在人呼吸道合胞病毒(hRSV)抗病毒藥物的研發過程中,動物模型是進行藥效學評價和機理研究的重要工具。科研人員長期以來投入了大量精力,嘗試構建多種hRSV感染或疾病動物模型。然而,現有模型普遍存在半容許性感染、感染持續時間短等局限,限制了其在hRSV致病機制研究和新藥開發中的應用價值。
2022年8月,《Virus》雜志發表了一篇題為《Long-Term Infection and Pathogenesis in a Novel Mouse Model of Human Respiratory Syncytial Virus》的文章,報道通過CRISPR/Cas9技術敲除C57BL/6小鼠的Rag2基因,成功建立了一種可遺傳的免疫缺陷小鼠模型。該模型預期能夠支持人類呼吸道合胞病毒(hRSV)的長期感染,為研究病毒的慢性感染機制和病理過程提供了新工具。


圖1.Rag2基因敲除小鼠構建策略的示意圖
圖2.hRSV感染模型建立的攻毒及采樣時間表
研究者通過CRISPR在線工具crispr.mit.edu設計Rag2 sgRNA寡核苷酸(圖1),將線性化的pT7-sgRNA載體與退火后的sgRNA片段連接,采用MEGA ShortScriptTM Kit(Ambion)進行體外sgRNA轉錄純化。將轉錄得到的sgRNA與Cas9 mRNA顯微注射至C57BL/6小鼠受精卵,并移植至假孕母鼠,獲得F0代小鼠。
待小鼠養至3周齡后,將WT小鼠(N=24)和Rag2?/?小鼠(N=24)經鼻內途徑接種hRSV Long株(圖2)。接種前,以戊巴比妥鈉溶液(15 mg/mL, 30 mg/kg)輕度麻醉小鼠,并緩慢將40 μL hRSV病毒懸液或DMEM培養液滴入小鼠鼻腔。

圖3.Rag2基因敲除小鼠體重,體溫與各呼吸器官病毒載量檢測情況
Rag2基因敲除小鼠可在鼻腔、氣管、肺等呼吸器官中高效支持hRSV病毒復制,其感染特征與臨床患者上下呼吸道感染相一致。病毒在鼻腔和肺部的復制水平極高,鼻組織在接種后第11天平均病毒載量達到1×109.8copies/g ,肺部于同時達到峰值1×10?copies/g )。值得注意的是,這種高效感染具有持久性,即使在實驗第35天結束時,仍未觀察到病毒滴度下降(圖3),顯示該模型能夠維持穩定的長期感染狀態。

hRSV感染Rag2?/?小鼠后,接種4天時鼻腔、氣管未見明顯病變,肺組織僅顯示血管周圍輕度單核細胞浸潤;至第11天,鼻腔移行上皮出現變性伴炎性細胞浸潤,下呼吸道表現為支氣管肺泡擴張受壓、中性粒細胞聚集(中心死亡降解、邊緣存活)及肺泡間隔增寬等嚴重病變;至第35天,病變明顯恢復。感染組與模擬處理的野生型小鼠均未出現炎性浸潤等改變,表明hRSV可誘發其輕度間質性肺炎、嚴重支氣管肺炎及化膿性支氣管炎。本研究基于高易感性Rag2基因敲除小鼠,建立了可視化的體內藥效評價模型,有望為未來治療藥物的研發提供可靠實驗平臺。
迪福潤絲生物RSV體內藥效評價動物感染模型
迪福潤絲生物依托深厚的科研實力,已成功精準構建RSV-A2毒株BALB/c小鼠感染模型,并完成從模型驗證到藥效客觀評價的全流程、一站式CRO服務體系建設。公司采用SPF級動物與標準化實驗流程,確保數據精準可靠,為您提供從體內藥效學到作用機制研究的有力支撐。

圖5.迪福潤絲生物一站式RSV動物感染模型體內藥效評價服務
RSV-A2毒株BALB/c小鼠感染模型實驗設計:

迪福潤絲生物使用保護液收毒法,相較于常規凍融收毒法,病毒收毒滴度顯著提高:

RSV體內動物模型藥效評價:


圖6.RSV-2攻毒小鼠肺臟活病毒滴度測定(空斑實驗)

圖7.RSV-2攻毒小鼠肺臟病毒載量檢測(RT-qPCR)
研究團隊采用空斑試驗(病毒滴度檢測金標準)與RT-qPCR(病毒載量精準定量)等多項技術,精準檢測小鼠肺組織中的病毒含量,為客觀評價抗病毒藥物的給藥效果提供關鍵、可靠的量化依據。
通過保護液收毒技術與空斑實驗及RT-qPCR雙檢測體系的結合,迪福潤絲生物打造了創新型RSV藥效評價CRO服務平臺,突破傳統動物模型的局限。該平臺提供從模型構建、攻毒方案到藥效定量分析的一站式服務,為抗病毒藥物研發提供低成本、高效率、可量化的全流程解決方案。
參考文獻:
Xiong R, Fu R, Wu Y, . Long-Term Infection and Pathogenesis in a Novel Mouse Model of Human Respiratory Syncytial Virus. Viruses. 2022 Aug 9;14(8):1740.
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