“重”磅新品 | 重度免疫缺陷大鼠SRG来啦

1.SRG大鼠的来源与特点

SRG大鼠 (Sprague Dawley-Rag2em2heraIl2rgem1hera/HblCrl), 是在SD大鼠背景上，通过敲除Rag2 和IL2rγ基因而获得的近交系大鼠，体内缺失功能性T、B和NK细胞。

Rag2 (重组激活基因2)，负责编码T、B细胞受体重排和重组所需要的关键酶，敲除该基因后V(D)J重排受阻，阻断功能性T、B细胞生成，动物体内缺乏成熟的T、B细胞。

Il2rγ（白介素-2受体gamma链）可与IL-2, IL-15等多种细胞因子高亲和力结合，参与介导调节多种免疫细胞的功能。敲除Il2rγ基因后，导致多种信号通路缺失，尤其影响与IL-15结合从而阻断NK细胞发育，造成NK细胞缺失。

SRG大鼠外周血中T、B和NK细胞比例极低，对照鼠为同周龄CD®(SD)大鼠。

SRG大鼠的胸腺与脾脏严重萎缩[1]。

SRG大鼠可以解决现有模型的哪些不足？

免疫缺陷小鼠体型小，在肿瘤免疫研究中存在肿瘤负荷量小、可获取的生物样本量有限、外科操作难度高等不足。大鼠的体型优势则可以很好地解决这些难题，但由于技术限制，转基因大鼠的进展较为缓慢，目前常用的免疫缺陷大鼠模型只有裸大鼠（RNU），用于肿瘤学和外科学研究。然而裸大鼠免疫缺陷程度较轻，仅存在T细胞缺陷，可成功移植的异种细胞系有限。

SRG大鼠同时具有体型和重度免疫缺陷的特点，填补现有大小鼠免疫缺陷模型的空白，在肿瘤学、免疫学、异种移植研究中展现独特优势：

1. 更多种类的人源CDX/PDX模型建立，快速扩充肿瘤生物样本库。

2. 体型大

• 提供更丰富的生物样本量（肿瘤组织、血液等）
• 支持药效、药代动力学、毒理学多种方法分析数据
• 同一只动物支持多次采样，提高数据一致性
• 降低外科操作难度（采血、插管等）
• 耐受性高，寿命长，支持长期实验

3. 支持3R原则，减少动物用量

2.应用优势

1. 异种肿瘤细胞/组织移植

• CDX：支持多种人源肿瘤细胞系移植，如乳腺导管癌HCC1954，胰腺癌MiaPaca-2，肾细胞腺癌786-o，人结肠癌HCT-116等[1]。

胰腺癌MiaPaca-2，乳腺导管癌HCC1954

肾细胞腺癌786-o （维通利华客户合作数据）

人结肠癌HCT-116（维通利华客户合作数据）

尤其是在免疫缺陷小鼠上移植成功率低且一致性差的细胞系，如人前列腺癌VCap [1]，使用SRG大鼠不仅成功率高达80%，肿瘤生长迅速，大大节省入组前的时间成本。

• PDX：SRG大鼠在PDX方面优势尤其突出。

因患者组织来源珍贵且异质性高，使用免疫缺陷小鼠传代时常面临荷瘤失败率高、肿瘤增长慢，肿瘤组织获取量少等问题，需要很长时间才能获得足够数量肿瘤组织和动物模型。在SRG大鼠上建立PDX模型，成功率远高于免疫缺陷小鼠。如建立非小细胞肺癌（NSCLC）PDX模型，9名患者来源的肿瘤组织中有7块最终成功移植，移植成功率高达78%。且SRG大鼠体型大，耐受力强，可承担的肿瘤负荷是小鼠的10倍，通过少次传代即可迅速建立、扩大肿瘤样本库，尽快开展项目研究。组织学分析和NGS结果显示：使用SRG大鼠传代后的肿瘤组织学特点保持高度一致，且致病性SNP保留度高，避免了肿瘤细胞在传代过程中因基因漂变等变异。

将同一患者来源的非小细胞肺癌（NSCLC）组织块分别移植到SRG大鼠（OncoRat）和NSG小鼠皮下。1）肿瘤动力学数据显示SRG大鼠支持肿瘤组织在体内更快增殖；2）不同代次间SRG大鼠体内肿瘤p40和甲状腺转录因子1（TTF1)表达量类似[1-2]。

2. 药效、药代动力学、毒理学评估

在异种肿瘤移植模型上继续进行的药效、药代动力学和毒理学等评估中，SRG大鼠的体型优势被进一步放大：

• 对外界抗病力强，支持长周期实验（≥3个月）。
• 提供丰富的肿瘤组织、血液等生物样本，保留活体动物的同时进行样本量要求高的检测，或同时开展多个样本分析实验
• 实现在同一只动物上连续采样，且不影响肿瘤生长。样本来自同一动物，减少个体差异的潜在影响，数据的连续性与一致性更高。
• 采血、插管、外科手术等操作难度降低，成功率更高。

1. 血清PSA（前列腺特异性抗体）水平与VCap肿瘤体积呈正相关。SRG大鼠可在多个时间点取材检测并存活。而小鼠必须处死才能获得检测需要的血清量，所获得数据不具有连续性，也会受个体间差异影响[1]。
2. 移植VCap细胞到SRG大鼠建立肿瘤模型，每周对肿瘤进行一次针刺活检，连续四周。数据显示，以合理科学的频率连续采样对动物肿瘤生长没有明显影响[2]。
    

有研究发现[3]，同一种药物在大鼠与小鼠体内的生物利用度略有不同。尽管原因尚不清楚，这一发现可为临床前动物模型的选择提供更多思路。

研究者发现，相较于小鼠，测试药物在大鼠体内的生物利用度高且更稳定，进而使用SRG大鼠荷瘤模型进行药效测试，发现药物对前列腺癌 (MDVR) 的抑制性呈剂量正相关性[3]

3. 人源器官/组织移植再生

SRG大鼠支持人体器官/组织移植再生，再生组织可复现组织学特点与功能。

同时将人胎儿全层皮肤、胎儿自体肝脏来源脐带血干细胞（HSC）和自体胸腺组织移植到SRG大鼠，构建人源化模型（hSIS）。皮肤组织移植后可继续发育出多种皮肤细胞，如角质细胞、皮肤成纤维细胞、皮肤免疫细胞和免疫细胞和和Langerhans细胞，呈现成人皮肤组织学结构。还可模拟微生物感染实验，为进一步了解皮肤感染提供了研究平台。

图：将耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌（CA-MRSA）皮内注射到SRG大鼠体表移植的人类皮肤，建立皮肤感染模型。A）人源化SRG大鼠皮肤感染外观与患者感染外观比较；B）感染6周后，人源化SRG大鼠皮肤内CA-MRSA细菌载量高[4]。

SRG大鼠还支持人外周血单核细胞（PBMCs）移植，重建以T细胞为主的人源化免疫系统[5]。

3.总结

SRG大鼠表现为重度免疫缺陷（T、B、NK细胞缺失），可支持异种细胞/组织/器官移植。结合其体型大的特点，具有多重优势。尤其是在异种肿瘤移植、PK/PD实验中，弥补现有免疫缺陷大小鼠模型的不足，提高实验效率。

• 作为CDX/PDX模型，单只动物即可获得更多肿瘤组织，快速扩大生物样本库，支持后续传代与研究。尤其临床样本珍贵、异质性高，使用SRG大鼠可提升移植成功率和传代效率。
• 对操作耐受性高，PK/PD实验中支持多次提取样本，展开多项分析，并不影响动物状态。

参考文献：

1. Noto, Fallon K et al. “The SRG rat, a Sprague-Dawley Rag2/Il2rg double-knockout validated for human tumor oncology studies.” PloS one vol. 15,10 e0240169. 7 Oct. 2020, doi:10.1371/journal.pone.0240169

2. . Bisoye, Towobola  et al. “The SRG OncoRat®; A Rag2/Il-2rg double-knockout rat supports enhanced precision-medicine based cancer studies. ”AACR-NCI-EORTC 2019 Internation Conference on Molecular Targets & Cancer Therapeutics, Oct. 2019, doi: 10.13140/RG.2.2.11208.88323.

3. Ponnusamy, Suriyan et al. “Orally Bioavailable Androgen Receptor Degrader, Potential Next-Generation Therapeutic for Enzalutamide-Resistant Prostate Cancer.” Clinical cancer research : an official journal of the American Association for Cancer Research vol. 25,22 (2019): 6764-6780. doi:10.1158/1078-0432.CCR-19-1458

4. Agarwal, Yash et al. “Development of humanized mouse and rat models with full-thickness human skin and autologous immune cells.” Scientific reports vol. 10,1 14598. 3 Sep. 2020, doi:10.1038/s41598-020-71548-z

5. Noto, Fallon K et al.“The SRG™ rat: A novel SCID rat for humanization studies.” https://www.herabiolabs.com/wp-content/uploads/2018/01/Hera-AACR18-Poster-The-SRG-rat-a-novel-SCID-rat-for-humanization-studies.pdf#:~:text=The%20SRG%20rat%20is%20also%20permissive%20to%20immune,show%20significant%20levels%20of%20circulating%20human%20B%20cells.