B6-hGLP-1R小鼠

产品编号：C001421

品系背景：C57BL/6N

传代建议：纯合与纯合互配

品系描述

胰高血糖素样肽-1受体（Glucagon like peptide 1 receptor，GLP-1R）基因编码的蛋白为胰高血糖素样肽1（GLP-1）激素的受体，属于G蛋白偶联受体B簇中胰高血糖素受体亚家族。G蛋白是一类细胞内信号转导蛋白，它们通常与七跨膜受体（GPCR）相关联。当GPCR与配体结合时，它会激活G蛋白，使其从Gβγ亚基中解离，并通过与质膜定位的效应器分子相互作用来启动下游效应。这种信号传导过程被称为典型的G蛋白信号传导。GLP1R是一种多次跨膜蛋白，其重要的特征是具有一个典型的七跨膜核心结构域和一个相对较大的胞外结构域，可刺激葡萄糖诱导的胰岛素分泌 ^[1]。GLP-1R是一种细胞表面受体蛋白，在大脑、小肠、心脏、肺等组织中广泛表达，通过响应GLP-1和GLP-1类似物而内化，在胰岛素分泌的信号级联反应中发挥重要作用，同时在动物模型中的数据显示其具有神经保护作用 ^[2-3]。该基因的多态性与糖尿病密切相关，GLP1R蛋白是治疗Ⅱ型糖尿病和中风的重要药物靶点；胰高糖素样肽-1受体激动剂（GLP-1RA）是近年来的新型降糖药，通过激活GLP1R增强胰岛素分泌，抑制胰高糖素分泌，延缓胃排空并通过中枢性的食欲抑制减少进食量，从而达到降低血糖和减肥等作用 ^[4]。

本品系是小鼠Glp1r基因人源化模型，通过基因编辑技术，将人源GLP1R基因编码该蛋白七次跨膜的核心结构域和较大的胞外结构域的序列插入小鼠Glp1r基因序列中，表达人源GLP-1R蛋白关键功能区域的同时保留了小鼠GLp1r的信号肽和3'UTR区域。该模型可用于肥胖和Ⅱ型糖尿病等多种代谢性疾病的致病机制研究和GLP-1RA类药物研发筛选。该模型纯合子是可存活且可育的。

构建方式

通过基因编辑技术，将小鼠Glp1r基因部分1号外显子编码序列和部分1号内含子序列替换为 "hGLP1R Exon 1~2 CDS（不含信号肽）- hGLP1R Intron 2 - hGLP1R Exon 3~13 CDS - mGlp1r 3'UTR - hGH pA"，保留编码小鼠GlP1R蛋白信号肽的基因序列。

研究应用

• 肥胖和Ⅱ型糖尿病致病机制研究；
• 肥胖和Ⅱ型糖尿病药物研发筛选；
• 其它代谢性疾病如心血管和心肌疾病研究 ^[5]；
• 神经系统疾病神经保护作用研究。

验证数据

• 人源GLP-1R基因和蛋白表达水平

图1. C57BL6野生型小鼠（WT）和B6-hGLP-1R小鼠在六周龄时各组织人源GLP1R基因和蛋白表达水平。

A：qRT-PCR检测结果显示在B6-hGLP-1R小鼠肺部、大肠和大脑中存在人源GLP-1R基因的显著表达，而野生型小鼠的肺部、大肠*和大脑中不存在人源GLP-1R基因的表达（*p<0.05，**p<0.01）。

B：Western Blotting检测结果显示GLP-1R蛋白在B6-hGLP-1R小鼠胰腺中强烈表达，在肺部表达较弱**。

*该基因自身在肠道中表达量较低，且人源基因和鼠源基因序列同源性较高，WT组扩增产物可能并非人源基因条带；

**检测所用GLP-1R抗体（INVITROGEN：PA5-97789）为人源和鼠源交叉抗体。

• 胰腺组织免疫组化（IHC）染色

图2. 人源GLP-1R蛋白在6周龄野生型（C57BL/6N）和B6-hGLP-1R纯合小鼠（HO）胰腺组织的分布情况。通过免疫组化（IHC）染色检测野生型与B6-hGLP-1R小鼠的胰腺组织中GLP-1R蛋白的分布情况。结果显示B6-hGLP-1R小鼠胰岛中存在明显的GLP-1R蛋白表达*。

*检测所用GLP-1R抗体（INVITROGEN：PA5-97789）为人源和鼠源交叉抗体。

• 胰腺组织免疫荧光（IF）染色

图3. 人源GLP-1R蛋白在6周龄野生型（C57BL/6N）和B6-hGLP-1R纯合小鼠（HO）胰腺组织的分布情况。通过免疫荧光（IF）染色检测野生型小鼠与B6-hGLP-1R小鼠的胰腺组织中GLP-1R蛋白的分布情况。结果显示B6-hGLP-1R小鼠的胰岛中存在明显的GLP-1R蛋白表达*。

*检测所用GLP-1R抗体（INVITROGEN：PA5-97789）为人源和鼠源交叉抗体。

• GLP-1R激动剂PF-06882961药效验证

图4. GLP-1R激动剂PF-06882961可显著降低正常饮食（CD）和高脂饮食（HFD）条件下B6-hGLP-1R小鼠的血糖。

A~D：在正常饮食（CD）条件下，与野生型对照组相比，PF-06882961有效降低B6-hGLP-1R小鼠的血糖，表现为葡萄糖耐量试验（IPGTT）中的曲线下面积（AUC）大小（A~B）减小和摄食量（C）显著降低。

E~H：高脂饮食（HFD）可有效诱导B6-hGLP-1R和野生型小鼠发生肥胖（E~F），PF-06882961给药显著降低B6-hGLP-1R小鼠IPGTT曲线下面积（AUC），表明PF-06882961可改善肥胖B6-hGLP-1R小鼠的葡萄糖耐量（G~H）。由于PF-06882961是一种人源GLP-1R特异性激动剂*，以上结果说明B6-hGLP-1R小鼠可成功表达人源GLP-1R蛋白并与PF-06882961相互作用达到显著降低血糖的效果（8周龄雄鼠，n=6，*p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001）。

* PF-06882961是一种非肽GLP-1R激动剂（GLP-1RA），仅在具有Trp33^ECD结构的GLP-1R中激活典型G蛋白信号通路 ^[6]。

• GLP-1R激动剂Semaglutide药效验证

图5. GLP-1R激动剂Semaglutide显著降低高脂饮食（HFD）条件下B6-hGLP-1R小鼠的血糖和体重。

A：高脂饲料喂养12周后，每周两次皮下注射30nmol/kg Semaglutide*（暗周期开始前30-90 min，雄鼠），定期检测小鼠体重、摄食量、给药前后的血糖含量和血糖AUC等参数。

B~E：与对照组相比，Semaglutide给药显著降低B6-hGLP-1R小鼠的体重（B）、随机血糖（C）和摄食量（D~E）。

F~G：Semaglutide给药显著降低B6-hGLP-1R小鼠IPGTT曲线下面积（AUC），表明其可以改善B6-hGLP-1R小鼠的葡萄糖耐量，表现出良好的降血糖效果。

H~I：与野生型和对照组相比，Semaglutide给药组B6-hGLP-1R小鼠在实验终点处的体重明显下降。

（*p<0.05；**p<0.01; ***p<0.001）

* Semaglutide是一种GLP-1R激动剂（GLP-1RA），具有较长的药物半衰期 ^[7]。

参考文献

[1] Blad CC, Tang C, Offermanns S. G protein-coupled receptors for energy metabolites as new therapeutic targets. Nat Rev Drug Discov. 2012 Aug;11(8):603-19.

[2] Yun SP, Kam TI, Panicker N, Kim S, Oh Y, Park JS, Kwon SH, Park YJ, Karuppagounder SS, Park H, Kim S, Oh N, Kim NA, Lee S, Brahmachari S, Mao X, Lee JH, Kumar M, An D, Kang SU, Lee Y, Lee KC, Na DH, Kim D, Lee SH, Roschke VV, Liddelow SA, Mari Z, Barres BA, Dawson VL, Lee S, Dawson TM, Ko HS. Block of A1 astrocyte conversion by microglia is neuroprotective in models of Parkinson's disease. Nat Med. 2018 Jul;24(7):931-938.

[3] Schonhoff AM, Harms AS. Glial GLP1R: A novel neuroprotector? Mov Disord. 2018 Dec;33(12):1877.

[4] Andreasen CR, Andersen A, Knop FK, Vilsbøll T. Understanding the place for GLP-1RA therapy: Translating guidelines for treatment of type 2 diabetes into everyday clinical practice and patient selection. Diabetes Obes Metab. 2021 Sep;23 Suppl 3:40-52.

[5] Laviola L, Leonardini A, Melchiorre M, Orlando MR, Peschechera A, Bortone A, Paparella D, Natalicchio A, Perrini S, Giorgino F. Glucagon-like peptide-1 counteracts oxidative stress-dependent apoptosis of human cardiac progenitor cells by inhibiting the activation of the c-Jun N-terminal protein kinase signaling pathway. Endocrinology. 2012 Dec;153(12):5770-81.

[6] Saxena AR, Gorman DN, Esquejo RM, Bergman A, Chidsey K, Buckeridge C, Griffith DA, Kim AM. Danuglipron (PF-06882961) in type 2 diabetes: a randomized, placebo-controlled, multiple ascending-dose phase 1 trial. Nat Med. 2021 Jun;27(6):1079-1087.

[7] Christou GA, Katsiki N, Blundell J, Fruhbeck G, Kiortsis DN. Semaglutide as a promising antiobesity drug. Obes Rev. 2019 Jun;20(6):805-815.