降压方向的核酸药物走到体内药效评价这一步时,AGT 人源化小鼠是常被问到的一类工具。肾素-血管紧张素系统(RAS)是调节血压与体液平衡的重要通路。通路的起点由两个分子决定:肝脏分泌的血管紧张素原(AGT)作为底物,肾脏分泌的肾素(REN)作为限速酶,二者相遇后生成血管紧张素 I,再经后续酶促反应转化为血管紧张素 II,作用于受体引起血管收缩等一系列效应。正因为处在通路最上游,AGT 近年来成为降压药物研发中受到关注的靶点之一。
但把这一靶点放到小鼠体内评价时,会遇到一个绕不开的限制:肾素对底物的切割具有较强的物种特异性,人源酶与鼠源底物之间的作用效率有限。这意味着只把AGT 换成人源序列还不够。上游缺少与之匹配的人源肾素,人源底物就难以被有效切割,评价体系也就无法真正跑通。要在体内水平考察靶向人源 AGT 的药物,底物与酶两端都需要人源化。
品系构建
针对这一需求,研发人员通过hAGT(目录号 NM-HU-225082)与 hREN(2)(目录号 NM-HU-220370)小鼠交配,获得 hAGT/hREN(2) 双敲入小鼠,在同一只动物体内同时表达人源 AGT 与人源 REN。
图1:hAGT/hREN小鼠肝脏AGT与REN的RT-PCR鉴定
图2:双人源化小鼠血浆人源与小鼠AGT的ELISA检测
图6:Zilebesiran给药后血清人源AGT的时程检测
图7:Zilebesiran给药后血清人源REN代偿性升高
图8:Zilebesiran给药后肝脏人源AGT mRNA检测
验证数据
转录本水平验证。以RT-PCR 检测肝脏中 AGT(A)与 REN(B)的表达。野生型小鼠仅在鼠源引物下扩增出条带(mAgt 232 bp、mRen 235 bp),纯合小鼠仅在人源引物下扩增出条带(hAGT 360 bp、hREN 202 bp)(图1)。
血浆蛋白表达验证。以ELISA 分别检测血浆中人源与小鼠 AGT 的水平(雄性,n=3,7–8 周龄)(图2)、人源 REN 的水平(雄性,n=3,7–8 周龄)(图3),以及 mANG2 的水平(雄性,n=3,7–8 周龄)(图4)。
随龄变化验证。逐周采集雄性双敲入小鼠血清,以ELISA 试剂盒分别检测人源 AGT 与人源 REN 水平(Mean±SEM,Unpaired t-test,p<0.01,p<0.0001;ns 表示无显著性)。结果表明,血清人源 AGT 水平在不同周龄间保持稳定,而血清人源 REN 水平在 11 周龄后显著下降(图5)。这一条时间曲线对实验窗口的选择有直接参考价值。
核酸药物体内药效验证。 15 周龄雄性双敲入小鼠分为两组(每组 n=9),第 1 组单次皮下注射 PBS,第 2 组单次皮下给予 Zilebesiran,逐周采集血清检测人源 AGT 水平(Mean±SEM,Unpaired t-test,p<0.001,p<0.0001;ns 表示无显著性)。结果表明,Zilebesiran 明显降低了血清人源 AGT 水平,且该降低在 6 周的观察期内持续维持(图6)。同一给药方案下检测血清人源 REN 水平,结果表明 Zilebesiran 引起人源 REN 的代偿性升高(Mean±SEM,Unpaired t-test,p<0.01,p<0.001,p<0.0001;ns 表示无显著性)(图7)。
肝脏转录本验证。同一实验中,Zilebesiran 给药剂量为 15 mg/kg(MCE,HY-145649),每两周取肝脏组织提取 RNA(每组 n=3),反转录后以人源 AGT 引物、小鼠 Gapdh 内参进行 qPCR,相对表达量以第 1 组小鼠给药后 2 周的平均表达水平为基准换算(Mean±SEM,Unpaired t-test,p<0.05,p<0.01;ns 表示无显著性)。结果表明,Zilebesiran 显著降低了肝脏人源 AGT mRNA 表达(图8)。
血清蛋白、肝脏转录本与下游代偿三条读数彼此呼应,构成了一条较为完整的药效观察链。
应用方向
基于上述验证数据,hAGT/hREN(2) 小鼠适用于靶向人源 AGT 的小干扰 RNA、反义寡核苷酸等核酸药物的体内药效评价,可用于考察血清人源 AGT 的降低幅度与维持时间,并同步观察人源 REN 的代偿性变化;配合肝脏 qPCR 检测流程,可将血清蛋白层面的读数与肝脏转录本层面的读数对应起来。由于品系在同一只动物体内补齐了底物与酶两端的人源组分,也可用于 RAS 通路上游环节的相关机制研究与给药方案摸索。
评价靶向AGT 的核酸药物,为什么要用底物与酶都人源化的双人源化小鼠?
肾素对底物的切割具有较强的物种特异性,只把AGT 换成人源序列,上游仍缺少匹配的人源肾素。hAGT/hREN(2) 小鼠(目录号 NM-HU-234349)在同一只动物体内同时表达人源 AGT 与人源 REN,可作为 RAS 小鼠模型开展体内药效评价。验证数据显示,Zilebesiran 单次皮下给药后血清人源 AGT 明显降低并维持 6 周,肝脏靶标 mRNA 显著下降,人源 REN 出现代偿性升高。
hAGT/hREN(2)(目录号:NM-HU-234349)由南模生物研发。更多品系信息、完整验证数据与配套服务,欢迎访问南模生物官网(www.modelorg.com)查询,或联系我们获取技术资料。
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。
阅读原文