B6-htau*P301L小鼠

产品编号：I001181

品系全称：C57BL/6JCya-Mapt^{tm2(hMAPT*P301L)}/Cya

品系背景：C57BL/6JCya

传代建议：纯合与纯合互配

品系描述

额颞叶痴呆（FTD）是一种早发型痴呆，是仅次于阿尔茨海默病的第二大类早发型痴呆，其特点为选择性的额颞叶萎缩。FTD的临床表现包括人格与行为改变、语言障碍和执行功能障碍等。约40%~50%的FTD患者具有家族史，已经明确的FTD致病基因包括MAPT、FUS和TARDBP等。其中，MAPT是FTD中最早发现且最常见的致病基因，约30%的家族性FTD家族中可检测到MAPT基因的突变 ^[1]。

MAPT基因编码微管相关蛋白tau，该蛋白主要分布在神经元轴突中，对于微管的稳定和组装起着至关重要的作用。微管是维持神经元中细胞形态的重要结构，tau蛋白通过与微管结合维持微管的稳定性。MAPT基因的突变可能会加剧tau蛋白聚集，导致tau蛋白病理性聚集以及谷氨酸能皮层神经元的死亡 ^[2]。此外，某些类型的MAPT基因的突变会影响Pre-mRNA中外显子的剪切方式，改变tau蛋白3R和4R异构体的比例，从而使得4R-tau蛋白的产生相对增多，更易聚集形成纤维束。MAPT基因的常见突变包括P301L、P301S、Intron10+3 G>A等 ^[4]。P301L突变位于MAPT基因10号外显子编码tau蛋白的一个高度保守区域，影响4R-tau异构体，不影响10号外显子的剪接。该突变加速了tau蛋白形成成对螺旋丝，降低微管相互作用和稳定性，并在聚集过程中促进β-折叠的形成，导致tau蛋白异常聚集，形成神经纤维缠结，这是神经退行性疾病的特征之一 ^[11-12]。

针对MAPT的药物主要以小分子药物和单克隆抗体为主，适应症包括阿尔茨海默病（AD）和额颞叶痴呆（FTD）。在药物开发过程中，多使用转基因人源化小鼠，而全人源化动物模型的应用有助于推动MAPT相关的潜在治疗方法向临床试验进一步转化。本品系是携带P301L致病突变的小鼠Mapt基因人源化模型，通过基因编辑技术将小鼠Mapt基因替换为携带P301L突变的人源MAPT基因，可用于FTD和AD等多种神经退行性疾病的研究。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，赛业生物还可提供其他热门点突变疾病模型（如B6-htau*P301S小鼠），也可针对不同点突变提供定制服务。

构建方式

图1. B6-htau*P301L小鼠基因编辑打靶示意图。通过基因编辑技术，将小鼠Mapt基因替换为人源MAPT基因，同时在该基因中引入P301L突变。

研究应用：额颞叶痴呆（FTD）、阿尔兹海默症（AD）及其他神经退行性疾病研究。

验证数据

• 人源MAPT基因和鼠源Mapt基因的表达检测

图2. 6周龄雌性B6-htau*P301L小鼠（hMAPT*P301L)、B6-htau小鼠（hMAPT）和野生型小鼠（WT）的肝脏（Liver）、大脑皮层（Cerebral cortex）和肾脏（Kidney）基因表达检测。RT-qPCR检测结果显示，B6-htau*P301L小鼠和B6-htau小鼠的肝脏、大脑皮层和肾脏中均显著表达人源MAPT基因且不表达鼠源Mapt基因，而WT小鼠体内仅存在鼠源Mapt基因的表达，不存在人源MAPT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

额颞叶痴呆（Frontotemporal lobar dementia, FTD）又称额叶痴呆症，是仅次于阿尔茨海默病的第二大早发型痴呆。FTD的发病率约在0.1-46.1/1万之间。遗传特性通常为常染色体显性遗传。FTD的病理和影像特征为选择性的额颞叶萎缩，临床表现包括人格与行为改变、语言障碍、执行功能障碍等。约40%-50%的额颞叶痴呆患者有阳性家族史，已经明确的FTD致病基因包括MAPT（Microtubule associated protein tau）、FUS（Fused in sarcoma）和TARDBP（Transactive response DNA-binding protein）等。MAPT是FTD中最早发现且最常见的致病基因，约30%的家族性FTD家族中检测到MAPT突变。

• 基因及突变介绍

人MAPT基因位于17号染色体，其编码微管相关蛋白（tau蛋白）主要分布在神经元轴突中，对于微管的稳定和组装起着至关重要的作用。MAPT基因突变会导致tau蛋白的病理性聚集以及谷氨酸能皮层神经元的死亡。MAPT基因突变主要发生在第9-12外显子及其附近的内含子区域，可大致分为两种类型：第一种类型的突变会影响蛋白表达，引起后期蛋白结构发生改变，从而影响其结构稳定和表达水平。MAPT基因缺失很可能会影响该基因功能，也有可能会加剧tau蛋白异常聚集，这与获得细胞毒性作用原理一致。同样的，某些位点的突变会导致tau蛋白更易聚集。第二种类型的突变会影响pre-mRNA中外显子的剪切模型，改变tau蛋白3R和4R异构体的比例，从而使得4R-tau蛋白的产生相对增多，更易聚集形成纤维束。MAPT基因常见突变包括P301L、P301S、Intron10+3 G>A等 ^[4]。

P301L突变位于MAPT基因10号外显子编码tau蛋白的一个高度保守区域，影响4R-tau异构体。与P301S突变不同，P301L突变不影响10号外显子的剪接。该突变加速了tau蛋白形成成对螺旋丝，降低微管相互作用和稳定性，并在聚集过程中促进β-折叠的形成 ^[11-12]，导致tau蛋白异常聚集，形成神经纤维缠结，这是神经退行性疾病的特征之一。与P301L突变相似，P301S突变也会导致tau蛋白的病理性聚集。研究表明，携带P301S突变的重组tau蛋白促进微管组装的能力大大降低 ^[13]，含有该突变的患者临床表型呈现出异质性 ^[14]。

• 非编码区功能

据文献报道在MAPT内含子中存在的Intron10+3 G>A致病突变会导致4R异构体的比例增加，使用寡核苷酸药物ASO-001933靶向MAPT的3’UTR区域可以有效地减少小鼠 ^[5]、非人灵长类动物和人类神经元的原代培养物中的tau蛋白表达量 ^[6]。

• 基因治疗

靶向MAPT的药物主要为小分子药物和单克隆抗体，适应症以阿尔茨海默病（AD）和额颞叶痴呆（FTD）为主，在药物的开发过程中转基因人源化小鼠得到了广泛的使用，全人源化动物模型的应用有助于推动相关的潜在MAPT靶向治疗方法向临床试验转化。小核酸药企Ionis的ASO药物ISIS-814907通过靶向降低MAPT基因表达量来治疗疾病，该管线的临床前研究使用转基因人源化小鼠：PS19小鼠，该小鼠中随机插入了带有P301S突变的人源MAPT基因 ^[7-8]。ASO-001933通过靶向MAPT的3’UTR区域，有效地减少了MAPT表达，在该研究中，通过转基因小鼠（随机插入带有人野生型MAPT基因的cDNA）和MAPT-KO小鼠杂交得到的基因人源化疾病模型被用于候选药物分子的药效学分析 ^[5]，该研究得到Roche的资助 ^[6]。此外，Arvinas靶向MAPT基因的ASO分子及单克隆抗体药物也正紧密开发中 ^[9]。

综上所述，MAPT基因是额颞叶痴呆的重要致病基因，致病机理复杂。目前基因疗法主要以ASO为主，并使用人源化小鼠开展药物临床前试验。赛业的MAPT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（如B6-htau*P301L小鼠和B6-htau*P301S小鼠）可以应用于FTD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

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[12]Alzforum. (2021). MAPT P301L Mutation. Retrieved from https://www.alzforum.org/mutations/mapt-p301l

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