGCAGCTCGCCACCCCA-3’、配列番号5)を使用するCRISPRによって、マウスFlt3ノックアウトマウス(NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl-Flt3em1Akp)を作製した。注入された胚に由来する胚盤胞を代理母に移植し、新生仔を得た。ヌル欠失を有するマウスをNSGに戻し交配した。F0およびF1同腹仔の尾部の先端を切除し、PCRおよびサンガー配列決定によって遺伝子ノックアウトの成功について試験した。変異対立遺伝子からマウスFlt3野生型(WT)対立遺伝子を検出するために、PCR反応において、フォワードプライマー(5’-GGTACCAGCAGAGTTGGATAGC-3’、配列番号12)およびリバースプライマー(5’-ATCCCTTACACAGAAGCTGGAG-3’、配列番号13)を使用した(表2)。WT対立遺伝子は799bp長のDNA断片を生じるのに対して、変異した対立遺伝子は363bp長のDNA断片を生じる。
実施例2.NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl-Flt3em1AkpIl6em1(IL6)Akp(NSGF6)マウスモデル
IL6は、HPC維持(Encabo,Mateu,Carbonell-Uberos,&Minana,2003)および活性化されたB細胞の抗体産生形質細胞への分化(Jegoら、2003;Nurievaら、2009)に不可欠である。現行のNSGをベースとするヒト化マウスを改良するために、本発明者らは、NSGFマウス中のマウスオルソログを置き換えるヒトIL6ノックインを作製した。この目的のために、本発明者らは、Cas9mRNA、マウスIl6遺伝子中の開始コドンおよび終止コドンに隣接するsgRNA、ならびに5’および3’マウスIl6相同配列によって隣接される4,308bpのヒトIL6遺伝子(開始コドンから停止コドンまで、すべてのエクソン/イントロン配列を保持)を包含するドナープラスミドテンプレートを使用して、接合子においてCRISPR-Cas9遺伝子ターゲティングを使用した。最初に、ヒトIL6のイントロン3および5領域に対して特異的に設計されたPCRアッセイを用いて、潜在的なファウンダーマウスを選択した。ヒトIL6がマウスIl6遺伝子座に正しく標的化されたかどうかを決定するために、本発明者らは、5’および3’接合部(一方のプライマーは、マウスゲノム中に、ただし、ドナープラスミド相同アームの外に固定され、他方のプライマーは、ヒトIL6遺伝子内に固定される)ならびに2つの相同アーム間の全長配列(KIでは8.4kb、野生型マウスでは10.5kbと予想される)を標的とする長距離PCRアッセイを開発した(図4A)。これらのPCR産物の配列決定により、ヒトIL6の適切な標的化が確認された。さらに、本発明者らは、ランダムまたはマルチコピーターゲティング事象から正しいオンターゲットな単一コピー組み込み事象を識別するためにプラスミドドナー配列の非存在も確認した(図4A)。ヒトIL6KIのオンターゲット単一コピー組み込み事象を有する5匹のファウンダーマウスを同定した(図4A)。ヒトIL6ノックイン(配列番号2)を有するファウンダーマウスを交雑させてホモ接合動物を作製し、NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl-Flt3em1AkpIl6em1(IL6)Akpマウス(NSGF6)を得た。ヒトIL6が忠実に発現されるかどうかを決定するために、本発明者らは、20μgのLPS IPを2時間与えられた後のマウスでELISAによって血清中のヒトIL6産生を測定した。本発明者らは、IL6m/hおよびIL6h/h遺伝子型を有するマウスの血清中に高レベルのヒトIL6を見出したが、IL6m/m遺伝子型には見出さなかった(図4B)。1つの疑問は、ヒトIL6ノックインが、異なるタイプのHPCの移植後にヒト生着を改善し得るかどうかであった。評価するために、NSGマウスおよびNSGF6マウスの両方に、滴定量の臍帯血HPCを移植した。より多数のHPCを移植されたマウスの両系統で同等の生着が見出されたが、少数のHPCを移植された場合、hNSGF6マウスは、より多くの生着を生じた(図4C)。これと一致して、成人骨髄HPCを限定した数(1×10)で移植されたhNSGF6マウスは、血中におけるhCD45+生着の有意な改善を示した(図4D)。次に、hNSGF6マウスにおける造血の発達を測定した。著しくより多数の総単球が脾臓および肺に見られた(図4E~4F)。さらに、より多数のCD14+CD16+中間的およびCD14lowCD16+非古典的単球の両方が脾臓および肺中に見出され(図4G)、ヒトIL-6がCD16+単球の発達のために重要であることが示唆された。さらに、ヒトIL6ノックインが、ヒト化マウスにおける濾胞性ヘルパーT(Tfh)細胞の分化および抗体産生を改善するかどうかを評価した。この目的のために、脾臓中のCXCR5+PD1+CD4+Tfh細胞をFACSによって測定した(図4H)。図4Iに示されるように、CXCR5+PD1+CD4+Tfh細胞の有意な増加がhNSGF6マウスの脾臓において見出された。Tfhの増加と合致して、血漿中の有意により多量の総ヒトIgM、IgGおよびIgAが見出された(図4J)。要約すると、データは、ヒトIL6ノックインを有するヒト化マウスが、ヒトHPCの移植時に機能的なヒト生着を改善することを実証している。
マウスモデルの作製:ヒトIL6ノックインマウス(NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl-Flt3em1AkpIl6em1(IL6)Akp)を、CRISPR/cas系を使用して作製した。Cas9mRNA、マウスIl6を標的とするsgRNA(5’-AGGAACTTCATAGCGGTTTC-3’、配列番号6および5’-ATGCTTAGGCATAACGCACT-3’、配列番号7)および組換えヒトIL6DNAを、受精したNSGF卵母細胞(NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1WjlFlt3em1Akp)中に同時注入した。相同組換えを介して、エクソン1およびエクソン5中にヒトIL6を挿入した。ヒトIL6を保有する得られたファウンダーを2世代にわたってNSGFマウスに交配し、その後、すべての子孫がIl6を標的とした変異についてホモ接合になるまで同系交配した。PCR反応による遺伝子型のために使用されるプライマーを表2に列記した。
実施例3.NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl-Flt3em1AkpTslpem3(TSLP)Akp(NSGFT)マウスモデル
胸腺間質性リンパ球新生因子(TSLP)は、種特異的なサイトカインであり、種特異的な機能を示す(Hanabuchi,Watanabe,&Liu,2012)。ヒトTSLPは、ナイーブT細胞の増殖を誘導し、Th2分化、Treg発達を推進する(Hanabuchiら、2010;Itoら、2005;Luら、2009)。CD4T細胞に対して直接作用するIL-7とは対照的に、TSLPは、ヒトDCを介して間接的にT細胞恒常性を媒介する(Luら、2009)。T細胞の発達および分化を改善するために、本発明者らは、ヒトTSLPノックインを作製して、NSGFマウス中のマウスTslpを置き換えた。CRISPR/cas系を使用して、Cas9mRNA、マウスTslp遺伝子中の開始コドンおよび終止コドンに隣接するsgRNA、ならびに5’および3’マウスTslp相同配列によって隣接されるヒトTSLP遺伝子(開始コドンから停止コドンまで、すべてのエクソン/イントロン配列を保持)を包含するドナープラスミドテンプレートを受精したNSGF卵母細胞に注入した。相同組換えを介して、エクソン1およびエクソン5中にヒトTSLPを挿入した。ヒトTSLPがマウスTslp遺伝子座に正しく標的化されたかどうかを決定するために、本発明者らは、5’および3’接合部(一方のプライマーは、マウスゲノム中に、ただし、ドナープラスミド相同アームの外に固定され、他方のプライマーは、ヒトTSLP遺伝子内に固定される)を標的とする長距離PCRアッセイを開発した。これらのPCR産物の配列決定により、ヒトTSLPの適切な標的化が確認された。ヒトTSLP KI(配列番号3)を有する2匹ファウンダーマウスを同定した(図5A)。ヒトTSLPを保有する得られたファウンダーをNSGFマウスに交配し、次いで、すべての子孫がTSLPを標的とした変異についてホモ接合になるまで同系交配して、NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl-Flt3em1AkpTslpem3(TSLP)Akp(NSGFT)を得た。ヒトTSLPが機能的であるかどうかを決定するために、本発明者らは、50ng/mLのPMAおよび1μg/mLのイオノマイシンで18時間刺激された肺の上清中で、ヒトTSLP産生をエクスビボで測定した。本発明者らは、ホモ接合のヒトTSLP対立遺伝子を有するマウスの肺による様々なレベルのヒトTSLP産生を見出したが、野生型対立遺伝子を有するマウスでは見出さなかった(図5B)。ヒト化に対するTSLP KIの効果を試験するために、致死量未満で放射線照射された新生NSGFTマウスに1×10個の臍帯血CD34HPCを移植し、ヒト細胞の生着を移植後12週に血液中で測定した。図5Cに示されるように、ヒト化(h)NSGFTマウスは、血液中のヒトCD3T細胞のより高い再構成を可能にしたが、全体的なhCD45生着に差は見られなかった。
マウスモデルの作製:CRISPR/cas系を使用して、ヒトTSLPノックインマウス(NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl-Flt3em1AkpTslpem3(TSLP)Akp)を作製した。Cas9mRNA、マウスTslpを標的とするsgRNA(5’-CCACGTTCAGGCGACAGCAT-3’、配列番号8および5’-TTATTCTGGAGATTGCATGA-3’、配列番号9)および組換えヒトTSLP DNAを、受精したNSGF卵母細胞(NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1WjlFlt3em1Akp)中に同時注入した。相同組換えを介して、エクソン1およびエクソン5中にヒトTSLPを挿入した。ヒトTSLPを保有する得られたファウンダーは、NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1WjlFlt3em1Akpマウスに交配され、その後、すべての子孫がTSLPを標的とした変異についてホモ接合になるまで同系交配された。PCR反応による遺伝子型のために使用されるプライマーを表2に列記した。
実施例4.NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl-Flt3em1Akp-Ltbrem1(LTBR)Akp(NSGFL)マウスモデル
濾胞樹状細胞(FDC)は、リンパ濾胞およびB細胞応答の発達に不可欠である(Futtererら、1998)。Rag2-/--γc-/-マウスの血管周囲領域中のPDGFRbMfge8FDC前駆体は、リンパ球再構成を介してリンホトキシンβ受容体(LTBR)の活性化時に成熟FDCに分化し得る(Krautlerら、2012)。したがって、本発明者らは、NSGFマウス中のマウスLtbrを置き換えるために、ヒトLTBRノックインを作製した。この目的のために、本発明者らは、Cas9mRNA、マウスLtbr遺伝子のエクソン1および2に隣接するsgRNA、ならびに5’および3’マウスLtbr相同配列によって隣接される合成ヒトLTBRミニ遺伝子(すべてのエクソンおよびイントロン1配列、その後にbGHpA STOPカセットを有するNM_002342をコードする)を包含するドナープラスミドテンプレートを使用して、接合子においてCRISPR-Cas9遺伝子ターゲティングを使用した(図6A)。相同組換えを介して、エクソン1およびエクソン2中にヒトLTBRを挿入した。ヒトLTBRがマウスLtbr遺伝子座に正しく標的化されたかどうかを決定するために、本発明者らは、5’および3’接合部(一方のプライマーは、マウスゲノム中に、ただし、ドナープラスミド相同アームの外に固定され、他方のプライマーは、ヒトLTBR遺伝子内に固定される)ならびに2つの相同アーム間の全長配列を標的とする長距離PCRアッセイを開発した。これらのPCR産物の配列決定により、ヒトLTBRの適切な標的化が確認された。ヒトLTBR KI(配列番号4)のオンターゲット組込み事象を有する2匹のファウンダーマウスを同定した。ヒトLTBRノックインを有するファウンダーマウスを交雑してホモ接合動物を作製し、NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl-Flt3em1Akp-Ltbrem1(LTBR)Akp(NSGFL)を得た。ヒトLTBRが発現されているかどうかを決定するために、本発明者らは、骨髄細胞におけるLTBRの表面発現を測定し、LTBRm/hおよびLTBRh/hを有するマウスでヒトLTBRの発現を観察したが、LTBRm/mを有するマウスでは観察しなかった(図6B)。ヒト化に対するLTBR KIの効果を試験するために、致死量未満で放射線照射された新生NSGFLマウスに1×10個の臍帯血CD34HPCを移植し、ヒト細胞の生着を移植後12週に血液中で測定した。図6Cに示されるように、ヒト化NSGFLマウスは、異なる免疫サブセットの分化を伴った、移植後12週での血液におけるヒトCD45免疫細胞の再構成を可能にした。
マウスモデルの作製:CRISPR/cas系を使用して、ヒトLTBRノックインマウス(NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl-Flt3em1Akp-Ltbrem1(LTBR)Akp)を作製した。Cas9mRNA、マウスLtbrを標的とするsgRNA(5’-GCTCGGCTGACCAGACCGGG-3’、配列番号10および5’-GAGCCACTGTTCTCACCTGG-3’、配列番号11)ならびに5’および3’マウスLtbr相同配列がによって隣接された合成ヒトLTBRミニ遺伝子(すべてのエクソンおよびイントロン1配列、その後にbGHpA STOPカセットを有するNM_002342をコードする)を、受精したNSGF卵母細胞(NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1WjlFlt3em1Akp)中に同時注入した。相同組換えを介して、エクソン1およびエクソン2中にヒトLTBRを挿入した。ヒトLTBRを保有する得られたファウンダーは、NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1WjlFlt3em1Akpマウスに交配され、その後、すべての子孫がLTBRを標的とした変異についてホモ接合になるまで同系交配された。PCR反応による遺伝子型のために使用されるプライマーを表2に列記した。
実施例5.NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl-Flt3em1AkpTg(CMV-IL3、CSF2、KITLG)1Eav/MloySzJ(NSG-SGM3-Flt3KO、SGM3F)マウスモデル
マウスおよびヒトのサイトカインおよびサイトカイン受容体の間での限られた生物学的交差反応性は、ヒト自然免疫系、特に単球、マクロファージおよび好中球の発達を抑制する。トランスジェニックまたはノックインヒト遺伝子のいずれかを介してヒトサイトカインを発現させるための努力がなされてきた(Rathinamら、2011;Rongvauxら、2014;Willingerら、2011)。免疫不全マウスの1つのこのような変異型は、ヒト幹細胞因子(SCF)、顆粒球マクロファージ-コロニー刺激因子(GM-CSF)およびインターロイキン(IL)-3のトランスジェニック発現を有するNSGマウス(NSG-SGM3、SGM3)をベースとする(Nicoliniら、2004;Wunderlichら、2010)。初期の研究は、hCD34HPCが移植されると、これらのマウスは、非トランスジェニックの対応動物と比較して、ヒト免疫細胞、特にCD33骨髄系細胞およびCD4Foxp3制御性T細胞の発達を効率的に支援することを実証した(Billerbeckら、2011)。骨髄系の発達をさらに促進するために、本発明者らは、Flt3変異マウス(NSGF)とSGM3マウスを交雑して、NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl-Flt3em1AkpTg(CMV-IL3、CSF2、KITLG)1Eav/MloySzJ(NSG-SGM3-Flt3KO、SGM3F)マウスを得た。ヒト免疫系の生着を支えるそれらの能力を試験するために、本発明者らは、致死量未満で放射線照射され、臍帯血または成人骨髄からの1×10個のCD34HPCが移植された免疫不全マウスの4つの系統:NSG、NSGF、SGM3、SGM3Fマウスを比較した。マウスの4つの系統すべてが臍帯血HPCを支えるが、hSGM3Fマウスは、血液中のCD33+骨髄系細胞およびCD3T細胞の両方の拡大を伴って、移植後12週で優れたhCD45生着を示す(図7A)。対照的に、限定した数(1×10)で成人骨髄HPCを移植されたhNSGF、hSGM3およびhSGM3Fマウスのみが、血中においてより高いhCD45+生着を示した(図7B)。改善は、本発明者らが血液中でより高い百分率のCD14単球およびCD3T細胞を観察したhSGM3Fにおいて特に顕著であった(図7B)。
次に、本発明者らは、異なる系統のヒト化マウスにおけるCD66b顆粒球性、CD14単球性骨髄系細胞およびDCを含む骨髄系区画の発達を比較した。マウスの4つの系統すべてが骨髄中の異なる骨髄系細胞の分化を支えるが、hSGM3FマウスはCD14およびDCのより高い拡大増殖を示す(図8A)。より重要なことに、本発明者らは、脾臓においてCD14およびCD66b細胞の両方のより高い百分率を観察した(図8A)。注目すべきことに、CD66b細胞はhNSGおよびhNSGFには存在せず、CD66b細胞の発達におけるヒトSCF/GM-CSF/IL-3サイトカインの重要な役割を示唆している。ヒトDCはCD303pDCおよびCD11ccDCを構成し、これらはさらにCD1c+またはCLEC9A+サブセットに分けられた。ヒトDC発達の分析により、hSGM3およびhSGM3Fの両マウスのマウス骨髄におけるcDCの有意な増加が明らかになったのに対して、hSGM3Fマウスの脾臓ではpDCの有意な減少およびcDCの増加が観察された(図8B)。pDCはhNSGFにおいて有意に増加したが、hSGM3において減少したので、hSGM3FにおけるpDCの減少は、他の細胞サブセットを犠牲にして未成熟骨髄系細胞の発達を促進するヒトIL3/CSF2/KITLG導入遺伝子に主に起因するものであり得る。hSGM3およびhSGM3Fマウスの両方の脾臓で見出された、hNSGまたはhNSGFマウスよりも古典的CD1ccDCの割合がより小さいcDCのサブセットにおいて、同様の効果が観察された(図8C)。さらに、本発明者らは、hNSGFおよびhSGM3Fマウスにおいて、DCの形態を有する小腸の粘膜固有層中のHLA-DR細胞の存在によって、ヒトDCを有する粘膜組織の定着も観察した(図8D)。全体として、本発明者らのデータは、ヒト化マウスにおけるヒトDC発達に対するマウスFlt3KOおよびヒトIL3/CSF2/KITLG導入遺伝子の生物学的効果を示唆している。
胸腺では、hNSGおよびhNSGFマウスにおいて、ヒトCD3胸腺細胞の大部分がCD4およびCD8に関して二重陽性であったが、hSGM3マウスとhSGM3Fマウスの両方で、より高い百分率の単一陽性CD4またはCD8胸腺細胞が見られた(図9A~9B)。これは、成熟した胸腺細胞の潜在的なより高い出力を示唆しており、本発明者らがhSGM3マウスおよびhSGM3Fマウスの血液中により多くのCD3T細胞を見出したことと一致する(図7)。移植後20週に、本発明者らは、脾臓において、hSGM3マウスとhSGM3Fマウスの両方でわずかにより高いCD4:CD8T細胞比を観察した(図9C)。重要なことに、CD45RA+/-CCR7エフェクターT細胞の割合は、CD4T細胞およびCD8T細胞の両方について、hNSGFマウスでは減少したが、hSGM3およびhSGM3Fマウスでは増加し、ただし、後者では程度はより低かった(図9D)。その結果、CD45RACCR7ナイーブT細胞の割合は、hSGM3およびhSGM3Fマウスにおいて大きく減少した(図9D)。全体として、本発明者らのデータは、SGM3Fマウスにおける優れたヒト生着を示唆する。
最後に、本発明者らは、ワクチン接種に対する抗体応答を開始するヒト化マウス株の能力を探索することを試みた。本発明者らはまず、ヒト化マウスの血漿中の異なる免疫グロブリン(Ig)アイソタイプのレベルを測定した。hNSGおよびhNSGFは、血漿中にヒトIgGおよびIgAをほとんど有さなかったが、hSGM3およびhSGM3Fは、より高いレベルの異なるIgアイソタイプを有し(図10A)、効率的なIgクラススイッチおよびT細胞依存性応答の能力を示唆した。次に、本発明者らは、移植後17、20、および23週目に、異なる系統のヒト化マウスにミョウバンアジュバントを添加したTdap/KLHワクチンIP/SCを接種した(図10B)。hSGM3Fマウスでは、ワクチン接種された3匹のマウスのうち3匹がKLHに対する特異的IgGを産生し、特異的抗体は3回目のワクチン接種の6週後でもなお検出可能であった(図10B)。さらに、本発明者らは、移植後17週および20週に、ヒト用量の1/10のFluzone IV/IPをさらなるマウスにワクチン接種した。2回目のワクチン接種の10日後に、本発明者らは、hSGM3Fマウスにおいて、ワクチン接種された4匹のマウスのうち2匹がFluzoneに対する特異的IgGを産生したことを観察した(図10C)。より重要なことには、4匹のhSGM3Fマウスのうち1匹が、赤血球凝集抑制アッセイによって測定されたところ、ワクチン株の1つであるH1N1FluA/Cal9ウイルスに対する中和抗体を産生したが、インフルエンザBウイルスに対する中和抗体は産生しなかった(図10C)。要約すると、本発明者らのデータは、hSGM3Fマウスにおけるヒト免疫系の顕著な機能的改善を示す。
マウスモデルの作製:NSG-SGM3マウス(NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1WjlTg(CMV-IL3、CSF2、KITLG)1Eav/MloySzJ;RRID:IMSR Jackson Lab Stock #013062)をNSGFマウスに交雑することによって、NSG-SGM3-Flt3koまたはSGM3Fマウス(NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl-Flt3em1AkpTg(CMV-IL3、CSF2、KITLG)1Eav/MloySzJ)を作製し、すべての子孫がホモ接合になるまで同系交配した。NSG-SGM3マウスは、それぞれがヒトインターロイキン-3(IL-3)遺伝子、ヒト顆粒球/マクロファージ刺激因子(GM-CSF)遺伝子またはヒトSteel因子(SF)遺伝子のうちのいずれかを有するように設計された3つの別個の導入遺伝子を有した。各遺伝子の発現は、ヒトサイトメガロウイルスのプロモーター/エンハンサー配列によって駆動され、その後にヒト成長ホルモンカセットおよびポリアデニル化(ポリA)配列が続く。受精したC57BL/6xC3H/HeN卵母細胞中に導入遺伝子を微量注入した。3つすべての導入遺伝子(3GS)を有する得られたファウンダーは、数世代にわたってBALB/c-scid/scidマウスに戻し交配され、その後、少なくとも11世代にわたってNOD.CB17-Prkdcscidマウスに戻し交配された。これらのマウスは、NSGマウス(NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl;RRID:IMSR JAX:005557)に交配され、次いで、すべての子孫が3GSおよびIL2rgを標的とした変異についてホモ接合になるまで同系交配された。The Jackson Laboratoryに到着したら、トランスジェニックマウスをNSGマウスに一世代交配させて、NSG-SGM3マウスを樹立した。CRISPR/cas系を使用して、NSGFマウスを作製した。Cas9mRNAおよびマウスFlt3を標的とするsgRNAは、受精したNSG卵母細胞中に同時注入された。Flt3欠失を有する得られたファウンダーは、NSGマウスに交配され、次いで、すべての子孫がFlt3を標的とした変異についてホモ接合になるまで同系交配された。
表1.マウス系統のリスト。
表2.マウス遺伝子型のためのPCRプライマーのリスト。
追加の材料および方法
ヒト化マウス
The Jackson Laboratory(Bar Harbor、ME)から入手したNSGバックグラウンドのマウスの異なる系統に対してヒト化マウスを作製した。すべてのプロトコルは、The Jackson Laboratory(14005)およびUniversity of Connecticut Health Center(101163-0220&101831-0321;Farmington,CT)の動物実験委員会によって検討され、承認された。4週齢でガンマ線照射を用いて、致死量未満の放射線(体重1グラム当たり10cGy)をマウスに照射した。胎児肝臓または正期臍帯血からの10万個のCD34HPC(Advanced Bioscience ResourcesまたはLonza)を、200μLのPBS中で尾静脈静脈内(IV)注射によって与えた。あるいは、マウスには、示されるように骨髄からの成人CD34HPC(Lonza)が与えられた。生着を評価するために、HPC移植後4~12週でマウスを採血し、個々の実験計画に従って安楽死させた。
フローサイトメトリー分析
マウスを安楽死させ、血液をヘパリンで採取した。骨(大腿骨および脛骨)、脾臓および肺を収集して単一細胞懸濁液を作製した。50μg/mlのLiberase(Roche Diagnostics,Indianapolis,IN)および24U/mLのDNaseI(Sigma)で、脾臓を37℃で10分間消化した。50μg/mlのLiberaseおよび24U/mLのDNaseI(Sigma)で、肺を37℃で30分間消化した後、GentleMACS(Miltenyi Biotec)で機械的に解離させた。まず、マウスFcブロッカー(BD)で細胞を処置し、次いで、抗体カクテルで氷上にて30分間染色した。PBSで2回洗浄した後、LSRIIまたはFACSARIA II(BD)で試料を取得し、FlowJoソフトウェア(Tree Star,Ashland,OR)で分析した。マウスFlt3の発現のために、マウスCD45-BV650(30-F11、BD)およびFLT3-BV421(A2F10.1、BD)に対する抗体で細胞を染色した。ヒトLTBRの発現のために、マウスCD45-BV650(30-F11、BD)およびヒトLTBR-PE(31G4D8、BD)に対する抗体で細胞を染色した。マウスDCの分析のために、マウスCD45-BV650(30-F11、BD)、CD3-PE-CF579(145-2C11、BD)、CD19-PE-CF579(ID3、BD)、CD103-PerCP-Cy5.5(M290、BD)、F4/80-PE-Cy7(F4/80、BD)、Gr1-PO(RB6-8C5、BD)、IAg7-FITC(10-2-16、BD)、CD11c-V450(HL3、BD)、CD172a-PE(P84、BD)、CD8-PE(53-6.72、BD)およびPDCA-1-APC(927、Biolegend)に対する抗体で細胞を染色した。血液中でのヒト生着のために、マウスCD45-BV650(30-F11、BD)およびヒトCD45-BV510(HI30、BD)、CD33-PE(P67.6、Biolegend)、CD14-PE-Cy7(MqP9、BD)、CD19-APC(HIB19、Biolegend)およびCD3-APC-H7(SK7、BD)に対する抗体で細胞を染色した。ヒト免疫細胞表現型のために、ヒトCD1c-PerCPCy5.5(L161、Biolegend)、CLEC9A-PE(8F9、Biolegend)、CD303-FITC(AC144、Miltenyi Biotec)、HLA-DR-APC-eFour780(LN3、Thermofisher)、CD11c-V450(B-ly6、BD)、CD66b-FITC(G10F5、BD)、CD8-ECD(SF121Thy2D3、Beckman Coulter)、CD4-BUV395(SK3、BD)、CD45RA-PerCPCy5.5(HI100、BD)およびCCR7-PE-Cy7(3D12、BD)に対する抗体を含む追加の抗体を使用して骨髄、脾臓および胸腺を染色した。
免疫蛍光染色
組織をOCT(Sakura Finetek U.S.A.)に包埋し、液体窒素中で急速凍結した。凍結切片を6μmで切断し、Superfrostを加えたスライド上で風乾し、冷アセトンで5分間固定した。まず、0.03%ヒアルロニダーゼ(Sigma)で組織切片を15分間処置した後、Background BusterおよびFc Receptor Block(Innovex Bioscience)で処置した。次いで、マウスI-Ag7に対するモノクローナル抗体(10.2.16、BD)、ヒトCD3に対するモノクローナル抗体(UCHT1、Biolegend)、CD4に対するモノクローナル抗体(RPA-T4、Biolegend)、CD8に対するモノクローナル抗体(RPA-T8、BD)、CD11cに対するモノクローナル抗体(S-HCL-3、BD)またはHLA-DRに対するモノクローナル抗体(L243、Biolegend)で、切片を室温で1時間染色した後、アイソタイプ特異的な二次抗体で、室温で30分間染色した。それぞれのアイソタイプ抗体を対照として使用した。最後に、1μg/mlの4’、6-ジアミジノ-2-フェニルインドール(DAPI)で切片を対比染色し、Fluoromount(Thermo Fisher Scientific)を載せ、Leica LAS AF2.0ソフトウェアを備えたLeica SP8共焦点顕微鏡またはZENソフトウェアを備えたZeiss Axio蛍光顕微鏡を使用して可視化した。
ELISA
製造プロトコルに従ってELISAキットを用いて、サイトカイン産生を測定した。マウスFlt3Lについては、WTおよびFlt3-KOマウスの両方からの血漿を、R&D systemsからのマウスFlt3L ELISA Duo Setで試験した。ヒトIL6については、20μgのLPS(Invivogen)IPで2時間処置されたWTおよびIL6-KIマウスの両方からの血漿を、BiolegendからのヒトIL6 ELISA MAX Deluxe Setで試験した。ヒトTSLPについては、WTおよびTSLP-KIマウスの両方からのマウス肺を、50ng/mLのPMA(Sigma)および1μg/mLのイオノマイシン(Sigma)で18時間エクスビボで刺激し、BiolegendからのヒトTSLP ELISA Max Deluxe Setを用いて培養上清中のヒトTSLPを測定した。総ヒトIgM、IgGおよびIgAについては、血漿試料をヒトIgM、IgGおよびIgA ELISAキット(Bethyl Laboratories)で試験した。KLH特異的ヒトIgGについては、ELISAプレートを10μg/mLの精製されたKLH(Thermo Fisher Scientific)でコーティングし、Human IgG ELISAキットで検出した。Fluzone特異的ヒトIgGについては、ELISAプレートをFluzone(2015-2016シーズン、Sanofi)でコーティングし、Human IgG ELISAキットで検出した。
赤血球凝集抑制アッセイ
赤血球凝集抑制(HAI)アッセイを実施して、血清中の抗ウイルス抗体を検出および定量した。まず、血清(すべての試験血清および陽性対照としての参照ヒト血清を含む)の50μlの一定分量を受容体破壊酵素(Sigma)で、37℃で16~18時間処置した。次いで、血清を56℃に30分間加熱して酵素活性を除去し、200μlの1%ニワトリ赤血球(CRBC)と共に室温で30分間インキュベートして、血清中の非特異的赤血球凝集活性を除去した。希釈された試料(1/5希釈)を、1200rpmで10分間遠心分離することによって回収した。4HA単位を含有する50μlのインフルエンザウイルスと50μlの2倍連続希釈血清の混合物を、96ウェルU底プレート上で、2つ組で室温にて30分間インキュベートする。次いで、50μlの1%CRBCを各ウェル中に添加し、室温で45分間インキュベートした。HAI力価は、赤血球凝集をもたらさない最終希釈の逆数として定義された。
統計解析
統計解析は、Prism(GraphPad)で行った。任意の2つの群間の比較は、マン・ホイットニー検定または両側t検定を使用して解析した。任意の3またはそれを超える群間の比較は、分散分析(ANOVA)によって解析した。
配列
配列番号1、Flt3em1Akp
配列番号2、Il6em1(IL6)Akp
配列番号3、Tslpem3(TSLP)Akp
配列番号4、Ltbrem1(LTBR)Akp
配列番号5、マウスFlt3に対するgRNA、5’-AAGTGCAGCTCGCCACCCCA-3’
配列番号6~7、5’-AGGAACTTCATAGCGGTTTC-3’(配列番号6)および5’-ATGCTTAGGCATAACGCACT-3’(配列番号7)を含むマウスIl6に対するgRNA。
配列番号8~9、5’-CCACGTTCAGGCGACAGCAT-3’(配列番号8)および5’-TTATTCTGGAGATTGCATGA-3’(配列番号9)を含むマウスTslpに対するgRNA。
配列番号10~11、5’-GCTCGGCTGACCAGACCGGG-3’(配列番号10)および5’-GAGCCACTGTTCTCACCTGG-3’(配列番号11)を含むマウスLtbrに対するgRNA
配列番号12~13、5’-GGTACCAGCAGAGTTGGATAGC-3’(配列番号12)および5’-ATCCCTTACACAGAAGCTGGAG-3’(配列番号13)を含むマウスFlt3に対するPCRプライマー
配列番号14~17、5’-CATCTCCTGTGGGACCATTCTTC-3’(配列番号14)、5’-AGTGCAGGTTATCTCACTGTGG-3’(配列番号15)、5’-TTGGAACTGAACCCAAGTGTGC-3’(配列番号16)および5’-GGCTGTCCTCAGACCCAATC-3’(配列番号17)を含むヒトIL6に対するPCRプライマー
配列番号18~19、5’-GAAGTTTGTTGCTATGGAAGGGTC-3’(配列番号18)および5’-AGCGCAACGCAATTAATGTG-3’(配列番号19)を含むヒトIL6ドナーDNA骨格用のPCRプライマー
配列番号20~23、5’-CCTTCTCGTGTGAATAAGCTGC-3’(配列番号20)、5’-CTCATCAGCATCTGCACACTTAG-3’(配列番号21)、5’-CAGGGAGGTCTTGAAATCAGC-3’(配列番号22)および5’-CCAGGCTGTAGCATTTGGGTG-3’(配列番号23)を含むヒトTSLPに対するPCRプライマー。
配列番号24~27、5’-GTGAAATGTATCTAGGGCCGCTC-3’(配列番号24)、5’-TGCTCTGTCTCCGCTAGGTG-3’(配列番号25)、5’-AGAGGTTCAGAGTTGTTCTCAGG-3’(配列番号26)、および5’-ATGCGTCGGAGAACCAGACC-3’(配列番号27)を含むヒトLTBRに対するPCRプライマー。
参考文献
本明細書に開示されるすべての参考文献、特許および特許出願は、それぞれが引用されている主題に関して参照により組み入れられ、一部の事例では文書全体を包含し得る。
本明細書および特許請求の範囲で使用される不定冠詞「a」および「an」は、反対の意味が明確に示されていない限り、「少なくとも1つ」を意味すると理解されるべきである。
そうでないことが明確に示されていない限り、1より多くの工程または行為を含む本明細書で特許請求される任意の方法において、その方法の工程または行為の順序は、その方法の工程または行為が記述されている順序に必ずしも限定されないことも理解されたい。
特許請求の範囲および上記の明細書において、「含む(comprising)」、「含む(including)」、「保有する(carrying)」、「有する(having)」、「含有する(containing)」、「含む(involving)」、「保持する(holding)」、「構成される(composed of)」などのすべての移行句は、非限定的である、すなわち、含むが限定されないことを意味すると理解されるべきである。米国特許庁特許審査便覧セクション2111.03に記載されているように、「からなる(consisting of)」および「から本質的になる(consisting essentially of)」という移行句のみが、それぞれ限定的または準限定的な移行句であるものとする。
数値の前の「約」および「実質的に」という用語は、記載された数値の±10%を意味する。
値の範囲が提供されている場合、その範囲の上端と下端の間およびその範囲の上端と下端を含む各値が本明細書において具体的に企図され、記載される。

Claims (71)

  1. 不活性化されたマウスPrkdc対立遺伝子、不活性化されたマウスIL2rg対立遺伝子および不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含む非肥満糖尿病(NOD)マウス。
  2. 前記マウスが、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含むNOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ(NOD scidガンマ)マウスである、請求項1に記載のマウス。
  3. NOD scidガンママウス中のマウスFlt3対立遺伝子を不活性化することを含む、請求項2に記載のマウスを作製する方法。
  4. (a)NOD scidガンマ遺伝的背景および不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を有するファウンダーマウスを発生させることと;
    (b)不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子についてホモ接合の子孫マウスを作製するために前記ファウンダーマウスを同系交配することと;
    を含む、請求項1または2に記載のマウスを作製する方法。
  5. (a)Cas9mRNAまたはCas9タンパク質とマウスFlt3を標的とするgRNAとを受精したNOD scidガンマ卵母細胞中に同時注入することであって、マウスFlt3対立遺伝子は不活性化されている、ことと;
    (b)F1子孫マウスを作製するために、前記ファウンダーマウスをNOD scidガンママウスに交配することと;
    (c)前記不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子についてホモ接合であるF2子孫マウスを作製するために、前記F1子孫マウスを同系交配することと;
    を含む、請求項1または2に記載のマウスを作製する方法。
  6. 子孫マウスを作製するために、Prkdcscidについてホモ接合であり、Il2rgtm1Wjlについてホモ接合であり、およびFlt3em1Akpについてホモ接合である雌マウスを、Prkdcscidについてホモ接合であり、X連鎖Il2rgtm1Wjlについてヘミ接合であり、およびFlt3em1Akpについてホモ接合である雄マウスと交配させることを含む方法。
  7. 必要に応じて前記gRNAが配列番号5の配列を含む、マウスFlt3を標的とするgRNA。
  8. 必要に応じて前記マウス卵母細胞が受精されている、請求項7に記載のgRNAを含むマウス卵母細胞。
  9. Cas9mRNAおよび/またはCas9タンパク質をさらに含む、請求項8に記載のマウス卵母細胞。
  10. ヒト胸腺間質性リンパ球新生因子(TSLP)をコードする核酸をさらに含む、請求項1または2に記載のマウス。
  11. 前記ヒトTSLPをコードする核酸がヒトTSLP導入遺伝子を含む、請求項10に記載のマウス。
  12. 前記ヒトTSLP導入遺伝子が、配列番号3の核酸配列を含む、請求項11に記載のマウス。
  13. 前記マウスがヒトTSLPを発現する、請求項10~12のいずれか一項に記載のマウス。
  14. 前記マウスが、不活性化されたマウスTslp対立遺伝子を含み、および/またはマウスTslpを発現しない、請求項10~13のいずれか一項に記載のマウス。
  15. NOD scidガンママウス中のマウスFlt3対立遺伝子を不活性化することと、前記ヒトTSLPをコードする核酸を導入することと、を含む、請求項10~14のいずれか一項に記載のマウスを作製する方法。
  16. (a)NOD scidガンマ遺伝的背景と、不活性化されたマウスTslpと、ヒトTSLPをコードする核酸とを有するファウンダーマウスを発生させることと;
    (b)F1子孫マウスを作製するために、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含むNOD scidガンママウスに前記ファウンダーマウスを交配することと;
    (c)ヒトTSLPをコードする核酸についてホモ接合のF2子孫マウスを作製するために、前記F1子孫マウスを同系交配することと;
    を含む、請求項10~14のいずれか一項に記載のマウスを作製する方法。
  17. (a)ファウンダーマウスを作製するために、Cas9mRNAまたはCas9タンパク質、マウスTslpを標的とするgRNA、およびヒトTSLPをコードする核酸を、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含む受精したNOD scidガンマ卵母細胞中に同時注入することであって、前記ヒトTSLPをコードする核酸は相同組換えを介してゲノム的に挿入されている、同時注入することと;
    (b)F1子孫マウスを作製するために、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含むNOD scidガンママウスに前記ファウンダーマウスを交配することと;
    (c)前記ヒトTSLPをコードする核酸についてホモ接合のF2子孫マウスを作製するために、前記F1子孫マウスを同系交配することと;
    を含む、請求項2024のいずれか一項に記載のマウスを作製する方法。
  18. 子孫マウスを作製するために、Prkdcscidについてホモ接合であり、Il2rgtm1Wjlについてホモ接合であり、Flt3em1Akpについてホモ接合であり、およびTslpem3(TSLP)Akpについてホモ接合である雌マウスを、Prkdcscidについてホモ接合であり、X連鎖Il2rgtm1Wjlについてヘミ接合であり、Flt3em1Akpについてホモ接合であり、Tslpem3(TSLP)Akpについてホモ接合である雄マウスと交配させることを含む方法。
  19. 必要に応じて、前記gRNAが配列番号8または配列番号9の配列を含む、マウスTslpを標的とするgRNA。
  20. 必要に応じて前記マウス卵母細胞が受精されている、請求項19に記載のgRNAを含むマウス卵母細胞。
  21. Cas9mRNAおよび/またはCas9タンパク質をさらに含む、請求項20に記載のマウス卵母細胞。
  22. ヒトTSLPをコードする核酸をさらに含む、請求項21に記載のマウス卵母細胞。
  23. ヒトインターロイキン6(IL6)をコードする核酸をさらに含む、請求項1または2に記載のマウス。
  24. 前記ヒトIL6をコードする核酸がヒトIL6導入遺伝子を含む、請求項23に記載のマウス。
  25. 前記ヒトIL6導入遺伝子が、配列番号2の核酸配列を含む、請求項24に記載のマウス。
  26. 前記マウスがヒトIL6を発現する、請求項23~25のいずれか一項に記載のマウス。
  27. 前記マウスが、不活性化されたマウスIL6対立遺伝子を含み、および/またはマウスIL6を発現しない、請求項23~26のいずれか一項に記載のマウス。
  28. NOD scidガンママウス中のマウスFlt3対立遺伝子を不活性化することと、前記ヒトIL6をコードする核酸を導入することと、を含む、請求項23~27のいずれか一項に記載のマウスを作製する方法。
  29. (a)NOD scidガンマ遺伝的背景と、不活性化されたマウスIL6と、ヒトIL6をコードする核酸とを有するファウンダーマウスを発生させることと;
    (b)F1子孫マウスを作製するために、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含むNOD scidガンママウスに前記ファウンダーマウスを交配することと;
    (c)ヒトIL6をコードする核酸についてホモ接合のF2子孫マウスを作製するために、前記F1子孫マウスを同系交配することと;
    を含む、請求項23~27のいずれか一項に記載のマウスを作製する方法。
  30. (a)ファウンダーマウスを作製するために、Cas9mRNAまたはCas9タンパク質、マウスIl6を標的とするgRNA、およびヒトIL6をコードする核酸を、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含む受精したNOD scidガンマ卵母細胞中に同時注入することであって、前記ヒトIL6をコードする核酸は相同組換えを介してゲノム的に挿入されている、同時注入することと;
    (b)F1子孫マウスを作製するために、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含むNOD scidガンママウスに前記ファウンダーマウスを交配することと;
    (c)前記ヒトIL6をコードする核酸についてホモ接合のF2子孫マウスを作製するために、前記F1子孫マウスを同系交配することと;
    を含む、請求項23~27のいずれか一項に記載のマウスを作製する方法。
  31. 子孫マウスを作製するために、Prkdcscidについてホモ接合であり、Il2rgtm1Wjlについてホモ接合であり、Flt3em1Akpについてホモ接合であり、およびIl6em3(IL6)Akpについてホモ接合である雌マウスを、Prkdcscidについてホモ接合であり、X連鎖Il2rgtm1Wjlについてヘミ接合であり、Flt3em1Akpについてホモ接合であり、Il6em3(IL6)Akpについてホモ接合である雄マウスと交配させることを含む方法。
  32. 必要に応じて、前記gRNAが配列番号6または配列番号7の配列を含む、マウスIl6を標的とするgRNA。
  33. 必要に応じて前記マウス卵母細胞が受精されている、請求項32に記載のgRNAを含むマウス卵母細胞。
  34. Cas9mRNAおよび/またはCas9タンパク質をさらに含む、請求項33に記載のマウス卵母細胞。
  35. ヒトIL6をコードする核酸をさらに含む、請求項34に記載のマウス卵母細胞。
  36. ヒトリンホトキシンβ受容体(LTBR)をコードする核酸をさらに含む、請求項1または2に記載のマウス。
  37. 前記ヒトLTBRをコードする核酸がヒトLTBR導入遺伝子を含む、請求項36に記載のマウス。
  38. 前記ヒトLTBR導入遺伝子が、配列番号4の核酸配列を含む、請求項37に記載のマウス。
  39. 前記マウスがヒトLTBRを発現する、請求項36~38のいずれか一項に記載のマウス。
  40. 前記マウスが、不活性化されたマウスLtbr対立遺伝子を含み、および/またはマウスLtbrを発現しない、請求項36~39のいずれか一項に記載のマウス。
  41. NOD scidガンママウス中のマウスFlt3対立遺伝子を不活性化することと、前記ヒトLTBRをコードする核酸を導入することと、を含む、請求項36~40のいずれか一項に記載のマウスを作製する方法。
  42. (a)NOD scidガンマ遺伝的背景と、不活性化されたマウスLtbrと、ヒトLTBRをコードする核酸とを有するファウンダーマウスを発生させることと;
    (b)F1子孫マウスを作製するために、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含むNOD scidガンママウスに前記ファウンダーマウスを交配することと;
    (c)ヒトLTBRをコードする核酸についてホモ接合のF2子孫マウスを作製するために、前記F1子孫マウスを同系交配することと;
    を含む、請求項36~40のいずれか一項に記載のマウスを作製する方法。
  43. (a)ファウンダーマウスを作製するために、Cas9mRNAまたはCas9タンパク質、マウスLtbrを標的とするgRNA、およびヒトLTBRをコードする核酸を、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含む受精したNOD scidガンマ卵母細胞中に同時注入することであって、前記ヒトLTBRをコードする核酸は相同組換えを介してゲノム的に挿入されている、同時注入することと;
    (b)F1子孫マウスを作製するために、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含むNOD scidガンママウスに前記ファウンダーマウスを交配することと;
    (c)前記ヒトLTBRをコードする核酸についてホモ接合のF2子孫マウスを作製するために、前記F1子孫マウスを同系交配することと;
    を含む、請求項36~40のいずれか一項に記載のマウスを作製する方法。
  44. 子孫マウスを作製するために、Prkdcscidについてホモ接合であり、Il2rgtm1Wjlについてホモ接合であり、Flt3em1Akpについてホモ接合であり、およびLtbrem1(LTBR)Akpについてホモ接合である雌マウスを、Prkdcscidについてホモ接合であり、X連鎖Il2rgtm1Wjlについてヘミ接合であり、Flt3em1Akpについてホモ接合であり、Ltbrem1(LTBR)Akpについてホモ接合である雄マウスと交配させることを含む方法。
  45. 必要に応じて、前記gRNAが配列番号10または配列番号11の配列を含む、マウスLtbrを標的とするgRNA。
  46. 必要に応じて前記マウス卵母細胞が受精されている、請求項45に記載のgRNAを含むマウス卵母細胞。
  47. Cas9mRNAおよび/またはCas9タンパク質をさらに含む、請求項46に記載のマウス卵母細胞。
  48. ヒトLTBRをコードする核酸をさらに含む、請求項47に記載のマウス卵母細胞。
  49. ヒトインターロイキン3(IL3)をコードする核酸と;ヒト顆粒球/マクロファージ刺激因子(GM-CSF)をコードする核酸と;ヒト幹細胞因子(SCF)をコードする核酸と、をさらに含む、請求項1または2に記載のマウス。
  50. (a)前記ヒトIL3をコードする核酸がヒトIL3導入遺伝子を含み;(b)前記ヒトGM-CSFをコードする核酸がヒトGM-CSF導入遺伝子を含み;および(c)前記ヒトSFをコードする核酸がヒトSF導入遺伝子を含む、請求項49に記載のマウス。
  51. 前記マウスが、ヒトIL3、ヒトGM-CSFおよびヒトSFを発現する、請求項49または50に記載のマウス。
  52. ヒトインターロイキン3(IL3)をコードする核酸、ヒト顆粒球/マクロファージ刺激因子(GM-CSF)をコードする核酸およびヒト幹細胞因子(SF)をコードする核酸を、不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含むNOD scidガンママウスに導入することを含む、請求項49~51のいずれか一項に記載のマウスを作製する方法。
  53. 不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子を含むNOD scidガンママウスを、ヒトインターロイキン3(IL3)をコードする核酸、ヒト顆粒球/マクロファージ刺激因子(GM-CSF)をコードする核酸およびヒト幹細胞因子(SF)をコードする核酸を含むNOD scidガンママウスと交雑することを含む、請求項49~51のいずれか一項に記載のマウスを作製する方法。
  54. 子孫マウスを作製するために、Prkdcscidについてホモ接合であり、Il2rgtm1Wjlについてホモ接合であり、Flt3em1Akpについてホモ接合であり、IL3についてホモ接合であり、GM-CSFについてホモ接合であり、およびSFについてホモ接合である雌マウスを、Prkdcscidについてホモ接合であり、X連鎖Il2rgtm1Wjlについてヘミ接合であり、Flt3em1Akpについてホモ接合であり、IL3についてホモ接合であり、GM-CSFについてホモ接合であり、SFについてホモ接合である雄マウスと交配させることを含む方法。
  55. 先行する請求項のいずれか一項に記載のマウスから得られた細胞。
  56. 先行する請求項のいずれか一項に記載のマウスから得られた細胞と同じ遺伝子型を有する細胞を含むマウス。
  57. 先行する請求項のいずれか一項に記載のマウスの子孫マウス。
  58. 先行する請求項のいずれか一項に記載のマウスを作製する方法。
  59. 先行する請求項のいずれか一項に記載のマウスを繁殖させる方法。
  60. 子孫マウスを作製するために、先行する請求項のいずれか一項に記載のマウスを第2のマウスと交配させることを含む、請求項59に記載の方法。
  61. 前記第2のマウスが、先行する請求項のいずれか一項に記載のマウスである、請求項60に記載の方法。
  62. 先行する請求項のいずれか一項に記載のマウスを使用する方法
  63. 前記マウスに致死量未満で放射線を照射することと、前記マウスにヒトCD34+造血幹細胞を注射することとを含む、請求項62に記載の方法。
  64. 前記マウスに目的の作用物質を投与することをさらに含む、請求項63に記載の方法。
  65. 前記マウス中のヒト免疫細胞に対する前記作用物質の効果を評価することをさらに含む、請求項64に記載の方法。
  66. 前記ヒト免疫細胞が、T細胞、樹状細胞、ナチュラルキラー細胞およびマクロファージから選択される、請求項65に記載の方法。
  67. 不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子
    を含むNOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJマウス。
  68. 不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子および
    ヒト胸腺間質性リンパ球新生因子(TSLP)をコードする核酸
    を含むNOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJマウス。
  69. 不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子および
    ヒトインターロイキン6(IL6)をコードする核酸
    を含むNOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJマウス。
  70. 不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子および
    ヒトリンホトキシンβ受容体(LTBR)をコードする核酸
    を含むNOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJマウス。
  71. 不活性化されたマウスFlt3対立遺伝子、
    ヒトインターロイキン3(IL3)をコードする核酸、
    ヒト顆粒球/マクロファージ刺激因子(GM-CSF)をコードする核酸、および
    ヒト幹細胞因子(SF)をコードする核酸
    を含むNOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJマウス。
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