基因修饰在人源化肝脏小鼠建模中的应用医学

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1、基因修饰技术在人源化肝脏小鼠模型中的应用早在17世纪动物试验就已经出现了。目前试验动物广泛应用于生理学、医学、药学等学科的教学与研究，以及食品、化妆品、生物制品、工业产品等的安全性、毒性和效力等方面的试验和检测，具有重要价值和作用。试验用动物种属差异动物基因组人类基因组代谢、免疫相关人类毒性肝脏是人体最重要的代谢器官，也是出现受试人员中毒时最常见、表现最明显、影响最严重的毒性靶器官。另据报导，每年临床发生肝毒性损伤的病例亦非常多。药物引发肝损伤占全部中毒事件20%－50%，暴发性肝衰竭可达15%－30%。药物性肝损害非阿尿苷事件回顾非阿尿苷是抗乙肝病毒核苷类似物，其前期试验药效显著

2、，结果良好。而1993年15名受试者加大剂量（0.1or0.25mg/kg/d)）的二期临床试验中，前8周疗效明显，而13周时7名受试者出现肝衰竭、脾衰竭、乳酸中毒，其中5名不治身亡。动物试验非阿尿苷最大耐受剂量小鼠50mg/kg/d90d大鼠500mg/kg/d30d比格犬3mg/kd/d90d食蟹猴25mg/kg/d30d小鼠给药剂量达到250mg/kg/d（人类剂量1000倍）时，50只小鼠仅有4只死于肾衰竭。大鼠剂量达510mg/kg/d（人类剂量2000倍），持续给药70d，所有大鼠ALT、AST均正常。毒性预测食品生物制品化妆品药物试验动物作为预测工具如不能完全准确预测

3、人体可能会出现的情况，就如同战地扫雷，一旦出现误判，代价很有可能将是巨大的！危险安全那么能不能构建一种临床前更贴近人肝代谢、预测性更一致性的试验动物模型，将可能发生的人类肝毒性提前筛查出来，降低无谓成本，减少临床损失呢？这将具有极其重大的意义和价值！人源化肝脏小鼠模型由此成为研究热点分子技术生物模型临床应用现代生物医药领域研究模式基因修饰技术ES打靶基因修饰技术TALEN基因修饰技术CRISPR/Cas9基因修饰技术TetraOneTM基因修饰技术基因修饰动物建模免疫缺陷小鼠模型的构建类别序号名称基因信息特异性免疫非特异性免疫免疫缺陷小鼠1NudeFoxn1nu无胸腺，无T，B↓正

4、常2SCIDPrkdcscid无T，无B正常3NOD-SCIDNOD/Prkdcscid无T，无BNK↓补体↓4Rag2Rag2-/-T、B功能缺失正常5IL2RGIl2rg-/-T、B部分功能缺失NK↓6F344RGRag2-/-/Il2rg-/-T、B功能缺失NK功能缺失7FPGPrkdc-/-/Il2rg-/-T、B功能缺失NK功能缺失8NOGNOD/Prkdcscid/Il2rgtm1Sug无T，无BNK、补体功能缺失人源化肝脏小鼠模型的构建工程基因片段uPA基因片段Fah基因片段HSVtk/GCV自杀系统Tet-on/uPA自杀系统其他移植用人类细胞肝细胞造血干细胞胸腺细

5、胞其他（1）uPA-Rag2小鼠（Dandri，2001年，德国）uPA全称尿激酶纤维蛋白溶酶原活化子（Urokinase-typePlasminogenActivator），当白蛋白启动的uPA基因片段在小鼠肝细胞内表达时，纤维蛋白溶酶原会激活纤维蛋白酶，诱发粗面内质网发生裂解损伤，最后肝细胞损伤并逐渐消亡。Rag2全称重组激活基因2（Recombination-ActivatingGene2），在VDJ基因重排和淋巴细胞发育中起关键性作用。Rag2-/-小鼠为C57BL/6J品系背景，T、B淋巴细胞早期发育严重停滞，外周血没有成熟的循环T、B淋巴细胞，非特异性免疫收影响小。Ra

6、g2小鼠uPA基因肝细胞人源化率仅有15%，适合病毒学研究，但无法满足代谢研究需求！！（2）uPA-SCID小鼠（Tateno，2004年，日本）SCID小鼠全名联合缺陷免疫小鼠（severecombinedimmunedeficiency），其第16对染色体隐性基因突变，纯合子的淋巴细胞抗原受体基因VDJ区域的重组酶活性异常，基因重排无法正常进行，影响B、T细胞的正常分化，外周血白细胞总数减少，但粒细胞、巨噬细胞、NK细胞、LAK细胞正常。uPA-SCID小鼠相比uPA-Rag2小鼠具有更高的人源化比率，其肝细胞替换可达50%，运用免疫抑制剂后可提升至70%，基本满足代谢和毒性研

7、究需求，许多学者利用该模型进行了多种药物研究。SCID小鼠uPA基因持续性自发肝损；出血性疾病导致死亡；高血补体浓度（C3）肾病；生殖障碍；移植窗较小（出生后2W内移植）；存在非特异性免疫，需药物抑制免疫。名称基因信息特异性免疫非特异性免疫肝损伤uPA-SCIDuPA/Prkdcscid无T无B正常uPA（2）uPA-SCID小鼠（Tateno，2004年，日本）（3）Fah小鼠（Grompe，1993年，波兰）Fah全称延胡索酰乙酰乙酸水解酶基因（fumarylac