B6-hCFTR小鼠|B6-hCFTR小鼠_构建

产品编号：I001132

品系背景：C57BL/6N

传代建议：纯合与纯合互配

品系描述

囊性纤维化（Cystic Fibrosis, CF）是一种常染色体隐性遗传疾病，对肺部、消化系统和其他器官造成严重损害。这种疾病使原本稀滑的黏液、汗液和消化液变得黏稠，无法充当润滑剂，堵塞导管和通道，尤其对肺部和胰腺的影响最为严重。该疾病的临床特点包括：呼吸系统出现持续的排痰性咳嗽、肺叶过度充气；鼻窦出现慢性鼻充血、头痛、慢性鼻后滴漏所致咳嗽，以及睡眠障碍；消化系统出现胰腺外分泌功能不全，肠道粘度增加而导致肠阻塞；生殖系统中出现精子转运缺陷导致的男性CF患者不育，但精子发生不受影响；由于CF患者的骨矿物质含量降低，可能出现营养及生长发育障碍，如骨折和脊柱侧后凸的发生率增加。囊性纤维化跨膜传导调节因子（CF-transmembrane conductance regulator, CFTR）基因的突变是导致囊性纤维化的重要遗传因素。CFTR基因编码的调节因子是分布在气道、胰腺导管、消化道、生殖系统、汗腺等处的cAMP依赖性氯离子通道蛋白，可驱动氯离子和碳酸氢盐分泌。CFTR功能异常会引起氯离子及碳酸氢盐的跨膜转运障碍，从而引起全身外分泌腺大量黏液阻塞，累及呼吸、消化、内分泌和生殖等多个系统的异常。

目前，CF治疗的研究主要集中在小分子药物上。近年来，与基因治疗和小核酸药物相关的研究也在不断涌现。其中，ProQR公司的临床1期ASO相关管线Eluforsen就是一个例子。Eluforsen通过靶向CFTR基因F508dcl突变区域附近，恢复CFTR蛋白质的功能。然而，大多数基因和小核酸疗法都是针对人源CFTR基因的，由于人和动物在基因上存在差异，将小鼠基因进行人源化修饰将有助于加速靶向CFTR的疗法进入临床阶段。本品系是小鼠Cftr基因人源化模型，可用于囊性纤维化的研究，该模型纯合子是可存活且可育的。此外，基于自主研发的TurboKnockout融合BAC重组的技术创新，赛业生物还可提供基于该模型构建的热门点突变疾病模型，也可针对不同点突变提供定制服务，以满足广大研发人员关于囊性纤维化疾病的药效学等实验需求。

构建方式

图1. B6-hCFTR小鼠基因编辑打靶示意图。利用二次打靶策略，将小鼠Cftr基因上游约9.5 kb至下游约1.2 kb的基因区域替换为人源CFTR基因上游约40.1 kb至下游约25 kb的基因区域。

研究应用

B6-hCFTR小鼠可用于囊性纤维化疾病机制研究及相关基因和小核酸疗法的筛选和药效评估等实验。

验证数据

人源CFTR基因表达的检测

图2. 野生型小鼠（B6N）和B6-hCFTR小鼠（hCFTR）结肠和睾丸中人源CFTR基因表达检测。RT-qPCR结果显示，在B6-hCFTR小鼠的结肠和睾丸中均存在人源CFTR基因的表达，而B6N小鼠体内不存在人源CFTR基因的表达。（ND：Not detected）

鼠源Cftr基因表达的检测

图3. 野生型小鼠（B6N）和B6-hCFTR小鼠（hCFTR）结肠和睾丸中鼠源Cftr基因表达检测。RT-qPCR结果显示，在B6N小鼠的结肠和睾丸中均存在鼠源Cftr基因的表达，而B6-hCFTR小鼠体内不存在鼠源Cftr基因的表达。

罕见病数据中心（RDDC）

基因基本信息

临床突变信息

疾病介绍

囊性纤维化（CF）是一种对肺部、消化系统和身体其他器官造成严重损害的常染色体隐性遗传性疾病，通过影响细胞使原本稀滑的黏液、汗液和消化液变得黏稠而无法充当润滑剂，并且堵塞导管和通道，尤其对肺部和胰腺的影响最为严重。该疾病具有五个方面的临床特点，第一，呼吸系统出现持续的排痰性咳嗽、肺叶过度充气；第二，鼻窦出现慢性鼻充血、头痛、慢性鼻后滴漏所致咳嗽，以及睡眠障碍；第三，消化系统出现胰腺外分泌功能不全，肠道粘度增加而导致肠阻塞；第四，生殖系统中出现精子转运缺陷导致的男性CF患者不育，但精子发生不受影响；第五，由于CF患者的骨矿物质含量降低，可能出现营养及生长发育障碍，如骨折和脊柱侧后凸的发生率增加。

基因及突变介绍

CFTR基因编码囊性纤维化跨膜传导调节因子，该调节因子是分布在气道、胰腺导管、消化道、生殖系统、汗腺等处的cAMP依赖性氯离子通道蛋白，可驱动氯离子和碳酸氢盐分泌。CFTR功能异常会引起氯离子及碳酸氢盐的跨膜转运障碍，从而引起全身外分泌腺大量黏液阻塞，累及呼吸、消化、内分泌和生殖等多个系统的异常。目前已发现超过2000种CFTR基因突变，不同国家和地区报道的发病率不一。新生儿发病率约1/25000～1/1800，亚洲和非洲的发病人数远远少于欧洲和北美洲，此外，85%至90%的白种人CF患者携带至少一种F508del突变^[1]。

非编码区功能

研究人员在对CFTR mRNA的分析中发现了众多的miRNA结合位点，其中，miR-145-5p能够通过与CFTR及其他因子的相互作用抑制CFTR的合成。为了进一步研究这一现象，研究人员合成了靶向miR-145-5p的肽核酸（PNAs）R8-PNA-a145。实验结果显示，该条PNA可以抑制miR-145-5p的表达，并上调CFTR mRNA的表达，该发现提示了CFTR的3'UTR具有潜在的药物靶点价值^[2]。

基因治疗

目前在研的CF治疗管线以小分子药物为主，近年来，不少与基因治疗相关的管线也相继涌现，ProQR公司的临床1期ASO相关管线Eluforsen就是其中之一。该管线通过靶向CFTR基因F508dcl突变区域附近，恢复CFTR蛋白质的功能^[3-4]，其临床前研究中使用了CFTR- F508del小鼠模型。

综上所述，CFTR基因是囊性纤维化（CF）的重要致病基因，其致病机理复杂。目前在研的CF治疗管线以小分子药物为主，近年来，靶向CFTR的基因治疗管线也相继涌现。然而，由于大多数基因疗法均作用于人源CFTR基因，考虑到动物和人在基因上的差异性，将小鼠基因进行人源化修饰将有助于推动靶向CFTR的疗法进一步向临床转化。赛业的CFTR全人源化小鼠及基于该品系所构建的热门点突变疾病模型可应用于囊性纤维化基因治疗的临床前研究，针对不同点突变赛业还可提供模型定制服务。

参考文献

[1]Zeiher B G , Eichwald E , Smith J J ,et al.A MouseModelfortheAF508Allele ofCystic Fibrosis[J].[2023-07-17].

[2]Enrica F , Anna T , Tiziana J ,et al.A Peptide Nucleic Acid against MicroRNA miR-145-5p Enhances the Expression of the Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) in Calu-3 Cells[J].Molecules, 2018, 23(1).

[3]Sermet-Gaudelus, IsabelleClancy, John P.Nichols, David P.Nick, Jerry A.De Boeck, KrisSolomon, George M.Mall, Marcus A.Bolognese, JamesBouisset, Florileneden Hollander, WilhelminaPaquette-Lamontagne, NicolasTomkinson, NigelHenig, NoreenElborn, J. StuartRowe, Steven M.Antisense oligonucleotide eluforsen improves CFTR function in F508del cystic fibrosis[J].Journal of cystic fibrosis: official journal of the European Cystic Fibrosis Society, 2019, 18(4).

[4]Beumer W , Swildens J , Leal T ,et al.Evaluation of eluforsen, a novel RNA oligonucleotide for restoration of CFTR function in in vitro and murine models of p.Phe508del cystic fibrosis[J].PLoS ONE, 2019, 14(6):e0219182-.