B6-hLMNA小鼠|Lmna基因人源化模型|早衰综合征小鼠_构建

产品编号：I001124

品系背景：C57BL/6N

传代建议：纯合与纯合互配

品系描述

早衰综合征（Hutchinson-Gilford Progeria Syndrome, HGPS）是一种罕见的人类遗传性疾病，患者由于基因突变而在出生早期就表现出器官衰退和生理机能下降，其身体衰老速度较正常人群快5-10倍。该疾病具有明显的孕激素特征，患病儿童多半生长发育迟缓，身材矮小，脱发，关节活动受限以及伴随骨质疏松，其他关键异常还包括头皮静脉突出、牙齿延迟萌出、性成熟受损以及声音低沉，大多数患儿会因快速发展的动脉粥样硬化而死于心血管疾病或中风^[1]。早衰综合征通常由LMNA基因的显性负突变引起。LMNA基因编码核纤层蛋白家族的核纤层蛋白A/C（LaminA/C），在进化中高度保守的核纤层蛋白家族是真核生物细胞核中附于内核膜内侧的网络片层结构。该核纤层蛋白在维持细胞结构、有丝分裂、染色体凝集等方面发挥重要作用，LMNA基因突变可引起神经肌肉性疾病、心脏病和早衰综合症等疾病。

目前在研的LMNA靶向药物管线仍处于早期阶段，相关药物管线的临床前研究正紧密开展。据文献报道，靶向LMNA基因的疗法在基因治疗领域中已先后涌现出反义寡核苷酸（ASO）药物和CRISPR基因编辑技术，其体内研究中大多使用Lmna^G609G/G609G小鼠作为药效评估的疾病模型^[1-2]。体内研究是临床前研究中不可缺少的一环，基于小核酸、CRISPR基因编辑技术的HGPS疗法均作用于人源LMNA基因，开发基因人源化小鼠模型将有助于推动基因疗法的药物管线迈入临床阶段。本品系是小鼠Lmna基因人源化模型，将小鼠Lmna基因替换为包含3’UTR区域的人源LMNA基因，可用于研究神经肌肉性疾病、心脏病、早衰综合症等疾病的致病机制和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重组的技术创新，赛业生物还可提供基于该模型构建的热门点突变疾病模型，也可针对不同点突变提供定制服务，以满足广大研发人员关于神经肌肉性疾病、心脏病、早衰综合症等疾病的药效学等实验需求。

*使用本品系发表的文献需注明: B6-hLMNA mice (Strain NO. I001124) were purchased from Cyagen.

构建方式

图1. B6-hLMNA小鼠基因编辑打靶示意图。通过基因编辑技术将小鼠Lmna基因ATG起始密码子至3'UTR下游~0.5 kb的序列替换为人源LMNA基因ATG起始密码子至3'UTR下游~0.5 kb的序列。

研究应用

B6-hLMNA小鼠可用于神经肌肉性疾病、心脏病、早衰综合症等疾病的致病机制研究和治疗药物的临床前评价。

验证数据

人源LMNA基因表达的检测

图2. 6周龄雄性野生型小鼠（B6N）和B6-hLMNA小鼠（hLMNA）骨骼肌和结肠中人源LMNA基因表达检测。通过RT-qPCR检测C57BL/6N小鼠与B6-hLMNA小鼠中人源LMNA基因的表达，结果显示在B6-hLMNA小鼠的骨骼肌和结肠均存在人源LMNA基因的显著表达，而B6N小鼠体内几乎不表达人源LMNA基因。

鼠源Lmna基因表达的检测

图3. 6周龄雄性野生型小鼠（B6N）和B6-hLMNA小鼠（hLMNA）骨骼肌和结肠中鼠源Lmna基因表达检测。通过RT-qPCR检测C57BL/6N小鼠与B6-hLMNA小鼠中鼠源Lmna基因的表达，结果显示在B6N小鼠的骨骼肌和结肠均存在鼠源Lmna基因的表达，而B6-hLMNA小鼠体内不存在鼠源Lmna基因的表达。ND：Not detected（未检测到）

罕见病数据中心（RDDC）

基因基本信息

临床突变信息

疾病介绍

基因及突变介绍

LMNA基因编码核纤层蛋白家族的核纤层蛋白A/C（LaminA/C），在进化中高度保守的核纤层蛋白家族是真核生物细胞核中附于内核膜内侧的网络片层结构。该基因含有12个外显子，10号外显子携带的剪接位点导致LMNA基因产生两种主要的亚型：层粘连蛋白A和C。该蛋白在维持细胞结构、有丝分裂、染色体凝集等方面发挥重要作用，LMNA基因突变可引起神经肌肉性疾病、心脏病、早衰综合症等疾病。在LMNA基因中已发现超500种突变，大多呈现显性突变并与一系列层粘连病有关。

与早衰综合症相关的LMNA基因突变可将正常结构的核纤层蛋白A转换为截短的有毒早衰蛋白（progerin），早衰蛋白随着年龄的增长而累积并在早衰症患者中加剧。约90%的HGPS病例是由LMNA基因11号外显子发生c. 1827C>T（p. Gly609Gly）突变造成，该突变部分激活了一个隐性剪接位点并产生早老素的截短片层蛋白A，由于截短蛋白缺失了包含蛋白酶ZMPSTE24的剪切位点在内的50个氨基酸，故异常蛋白的C末端无法被切除，最终形成永久法尼基化和羧甲基化的早衰蛋白^[2]。

非编码区功能

据文献报道，LMNA基因5号内含子发生（c.937-11 C > G）突变会导致LMNA剪切异常^[3]。此外，miR-124-3p通过与Lmna基因3'UTR区域结合可在血管平滑肌细胞中负调控Lamin A/C的表达，这可能是高血压的治疗新靶点^[4]。

基因治疗

目前在研的LMNA靶向药物管线仍处于早期阶段，相关药物管线的临床前研究正紧密开展。据文献报道，靶向LMNA基因的疗法在基因治疗领域中已先后涌现出反义寡核苷酸（Antisense oligonucleotides，ASO）药物和CRISPR基因编辑技术。ASO药物介导的前层粘连蛋白A减少是治疗前层粘连蛋白A特异性疾病的潜在策略。研究表明，ASO药物可降低主动脉的孕激素水平并改善主动脉的病理情况，该研究以表现出严重主动脉病变的Lmna^G609G/G609G小鼠作为研究模型^[1]。此外，有研究利用CRISPR基因治疗方法靶向LMNA基因11号外显子以特异性干扰层粘连蛋白A/孕激素的表达，可抑制小鼠模型中的HGPS，该文献也使用Lmna^G609G/G609G小鼠为疾病模型^[2]。

综上所述，LMNA基因是神经肌肉性疾病、心脏病、早衰综合症等疾病的重要致病基因，致病机理复杂。Lmna^G609G/G609G小鼠是常用的临床前早衰症疾病模型，使用人源化小鼠开展基因治疗药物的临床前实验可加速管线研发迈入临床阶段。赛业生物的LMNA全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可应用于HGPS等疾病的基因治疗临床前研究，针对不同点突变赛业还可提供模型定制服务。

参考文献

[1] Lee J M, Nobumori C, Tu Y, et al. Modulation of LMNA splicing as a strategy to treat prelamin A diseases[J]. Journal of Clinical Investigation, 2016, 126(4):1592-1602.DOI:10.1172/JCI85908.

[2] Beyret E, Liao H K, Yamamoto M, et al. Single-dose CRISPR–Cas9 therapy extends lifespan of mice with Hutchinson–Gilford progeria syndrome[J]. Nature Medicine, 2019.DOI:10.1038/s41591-019-0343-4.

[3] Carboni N, Floris M, Mateddu A, et al. Aberrant splicing in the LMNA gene caused by a novel mutation on the polypyrimidine tract of intron 5[J]. Muscle & Nerve, 2011, 43(5):688-693.DOI:10.1002/mus.21937.

[4] Bao H, Li H P, Shi Q, et al. Lamin A/C negatively regulated by miR-124-3p modulates apoptosis of vascular smooth muscle cells during cyclic stretch application in rats[J]. Medical & Biological Engineering & Computing, 2020, 58(3): 1-11.