个体化B型急性淋巴细胞白血病人源化小鼠疾病模型的构建

B-cell acute lymphoblastic leukemia (B-ALL) is one kind of common hematopoietic malignancies with relatively poor prognosis for the adults especially. Lack of proper animal models that can precisely reflect the pathological situations of B-ALL patients is one major of bottlenecks for the discovery of novel effective drugs as well as development of personalized therapeutic regimens for specific patients. The generation of B-ALL is a complex biological process whose development, progress and therapeutic outcomes are closely influenced by personal immune system. Thus the idea animal model to evaluate human B-ALL therapeutic effect should include human immune system. The humanized mouse model established by co-transplantation of human fetal thymic tissues and human CD34+ fetal liver cells is considered as one of the best models to study human immune system relevant diseases. In this project, we plan to establish a personalized human disease model with both patients’ immune system and B-cell acute lymphoblastic leukemia development by co-transplantation of patients’ bone marrow mononuclear cells and allo-geneic human fetal thymic tissues on the one of the best immunodeficient mice (Rag2-/- IL2rg-/- Tg(SIRPA) mice). The successful completion of this project will provide a mouse model that can faithfully reflect the pathological situations of B-ALL patients, which will both significantly contribute to the improving new drug discovery efficiency and advancing personal medicine for B-ALL.

B型急性淋巴细胞白血病（B-ALL）是一类对人类健康威胁较大的血液系统恶性肿瘤。当前的药物对成人患者的治疗效果并不令人满意。缺乏能够准确反映B-ALL病人疾病状态的动物模型是限制B-ALL新药研发、以及制定更有针对性的个体化治疗方案的主要因素之一。B-ALL的发生、发展以及预后都和机体免疫系统密切相关，因而在具有免疫系统的环境下研究B-ALL的治疗效果十分必要。通过移植人胚胎胸腺组织和造血干细胞建立的免疫系统人源化小鼠被认为是研究人类免疫系统相关疾病的最优模型之一。本课题拟通过在当前最佳免疫缺陷受体小鼠（Rag2-/- IL2rg-/- Tg(SIRPA) 小鼠）上移植B-ALL病人的骨髓细胞和人胚胎胸腺组织的，构建能同时复制病人免疫系统和白血病的小鼠模型，并利用该模型模拟临床治疗。本课题的成功完成将提供能准确反映B-ALL病人病理状态的动物模型，以推进新药研发和个体化治疗的发展。

免疫监视在急性B淋巴细胞白血病（B-ALL）的发生和治疗预后密切相关。当前用于人B-ALL研究的主流动物模型，如CDX和PDX模型，都不具有人免疫（特别是病人免疫系统）监视，无法反应人体实际情况。本项目主要目的是研发具有人免疫系统和同源人B-ALL的人源化小鼠模型并利用模拟临床B-ALL治疗；同时聚焦构建病人个体化B-ALL模型的难点问题，如植入人胸腺中分化的异体T细胞的排斥作用和成人人造血干细胞（HSC）的移植效率问题，为建立高效个体B-ALL人源化小鼠模型奠定基础。研究所取得的主要成果包括：1）通过MLL-AF9逆转录病毒感染人CD34+细胞联合人胸腺移植建立具有同源人B-ALL和人免疫系统的人源化小鼠模型；开展anti-CD19 CAR-T的临床前评价研究，发现人正常B细胞以及Treg细胞在CAR-T回输后的比例和治疗效果的直接联系，同时模拟了CAR-T相关的细胞因子风暴症状；2）开发可高效清除人胸腺内T细胞前体细胞的方法，显著提高了植入人CD34+细胞分化T细胞的分化效率；开发了基于人生长激素预处理的移植方案，显著提高人HSC移植效率的移植预处理方案，为开发个体化人源化小鼠模型奠定基础；3）拓展了人源化小鼠模型在人红细胞、肝脏、高血脂免疫病理异常等领域研究的应用。这些研究成果为人B-ALL等疾病的相关基础和转化研究提供有价值的活体评价平台。