评价人源IgG 抗体的药代动力学,常需借助 FcRn 基因人源化小鼠。IgG 类抗体药物能在体内维持较长的半衰期,很大程度上依赖新生儿 Fc 受体(FcRn)。FcRn 由 FCGRT 基因编码的 α 链与 β2 微球蛋白组成,在内体的酸性环境中结合 IgG 和白蛋白,使其避开溶酶体降解、重新回到细胞外,从而延长它们在血液循环中的停留时间。抗体药物的临床前药代动力学(PK)研究常在小鼠中开展,但小鼠与人的 FcRn 在结合人 IgG、人白蛋白时的特性存在差异,人源抗体在普通小鼠体内测得的半衰期外推到人时存在偏差。以增强受体结合为目标的 Fc 改造(如 YTE 突变)能否延长半衰期,也难以在普通小鼠中准确评价。因此,研究者需要体内表达人源 FcRn 的人源化小鼠模型。
构建策略
hFcRn(2) 小鼠通过同源重组,对小鼠 Fcgrt(FcRn)基因进行人源化修饰,其对应的人类同源基因为 FCGRT。
Fig1. Validation of hFCGRT and mFCGRT expression in humanized Fcgrt mice by WB.
Fig2. Detection of FCRN expression in hFCRN(2) mice by WB.
Fig.3 Detection of mIgG1 expression in serum by ELISA (n=3).
Fig.4 Blood routine test of hFCRN(2) mice (n=5 males and 5 females).
Fig.5 Blood Biochemistry of hFCRN(2) mice (n=5 males and 5 females).
Fig.6 Frequency of leukocyte and myeloid subpopulations in the blood by flow cytometry.
Fig.7 Frequency of leukocyte and myeloid subpopulations in the spleen by flow cytometry.
Fig.8 Frequency of leukocyte and myeloid subpopulations in the bone marrow by flow cytometry.
Fig.9 Blood concentration curves of Keytruda in C57BL/6 and hFcRn KI mice. (n=3/time point/group)
Fig.10 Blood concentration curves of Cyramza(A) and Keytruda(B) in C57BL/6, hFCRN(2) and Fcgrt-KO mice.(n=3/time point/group)
Fig.11 In vivo PK profiles of TAA scfv-anti HSA VHH in hALB/hFCRN(2) mice(NM-HU-200278)
Fig.12 Blood concentration curves of test articles in C57BL/6 and hALB/hFCRN(2) mice(NM-HU-200278)

Fig.13 Pharmacokinetic analysis of IBI112 in HO hFCRN(2) mice.
验证数据
人源FCGRT 蛋白表达:采用 Western blot 检测肝脏和肾脏中人源与鼠源 FCGRT 的表达。人源 FCGRT 在纯合子和杂合子小鼠的肝脏、肾脏中均有表达,鼠源蛋白在纯合子小鼠中不表达(图1)。另用抗 FCRN 抗体对 12 周龄雌性野生型小鼠和纯合子小鼠的组织裂解物进行 Western blot 检测,两组小鼠的脾脏和大肠中均可检出该蛋白(图2)。
基础表型:官网对纯合子小鼠的基础指标进行了检测,包括ELISA 检测血清鼠 IgG1 水平(n=3)(图3),以及血常规(雌雄各 5 只)(图4)和血液生化指标(雌雄各 5 只)(图5)。
免疫表型:采用流式细胞术分析8 周龄野生型小鼠与纯合子小鼠(n=6)的淋巴细胞亚群和髓系细胞亚群比例。纯合子小鼠的血液(图6)、脾脏(图7)和骨髓(图8)均表现出正常的免疫表型。
人源抗体血药浓度:官网展示了Keytruda(帕博利珠单抗)在野生型小鼠与 hFcRn 人源化小鼠中的血药浓度曲线(n=3/时间点/组)(图9)。另一组实验比较了 Cyramza(雷莫西尤单抗)(图10A)和 Keytruda(图10B)在野生型小鼠、hFcRn(2) 小鼠和 Fcgrt 敲除小鼠三组动物中的血药浓度曲线(n=3/时间点/组)。
Fc 改造抗体的药代动力学:8–10 周龄雌性野生型小鼠与纯合子小鼠(n=3)经尾静脉注射 5 mg/kg 的 IBI112(人 IgG1 Fc)及其 YTE 改造抗体,按设定时间点采集血清,分析体重与药代动力学参数。结果显示,与野生型小鼠相比,YTE 改造抗体在纯合子小鼠中的半衰期有所延长,但由于组内差异较大,差异无统计学意义(图13)。
与hALB 小鼠杂交的双人源化模型:将该品系与 hALB 人源化小鼠杂交,获得 hALB/hFcRn(2) 双人源化小鼠。官网展示了 TAA scFv-抗 HSA VHH 分子在 10–12 周龄雌性双人源化小鼠(n=3/时间点)中的体内药代动力学曲线(图11),以及受试物在野生型小鼠与双人源化小鼠中的血药浓度曲线(图12)。这两项检测由第三方合作完成。
应用场景
该品系的应用领域为免疫治疗、肿瘤研究与药物筛选。纯合子小鼠表达人源、不表达鼠源FCGRT(图1),血液、脾脏和骨髓的免疫表型正常(图6–图8),可用于单克隆抗体、双特异性抗体等含人 IgG Fc 分子的药代动力学研究;官网实验中同时设置了野生型与 Fcgrt 敲除小鼠作为对照(图10),研究者可参照这一设计比较受体缺失与人源化对抗体清除的影响。针对 YTE 等以 FcRn 结合为目标的 Fc 改造,该品系可用于半衰期的体内比较(图13),实验设计时需结合官网提示的组内差异合理设置样本量。对于借助白蛋白结合延长半衰期的分子,可选用与 hALB 小鼠杂交获得的双人源化小鼠开展评价(图11、图12)。
抗体药代动力学研究为什么要用FcRn 基因人源化小鼠?
小鼠与人的FcRn 在结合人 IgG、人白蛋白时的特性存在差异,人源抗体在普通小鼠体内测得的半衰期外推到人时存在偏差。hFcRn(2) 小鼠(目录号 NM-HU-190070)纯合子表达人源、不表达鼠源 FCGRT,免疫表型正常,已用于 Keytruda、Cyramza 及 YTE 改造抗体的血药浓度与半衰期检测。
hFcRn(2) 小鼠由南模生物研发,目录号 NM-HU-190070。如需了解品系详细信息与完整验证数据,可登录南模生物官网(www.modelorg.com)检索目录号查询。
关于南模生物
上海南方模式生物科技股份有限公司(Shanghai Model Organisms Center, Inc.,简称"南模生物"),成立于 2000 年 9 月,是上交所科创板上市高科技生物公司(股票代码:688265),专注于模式生物领域,为高校、科研院所及制药企业提供基因修饰动物模型产品与解决方案。咨询电话 400-728-0660。
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