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B6-hTARDBP小鼠

产品编号:C001418

品系背景:C57BL/6J

传代建议纯合与纯互配

 

品系描述

肌萎缩性脊髓侧索硬化症(Amyotrophic lateral sclerosis, ALS)又称肌萎缩侧索硬化症、卢·贾里格症(Lou Gehrig's disease)、渐冻人症,是一种致命的渐进神经退行性疾病。该疾病是由于中枢神经系统内控制骨骼肌的运动神经元退化和死亡所致,从而引起肌肉逐渐衰弱、萎缩,最后大脑完全丧失控制随意运动的能力,并且会造成发音、吞咽,以及呼吸上的障碍[1]。与阿兹海默病不同,肌萎缩侧索硬化症并不一定会影响高级神经活动,相反,晚期病人可一直保持清晰的思维并保留发病前的记忆、人格和智力。已经明确的ALS致病基因包括SOD1(Superoxide Dismutase 1)、ALS2(Alsin Rho Guanine Nucleotide Exchange Factor ALS2)、TARDBP(Transactive response DNA-binding protein)和FUS(Fused in sarcoma)等。

TARDBP(TAR DNA Binding Protein)是一个蛋白编码基因,参与蛋白质输入细胞核的正向调节、昼夜节律的调节以及蛋白质稳定性的调节。TARDBP基因的突变与肌萎缩性脊髓侧索硬化症有关,TARDBP(TDP-43)突变导致蛋白质异常聚积,其在细胞质的错误定位是ALS的重要病理标志。

TARDBP靶向药物以单克隆药物为主,且目前大多数药物研发处于临床前阶段,适应症主要包括肌萎缩性脊髓侧索硬化症、额颞叶痴呆等神经系统疾病,TARDBP是一个较新的治疗ALS的热门靶点,疾病模型以TG、PM为主,文献报道中出现ASO等基因疗法。为推进与TARDBP相关的药物疗法,特别是基因疗法,赛业生物自主研发TARDBP全人源化小鼠。本品系是小鼠Tardbp基因人源化模型,通过基因编辑技术将小鼠Tardbp基因替换为ATG启动子至TAG终止子的人源TARDBP基因,可用于肌萎缩性脊髓侧索硬化症、额颞叶痴呆等神经系统疾病的研究。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肌萎缩性脊髓侧索硬化症、额颞叶痴呆疾病的药效学等实验需求。

 

构建方式

使用TurboKnockout打靶技术,将C57BL/6J小鼠Tardbp基因的ATG起始密码子至 TAG终止密码子片段替换为人源TARDBP基因的ATG起始密码子至TAG终止密码子片段。

 

图1. B6-hTARDBP小鼠基因编辑打靶示意图

 

研究应用肌萎缩侧索硬化症(ALS)、额颞叶痴呆(FTD)及其它神经退行性疾病研究。

 

验证数据

  • 人源TARDBP基因表达的检测

图2. 野生型小鼠(WT)和B6-hTARDBP小鼠(hTARDBP)脑部和胸腺中人源TARDBP基因表达检测。通过RT-qPCR检测WT小鼠与B6-hTARDBP小鼠中人源TARDBP基因的表达,结果显示在B6-hTARDBP小鼠的脑部和胸腺均存在人源TARDBP基因的显著表达,而WT小鼠体内不存在人源TARDBP基因的表达。(ND:Not detected)

 

  • 鼠源Tardbp基因表达的检测

图3. 野生型小鼠(WT)和B6-hTARDBP小鼠(hTARDBP)脑部和胸腺中鼠源Tardbp基因表达检测。通过RT-qPCR检测WT小鼠与B6-hTARDBP小鼠中鼠源Tardbp基因的表达,结果显示在WT小鼠的脑部和胸腺均存在鼠源Tardbp基因的表达,而B6-hTARDBP小鼠体内不存在鼠源Tardbp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

ALS大多数为散发性ALS(sporadic ALS, sALS),没有ALS家族史,约占90%; 少部分为家族性ALS(familial ALS,fALS),即家族中存在1个以上ALS患者,约占10%。导致ALS的致病基因大约有50个,以下几个基因的突变研究较多,分别为超氧化物歧化酶1(Superoxide dismutase 1, SOD1)基因、9号染色体开放阅读框 72(Chromosome 9 open reading frame 72, C9orf72)基因、肉瘤融合蛋白(Fused in sarcoma, FUS)基因和TARDBP基因。

  • 基因及突变介绍

人TARDBP基因位于1号染色体,TDP-43是一种主要在细胞核表达的DNA和RNA结合蛋白,在正常生理状态下行使着多项重要功能,如转录、翻译、mRNA运输、mRNA稳定、微RNA(miRNA)和长非编码RNA(lncRNA)处理等。在正常生理条件下,TDP-43具有核内和胞质穿梭的能力,但会优先在核内发挥功能;而在病理条件下,TDP-43向胞质聚集,呈现高度磷酸化或者泛素化,导致溶解性大大降低[2]。TDP-43异常定位到胞质,会导致细胞毒性的产生,又或由于其在胞质内继续发挥与RNA结合的作用,进而产生功能异常,从而使神经元发生退行性病变。大多数与ALS相关的TARDBP基因突变出现在6号外显子中,该基因编码TDP-43的C端富含甘氨酸的区域。最常见的错义突变是A382T、M337V、A315T等。

  • 非编码区功能

据文献报道,TDP-43的C-末端区域的突变增强了其内在聚集的倾向,TARDBP在内含子及UTR区域均有致病突变[3]

  • 基因治疗

靶向TARDBP的药物以单克隆抗体为主,在治疗ALS的药物管线中,靶向SOD1的管线是最多的,其次就是TARDBP,且目前靶向TARDBP的管线几乎都处于临床前阶段,这反映出靶向TARDBP的临床前研究十分火热,全人源化动物模型的应用有助于推动相关的潜在TARDBP靶向治疗方法向临床试验转化。

综上所述:TARDBP基因是肌萎缩性脊髓侧索硬化症的重要致病基因,致病机理复杂,临床药物开发以单克隆抗体为主,使用人源化小鼠可以促进药物临床前开发。赛业的TARDBP全人源化小鼠可以应用于ALS、FTD基因治疗的临床前研究,针对不同点突变还可提供模型定制服务。

 

参考文献

[1] Motor Neuron Diseases Fact Sheet. National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS).

[2] Ederle H , Dormann D .TDP‐43 and FUS en route from the nucleus to the cytoplasm[J].FEBS Letters, 2017, 591(11).DOI:10.1002/1873-3468.12646.

[3] Prasad A , Bharathi V , Sivalingam V ,et al.Molecular Mechanisms of TDP-43 Misfolding and Pathology in Amyotrophic Lateral Sclerosis[J].Frontiers in Molecular Neuroscience, 2019, 12:25-.DOI:10.3389/fnmol.2019.00025.

 

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