B6-hGDF15小鼠

产品编号：C001520

品系全称：C57BL/6JCya-Gdf15^em1(hGDF15)/Cya

品系背景：C57BL/6JCya

传代建议：纯合与纯合互配

品系描述

生长分化因子15（GDF15）基因编码一种属于TGF-β（转化生长因子-β）超家族的分泌配体。在TGFβ信号通路中，TGFβ超家族配体与TGFβⅡ型受体（TβRⅡ）结合，导致TGFβⅠ型受体（TβRⅠ）磷酸化，形成异二聚体细胞表面复合物。这种磷酸化进一步诱导SMAD蛋白发生丝氨酸磷酸化。SMAD蛋白是细胞内蛋白，经TGFβ与受体的相互作用后被转运到细胞核内并调节基因转录 ^[1]。GDF15基因编码的前体蛋白经过蛋白水解处理后，生成二硫键同源二聚体的各个亚基。该蛋白在多种细胞类型中广泛表达，是一种多效应细胞因子，参与细胞损伤后的应激反应程序。其表达水平的增加与组织缺氧、炎症、急性损伤和氧化应激等疾病状态相关。GDF15血清水平的升高被认为是癌症进展的潜在生物标志物，在结肠癌、前列腺癌、胰腺癌、乳腺癌和甲状腺癌等多种肿瘤细胞中过表达，MIC-1/GDF15可能是介导癌症、肥胖和慢性炎症之间相互作用的重要分子 ^[2-3]。除病理状态外，GDF15在各种情况下都会有较高的表达，因此不能仅将GDF15视为病理的生物标志物。有研究认为GDF15可能在炎症和损伤后对心脏、肝脏、肾脏和肺部起到保护作用 ^[4]。

GDF15作为代谢疾病、心血管疾病和肿瘤等疾病的重要标志物，已被证实具有成为治疗性靶点的潜力。GDF15可通过激活后脑GFRAL-RET受体而减少食物摄入量，诱导恶心或催吐神经回路来引发厌食症，已成为抗肥胖疗法的一个热门靶点 ^[5]。此外，它还对化疗引起的副作用有促进作用。GDF15中和是一种潜在的治疗方法，可减轻铂类化疗引起的厌食和体重减轻 ^[6]。研究证实一种治疗性拮抗单克隆抗体可通过阻止GDF15驱动的RET与细胞表面GFRAL的相互作用来抑制RET信号传导，从而治疗可逆转肿瘤小鼠体内的过度脂质氧化并防止癌症恶病质 ^[7]。随着越来越多的研究证明GDF15成为下一个明星靶点的潜力，动物实验作为研究中必不可少的一环，构建相应靶点的动物模型具有重大意义。

本品系是通过基因编辑技术将小鼠Gdf15基因中编码内源结构域的序列替换为人GDF15基因中编码结构域的序列，获得表达人源GDF15蛋白的模型。B6-hGDF15小鼠可用于代谢疾病、心血管疾病和肿瘤发生发展等研究，助力GDF15靶向药物的研发、筛选和临床前药理药效评估。

构建方式

图1. B6-hGDF15小鼠基因编辑打靶示意图。利用基因编辑技术，在保留小鼠蛋白信号肽（aa.1~30）的基础上将小鼠Gdf15基因中编码蛋白内源结构域（aa.31~303）的序列替换为人GDF15基因中编码蛋白结构域（aa.30~308）的序列。

研究应用

• 心脏病等心血管疾病研究；
• 糖尿病、厌食症等代谢疾病研究；
• 结直肠癌、前列腺癌等癌症发生发展研究；
• GDF15靶向药物的研发、筛选和临床前评估。

验证数据

• 人源GDF15基因和鼠源Gdf15基因表达的检测

图2. 7周龄雌性纯合B6-hGDF15小鼠和野生型（WT）小鼠肝脏和结肠中人源GDF15基因和鼠源Gdf15基因表达检测。RT-qPCR检测结果显示在B6-hGDF15小鼠的肝脏和结肠中存在显著的人源GDF15基因表达，而野生型小鼠体内不存在人源GDF15基因的表达；在野生型小鼠的肝脏和结肠中存在显著的鼠源Gdf15基因表达，而B6-hGDF15小鼠体内不存在鼠源Gdf15基因的表达。

ND：Not detected（未检测到）

• 人源GDF15蛋白表达的Western Blot检测

图3. 7周龄雌性纯合B6-hGDF15小鼠和野生型（WT）小鼠的Western Blot*检测结果。结果显示B6-hGDF15小鼠肝脏中存在人源GDF15蛋白的表达。野生型小鼠中检出的条带可能是由于人鼠基因序列和蛋白同源性较高导致的。

*本实验所使用的抗体为重组Anti-GDF15抗体[EPR19939]（Abcam, ab206414）。

参考文献

[1]Assadi A, Zahabi A, Hart RA. GDF15, an update of the physiological and pathological roles it plays: a review. Pflugers Arch. 2020 Nov;472(11):1535-1546.

[2]Breit SN, Johnen H, Cook AD, Tsai VW, Mohammad MG, Kuffner T, Zhang HP, Marquis CP, Jiang L, Lockwood G, Lee-Ng M, Husaini Y, Wu L, Hamilton JA, Brown DA. The TGF-β superfamily cytokine, MIC-1/GDF15: a pleotrophic cytokine with roles in inflammation, cancer and metabolism. Growth Factors. 2011 Oct;29(5):187-95.

[3]Bauskin AR, Brown DA, Kuffner T, Johnen H, Luo XW, Hunter M, Breit SN. Role of macrophage inhibitory cytokine-1 in tumorigenesis and diagnosis of cancer. Cancer Res. 2006 May 15;66(10):4983-6.

[4]Emmerson PJ, Duffin KL, Chintharlapalli S, Wu X. GDF15 and Growth Control. Front Physiol. 2018 Nov 27;9:1712.

[5]Borner T, Shaulson ED, Ghidewon MY, Barnett AB, Horn CC, Doyle RP, Grill HJ, Hayes MR, De Jonghe BC. GDF15 Induces Anorexia through Nausea and Emesis. Cell Metab. 2020 Feb 4;31(2):351-362.e5.

[6]Breen DM, Kim H, Bennett D, Calle RA, Collins S, Esquejo RM, He T, Joaquim S, Joyce A, Lambert M, Lin L, Pettersen B, Qiao S, Rossulek M, Weber G, Wu Z, Zhang BB, Birnbaum MJ. GDF-15 Neutralization Alleviates Platinum-Based Chemotherapy-Induced Emesis, Anorexia, and Weight Loss in Mice and Nonhuman Primates. Cell Metab. 2020 Dec 1;32(6):938-950.e6.

[7]Suriben R, Chen M, Higbee J, Oeffinger J, Ventura R, Li B, Mondal K, Gao Z, Ayupova D, Taskar P, Li D, Starck SR, Chen HH, McEntee M, Katewa SD, Phung V, Wang M, Kekatpure A, Lakshminarasimhan D, White A, Olland A, Haldankar R, Solloway MJ, Hsu JY, Wang Y, Tang J, Lindhout DA, Allan BB. Antibody-mediated inhibition of GDF15-GFRAL activity reverses cancer cachexia in mice. Nat Med. 2020 Aug;26(8):1264-1270.