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Cell:首个真正伤寒小鼠模型建立

2012-10-31 10:44 哥伦比亚大学医学院 Cell 阅读 0
核心摘要: 哥伦比亚大学医学院创建了首个真正的伤寒小鼠模型,通过敲除TLR11受体使小鼠对伤寒沙门氏菌易感,并成功模拟了人类伤寒症状。该模型克服了以往嵌合体模型的缺陷,支持口服感染途径,为伤寒疫苗开发和免疫机制研究提供了关键工具。研究发表在《Cell》杂志上。

哥伦比亚大学医学院(CUMC)的研究人员成功创建了首个真正的伤寒小鼠模型,这一突破有望极大推动伤寒感染的研究,并加速新型疫苗的开发。该研究成果即将发表在《Cell》杂志网站上。

伤寒仍然是发展中国家面临的主要健康威胁之一。CUMC教授Sankar Ghosh指出:“疫苗是第三世界国家抵御伤寒最实际的方法。不幸的是,目前的伤寒疫苗效果有限,仍有数百万人易受感染。我们的小鼠模型是首个真正的伤寒感染动物模型,为相关研究和疫苗开发提供了强有力的工具。”

伤寒由伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)感染引起,通过受污染的水和食物传播。每年全球有超过200万伤寒病例,其中约20万人死亡。症状包括高烧、疲乏、胃痛、头痛和食欲丧失。若不使用抗生素治疗,病程可持续一个月,死亡率约为12%至30%。目前两种伤寒疫苗的有效率仅为50%至80%。

由于小鼠和其他实验室动物对S. typhi具有天然抵抗力,传统上难以用于疫苗开发和测试。在这项新研究中,Ghosh博士及其同事解析了小鼠抵御S. typhi的机制,并成功建立了伤寒研究的小鼠模型。

研究表明,小鼠对S. typhi的抵抗力与关键免疫细胞(如巨噬细胞和树突细胞)表面表达的TLR受体(Toll样受体)有关。这些免疫细胞是先天免疫应答的一部分,处于机体抵御细菌感染的第一线。研究人员重点研究了TLR11,原因有二:其一,当S. typhi感染时,TLR11在胃肠道壁或上皮细胞中大量表达;其二,该受体仅存在于小鼠体内,人体中缺乏。此前,该团队还发现TLR11能帮助小鼠抵御弓形虫(Toxoplasma gondii)感染。

研究人员构建了TLR11基因敲除小鼠系。当这些小鼠接触S. typhi时,它们出现了类似伤寒的症状。进一步实验表明,接种热灭活疫苗能使这些小鼠获得对S. typhi的免疫力,并且接种过疫苗的小鼠血液可将免疫力转移给未接种的小鼠。

此前虽有一些小型动物伤寒模型,但均存在重要缺陷:这些模型是嵌合体,混入了人类细胞,导致只有人类细胞被真正感染,无法反映动物的真实免疫应答;此外,这些模型无法通过口服途径感染,只能进行全身注射,而S. typhi通常需突破肠壁再扩散,注射绕过了必要的感染步骤,无法测试疫苗的阻断能力。

研究显示,TLR11通过识别并结合细菌的鞭毛蛋白发挥作用。研究人员正在进一步探索这是否与其他鞭毛细菌无法感染小鼠有关。敲除TLR11还可能用于构建其他致病菌的小鼠模型,这令研究者们备受鼓舞。

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