B6-hELP1小鼠 | HUGO-GT®全基因组人源化模型 | 药物筛选评价小鼠模型

产品编号：I001203

品系全称：C57BL/6NCya-Elp1^tm1(hELP1)/Cya

品系背景：C57BL/6NCya

传代建议：纯合与纯合互配

本产品为HUGO-GT^® (Humanized Genomic Ortholog for Gene Therapy) 系列小鼠

品系描述

家族性自主神经功能异常（FD）又称Riley-Day综合征，是一种罕见的常染色体隐性遗传神经系统疾病，患者因自主神经系统和感觉神经系统的缺陷而表现出多汗、间歇性高血压、流涎、腺体分泌异常、吞咽困难、大小便失常、呼吸困难、周期性呕吐等，同时伴有发育迟缓、智力障碍、骨质疏松等躯体发育异常。家族性自主神经功能异常（FD）主要由颈交感神经节发育不良引起，延伸乙酰转移酶复合体亚基1（ELP1）基因突变是该疾病的重要遗传因素。ELP1基因又称IKBKAP，编码延伸复合物的组成部分，该复合物对于多种tRNA修饰至关重要。ELP1蛋白广泛表达于各种细胞类型，在神经元的发育和功能中发挥重要作用。ELP1基因的双拷贝突变会导致ELP1蛋白水平降低或缺失，进而引起神经元损伤和死亡，引发家族性自主神经功能异常（FD）的症状。

目前，FD尚无根治方法，治疗策略主要集中在对症治疗和支持性护理，以缓解症状并预防并发症。作为一种新兴的潜在疗法，基因治疗可以直接针对基因突变这一疾病根源进行治疗，具有提高治疗效率和持久性并扩大适应症范围的优势，预计将在研究领域引起广泛关注。目前已有针对ELP1的靶向药物管线开始布局，其临床前研究正在紧密开展，转基因人源化小鼠是这些研究中常用的动物模型。相比于随机插入或人源化区域受限的转基因人源化小鼠，全基因组人源化模型更为科学和高效，有助于加速ELP1靶向潜在疗法的临床应用。本品系是Elp1基因人源化小鼠模型，可用于家族性自主神经功能异常（FD）的致病机制研究及治疗药物的临床前评价。该模型纯合子是可存活且可育的。此外，基于自主研发的TurboKnockout融合BAC重组技术，赛业生物还可基于该模型提供热门点突变疾病模型（如ELP1 IVS20+6T>C）的构建，并提供其他点突变的定制服务，以满足广大科研人员在家族性自主神经功能异常的药效学研究需求。

构建方式

图1. B6-hELP1小鼠基因编辑打靶示意图。将小鼠Elp1基因从ATG起始密码子到TGA终止密码子的序列替换为人源ELP1基因对应的序列。

研究应用

家族性自主神经功能异常（FD）致病机制研究；
ELP1靶向药物的研发、筛选和临床前评估。

验证数据

人源ELP1基因和鼠源Elp1基因表达检测

图2. 7周龄雄性纯合B6-hELP1小鼠和野生型小鼠（WT）大脑皮层（Cerebral cortex）、肾脏（Kidney）、肝脏（Liver）、骨骼肌（Skeletal muscle）和心脏（Heart）中的基因表达检测（n=4）。RT-qPCR结果显示，在B6-hELP1小鼠的大脑皮层、肾脏、肝脏、骨骼肌和心脏中均存在人源ELP1基因的显著表达，而不存在鼠源Elp1基因的表达。野生型小鼠体内仅存在鼠源Elp1基因的表达，不存在人源ELP1基因的表达。（ND：Not detected）

罕见病数据中心（RDDC）

基因基本信息

临床突变信息

疾病介绍

家族性自主神经功能异常（Familial dysautonomia, FD）又称Riey-Day syndrome，是一种罕见的常染色体隐性遗传神经系统疾病，患者因自主神经系统和感觉神经系统的缺陷而表现出多汗、间歇性高血压、流涎、腺体分泌异常、吞咽困难、大小便失常、呼吸困难、周期性呕吐等，同时伴有发育迟缓、智力障碍、骨质疏松等躯体发育异常。FD主要由颈交感神经节发育不良引起，IKBKAP基因突变是该疾病的重要遗传因素。

基因及突变介绍

延伸乙酰转移酶复合物亚基1（ELP1）基因又称IKBKAP，编码多个tRNA修饰所需的延长复合物的成分，该蛋白质广泛表达于各种细胞，在神经元发育和功能中发挥重要作用。两个拷贝的ELP1基因均发生突变会使ELP1蛋白水平降低或缺失，导致神经元损伤和死亡，可能引发家族性自主神经功能异常的症状和体征。

超过99%的FD患者携带两个相同的ELP1基因突变拷贝，即20号内含子的5'剪接位点突变IVS20+6T>C。该突变破坏了U1小核糖核蛋白（U1-snRNP）与20号内含子供体剪接位点的碱基配对，导致20号外显子编码序列的跳跃并翻译产生截短的79 kDa蛋白质。该突变可能会使ELP1基因编码的蛋白质量减少，但突变结果在不同细胞中有差异，在某些细胞中可产生接近正常量的蛋白质，而在其他细胞尤其是脑细胞中几乎没有该蛋白质^[1]。

非编码区功能

非编码区的常见突变为20号内含子的5'剪接位点突变IVS20 + 6T> C^[1]。

基因治疗

目前FD尚无成熟的根治方法，治疗策略主要是对症治疗和支持性辅助，旨在缓解症状并预防并发症。基因治疗作为新兴的潜力疗法可针对疾病的根源即基因突变进行治疗，提高治疗的效率和持久性并扩大适应范围，有望成为下一个爆发的研究领域。现阶段已有靶向ELP1的基因治疗药物管线开始布局，其临床前研究正紧密开展。由PTC Therapeutics等机构合作开发的ASO药物（PTC-0405403）正处于临床前阶段，此药物通过靶向ELP1基因突变IVS20+6T>C来纠正ELP1的剪接缺陷而治疗疾病，该管线的临床前研究以转基因人源化小鼠TgFD9;Elp1Δ20/flox为研究对象^[2]。相较于随机插入、人源化区域受限的转基因人源化小鼠，更科学高效的全基因组人源化动物模型的开发将有助于推动ELP1靶向的潜在疗法加速迈入临床阶段。

综上所述，ELP1基因是家族性自主神经功能异常（FD）的重要致病基因，致病机理复杂。赛业生物的ELP1人源化小鼠及在该人源化模型基础上构建的热门点突变疾病模型（ELP1 (IVS20+6T>C)）可应用于FD基因治疗的临床前研究，针对不同点突变赛业还可提供模型定制服务。

参考文献

[1]Carmel,I,Tal,et al.Comparative analysis detects dependencies among the 5' splice-site positions[J].RNA -CAMBRIDGE-, 2004.

[2]Morini E, Chekuri A, Logan EM, Bolduc JM, Kirchner EG, Salani M, Krauson AJ, Narasimhan J, Gabbeta V, Grover S, Dakka A, Mollin A, Jung SP, Zhao X, Zhang N, Zhang S, Arnold M, Woll MG, Naryshkin NA, Weetall M, Slaugenhaupt SA. Development of an oral treatment that rescues gait ataxia and retinal degeneration in a phenotypic mouse model of familial dysautonomia. Am J Hum Genet. 2023 Mar 2;110(3):531-547. doi: 10.1016/j.ajhg.2023.01.019. Epub 2023 Feb 20. PMID: 36809767; PMCID: PMC10027479.