B6-hSCN2A小鼠|B6-hSCN2A小鼠_构建

产品编号：I001131

品系背景：C57BL/6N

传代建议：纯合与纯合互配

品系描述

癫痫（Epilepsy）是一种以反复发作为特征的慢性非传染性脑部疾病。据世界卫生组织估计，全球每年有500万人被诊断为癫痫，成为全球最常见的神经系统疾病之一。癫痫发作时，身体某一部位或整个身体会出现短暂的非自主性抽搐，有时伴有意识丧失和尿便失禁。患者往往伴有与发作有关的身体问题，如骨折和擦伤，以及心理疾病，包括焦虑和抑郁症。与普通人群相比，癫痫患者的过早死亡风险增加三倍，低收入和中等收入国家以及农村地区的过早死亡率最高^[1]。癫痫的病因多样，包括结构性、遗传性、感染性、代谢性和免疫性，但全球约50%的患者的致病原因仍然不明。随着基因检测在儿科神经学中的广泛应用，超过一半的癫痫患儿被确认由遗传因素引起，其中，SCN1A、SCN2A、SCN3A和SCN8A等电压门控钠离子通道基因是主要的致病基因。遗传性癫痫中最常见的致病变异是单核苷酸变异（SNV），它可以导致离子通道功能的缺失或增益，例如与SCN2A基因相关的癫痫性脑病（DEEs）^[2-4]。

SCN2A基因编码电压门控钠通道（Nav1.2）的α2亚基，是仅次于SCN1A的第二大常见癫痫致病基因。电压门控钠通道是一种跨膜糖蛋白复合物，由一个大型α亚基和一个或多个调控β亚基组成，这些α亚基具有四个重复结构域。这些通道在神经元和肌肉动作电位的产生和传播中起关键作用，主要表达于兴奋性神经元轴突的起始部分和无髓鞘轴突。该蛋白在大脑皮层、海马、纹状体和中脑中广泛分布。SCN2A基因突变与一系列神经发育和癫痫疾病有关，包括癫痫、智力障碍、孤独症谱系障碍（ASD）、精神分裂症和周期性共济失调，这些疾病通常呈现为常染色体显性遗传。

目前，大多数癫痫药物治疗的主要目标是降低发作的可能性，而不是影响潜在的疾病过程。实际上，许多已获批的抗癫痫药物更准确地说是抗惊厥药物。钠通道阻滞剂（如苯妥英）可能是一类有效的精准药物，用于治疗由SCN2A基因突变引起的癫痫性脑病^[5]。随着越来越多的癫痫基因病因被发现，人们对潜在的致痫过程的理解也在不断深入，这使得定向基因治疗成为可能。理想的抗癫痫疗法应能够影响由特定致病基因变异引起的功能变化。Praxis Precision Medicines公司开发的ASO药物elsunersen（PRAX-222）已获得欧洲医药管理局的优先药品认证，用于治疗SCN2A功能增益引起的发育性癫痫脑病^[9]。考虑到动物和人在基因上的差异，将小鼠基因进行人源化修饰将有助于推动基因疗法更快地进入临床阶段。本品系是小鼠Scn2a基因的人源化模型，可用于癫痫的疾病机制研究和靶向药物的筛选及评估。该模型的纯合子是可存活且可育的。此外，赛业生物利用自主研发的TurboKnockout融合BAC重组技术，可以提供基于该模型构建的热门点突变疾病模型，并针对不同的点突变提供定制服务，以满足广大研发人员在药效学等实验中的需求。

构建方式

图1. B6-hSCN2A小鼠基因编辑打靶示意图。将小鼠Scn2a基因ATG起始密码子到TAA终止密码子的序列替换为人源SCN2A基因ATG起始密码子到TAA终止密码子的序列。

研究应用

癫痫致病机制相关研究；
神经发育相关研究；
SCN2A靶向药物的研发、筛选和临床前评估。

验证数据

人源SCN2A基因表达的检测

图2. 野生型小鼠（B6N）和B6-hSCN2A小鼠（hSCN2A）脑部和肺部中人源SCN2A基因表达检测。RT-qPCR结果显示，在B6-hSCN2A小鼠的脑部和肺部中均存在人源SCN2A基因的表达，而B6N小鼠体内不存在人源SCN2A基因的表达。（ND：Not detected）

鼠源Scn2a基因表达的检测

图3. 野生型小鼠（B6N）和B6-hSCN2A小鼠（hSCN2A）脑部和肺部中鼠源Scn2a基因表达检测。RT-qPCR结果显示，在B6N小鼠的脑部和肺部中均存在鼠源Scn2a基因的表达，而B6-hSCN2A小鼠体内不存在鼠源Scn2a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

癫痫（Epilepsy）是一种以反复发作为特征的脑部慢性非传染性疾病，据世界卫生组织估计，全球每年有500万人被诊断为癫痫，使其成为全球范围内最常见的神经系统疾病之一。癫痫发作时，身体某一部位或整个身体会出现短暂非自主性抽搐，有时伴有意识丧失和尿便失禁，可能出现运动、感觉、情绪或其他认知功能方面的紊乱等短暂性症状。该疾病患者往往伴有较多身体问题（如与发作有关的骨折及擦伤）以及比例较高的心理疾患，包括焦虑和抑郁症。与普通人群相比，癫痫可使患者过早死亡的风险增加三倍，低收入和中等收入国家和农村地区的过早死亡率最高^[1]。癫痫的病因包括结构性、遗传性、感染性、代谢性、免疫性，目前全球约50%的患者致病原因仍然不明。随着基因检测在儿科神经学中的广泛应用，半数以上的癫痫患儿被认为是遗传性致病，SCN1A、SCN2A、SCN3A和SCN8A等电压门钠离子通道基因为主要致病基因。单核苷酸变异（SNV）是遗传性癫痫中最常见的致病变异，SNV可导致受影响离子通道的功能缺失或增益，如与SCN2A相关的癫痫性脑病（DEEs）^[2-4]。

基因及突变介绍

SCN2A（sodium voltage-gated channel alpha subunit 2）基因作为仅次于SCN1A基因的第二大常见癫痫致病基因，该基因编码电压门控钠通道（Nav1.2）的α2亚基。电压门控钠通道是一种跨膜糖蛋白复合物，由一个具有四个重复结构域的大型α亚基和一个或多个调控β亚基组成，在神经元和肌肉动作电位的产生和传播过程中发挥作用，主要表达于兴奋性神经元轴突的起始部分和无髓鞘轴突。该蛋白广泛分布于大脑皮层、海马、纹状体和中脑。SCN2A基因突变与一系列神经发育和癫痫疾病有关，如癫痫、智力障碍、ASD、精神分裂症和周期性共济失调，呈常染色体显性遗传。由SCN2A变体引起的癫痫大多发病于幼儿期，表型谱广泛，从预后良好的自限性癫痫到发育性癫痫和癫痫性脑病。SCN2A基因突变分布在不同区域，没有明显的热点变异，错义突变是最常见的突变类型，V261M、R853Q、H1853R、E999K、E1211K、R1319Q、A1500T、R1629H和P1658S为复发性变异^[4]。

非编码区功能

SCN2A基因的剪接异构体和神经元发育阶段都会影响早发性癫痫性脑病（EOEE）相关NaV1.2变体对神经元兴奋性的影响^[6]。研究表明，c.1035-7A>G突变激活了一个隐性内含子接受位点，导致9号外显子（NP_066287.2:p. (Gly345_Gln346insTyrSer)的6-核苷酸延伸^[7]。

基因治疗

目前大多数癫痫的药物治疗都是一种相对不精确的方法，其主要目的是降低癫痫发作的可能性而不是影响潜在的疾病过程，获批的大多数抗癫痫药物实际上是抗惊厥药物而不是抗癫痫药物。钠通道阻滞剂（SCBs）可能是治疗SCN2A突变所致癫痫性脑病患者的有效精准药物（如苯妥英）^[5]。随着越来越多癫痫基因病因被挖掘，这不仅增进了人们对潜在致痫过程的了解，还使定向基因治疗成为可能，理想的抗癫痫疗法能够影响由特定致病基因变异引起的功能变化。Praxis Precision Medicines公司正在开发一种小分子药物（PRAX-562），PRAX-562作为一种钠通道阻滞剂，可选择性地抑制持续性钠电流，用于治疗SCN2A和SCN8A相关的癫痫性脑病（DEE）^[8]。此外，由该公司开发的另一种ASO药物elsunersen（PRAX-222）已获得欧洲医药管理局（EMA）的优先药品（PRIME）认证，用于治疗SCN2A功能增益（GoF）发育性癫痫脑病（DEE）^[9]。

综上所述，SCN2A基因是癫痫（Epilepsy）的重要致病基因，其致病机理复杂。构建SCN2A基因人源化小鼠模型有助于开发治疗SCN2A突变所致癫痫的有效精准药物。赛业的SCN2A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癫痫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]World Health Organization. (2023, February 9). Epilepsy. [Fact sheet]. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/epilepsy.

[2]Alsubaie L, Aloraini T, Amoudi M, Swaid A, Eyiad W, Al Mutairi F, Ababneh F, Alrifai MT, Baarmah D, Altwaijri W, Alotaibi N, Harthi A, Rumayyan A, Alanazi A, Qrimli M, Alfadhel M, Alfares A. Genomic testing and counseling: The contribution of next-generation sequencing to epilepsy genetics. Ann Hum Genet. 2020 Nov;84(6):431-436.

[3]Beltrán-Corbellini Á, Aledo-Serrano Á, Møller RS, Pérez-Palma E, García-Morales I, Toledano R, Gil-Nagel A. Epilepsy Genetics and Precision Medicine in Adults: A New Landscape for Developmental and Epileptic Encephalopathies. Front Neurol. 2022 Feb 17;13:777115.

[4]Zeng Q, Yang Y, Duan J, Niu X, Chen Y, Wang D, Zhang J, Chen J, Yang X, Li J, Yang Z, Jiang Y, Liao J, Zhang Y. SCN2A-Related Epilepsy: The Phenotypic Spectrum, Treatment and Prognosis. Front Mol Neurosci. 2022 Mar 30;15:809951.

[5]Howell KB, McMahon JM, Carvill GL, Tambunan D, Mackay MT, Rodriguez-Casero V, Webster R, Clark D, Freeman JL, Calvert S, Olson HE, Mandelstam S, Poduri A, Mefford HC, Harvey AS, Scheffer IE. SCN2A encephalopathy: A major cause of epilepsy of infancy with migrating focal seizures. Neurology. 2015 Sep 15;85(11):958-66.

[6]Thompson CH, Ben-Shalom R, Bender KJ, George AL. Alternative splicing potentiates dysfunction of early-onset epileptic encephalopathy SCN2A variants. J Gen Physiol. 2020 Mar 2;152(3):e201912442.

[7]Sharkov A, Sparber P, Stepanova A, Pyankov D, Korostelev S, Skoblov M. Case Report: Phenotype-Driven Diagnosis of Atypical Dravet-Like Syndrome Caused by a Novel Splicing Variant in the SCN2A Gene. Front Genet. 2022 May 31;13:888481.

[8]Praxis Precision Medicines. (2022, November 28). Praxis Precision Medicines to Advance PRAX-562 Phase 2 Study in Pediatric Patients with Developmental and Epileptic Encephalopathies. [Press release]. https://investors.praxismedicines.com/news-releases/news-release-details/praxis-precision-medicines-to-advance-prax-562-phase-2-study

[9]Praxis Precision Medicines. (2023, November 16). Praxis Precision Medicines Receives PRIME Designation from the EMA for Elsunersen for the Treatment of SCN2A-DEE. [Press release]. https://investors.praxismedicines.com/news-releases/news-release-details/praxis-precision-medicines-receives-prime-designation-ema