肝臟是人體內(nèi)的關(guān)鍵器官,參與代謝、解毒、儲(chǔ)存能量等多個(gè)重要功能,但也容易受到多種疾病的侵害,例如病毒性肝炎、酒精性肝病、非酒精性脂肪肝?。∟AFLD)等。許多肝病涉及復(fù)雜的免疫反應(yīng),這對(duì)疾病的發(fā)病機(jī)制及治療效果產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。
目前,國(guó)內(nèi)外研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種小鼠人源化模型,主要用于研究肝病及免疫相關(guān)疾病(見(jiàn)表1)。截至 2019 年 10 月,已有超過(guò) 200 篇利用多種類型嵌合小鼠或 PXB 細(xì)胞的研究論文發(fā)表,這些論文描述了針對(duì)乙肝病毒(HBV)或丙肝病毒(HCV)藥物的療效研究,或藥物代謝與藥代動(dòng)力學(xué)(DMPK)研究,包括吸收、分布、代謝和排泄(ADME)、藥物相互作用(DDI)以及使用藥物或化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行的肝毒性研究。
表1. 使用肝臟人源化小鼠模型或細(xì)胞的文獻(xiàn)匯總
然而,大多數(shù)模型僅在人源化免疫系統(tǒng)或肝臟方面有所發(fā)展,且其復(fù)雜的免疫反應(yīng)和肝臟代謝功能仍難以精確模擬人類疾病。使用的動(dòng)物模型的遺傳背景以及用于肝臟耗竭的技術(shù)確實(shí)會(huì)影響某些生理通路/反應(yīng)。所有模型均采用第一代免疫缺陷小鼠模型開(kāi)發(fā),這限制了完整人類免疫系統(tǒng)的重建(例如缺乏人類髓系細(xì)胞群)。且人源化率高度不一:使用該模型難度大且成本極高。
表2. 用于構(gòu)建肝臟人源化的幾種小鼠模型
genOway/上?;煌?/strong>自成立伊始,希望可以讓每一個(gè)新藥候選分子都在盡可能符合人體生理的環(huán)境中接受檢驗(yàn)與評(píng)估,持續(xù)深耕人源化動(dòng)物模型領(lǐng)域。隨著免疫療法和肝臟疾病新藥研發(fā)的浪潮不斷涌起,傳統(tǒng)的小鼠模型因物種差異所帶來(lái)的轉(zhuǎn)化率瓶頸日益凸顯。如何構(gòu)建一個(gè)既具備完整人源免疫系統(tǒng),又擁有高度人源化肝實(shí)質(zhì)的小鼠模型,成為制藥研發(fā)和學(xué)術(shù)研究亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
基于對(duì)行業(yè)需求的深刻洞察和多年技術(shù)積累,上?;煌瞥隽嗣庖呦到y(tǒng)與肝臟雙重人源化小鼠模型,將免疫系統(tǒng)和肝臟兩大維度的人源化技術(shù)融會(huì)貫通,為前臨床研究提供了前所未有的高保真平臺(tái)。
雙重人源化小鼠模型選用 BRGSF (BALB/c-Rag2tm1FwaIl2rgtm1CgnSirpαNODFlk2tm1lrl) 小鼠作為基礎(chǔ)。這是一款高度免疫缺陷小鼠模型,適用于人源化免疫系統(tǒng)的重建。該小鼠缺失 Rag2 和 IL2rg 基因,導(dǎo)致 T、B 細(xì)胞及 NK 細(xì)胞完全缺失,同時(shí)攜帶 SirpαNOD 突變,提高了外源人源細(xì)胞的植入效率。此外,F(xiàn)lk2 基因敲除進(jìn)一步抑制小鼠自身的髓系細(xì)胞發(fā)育,為后續(xù)人源化免疫系統(tǒng)提供了更純粹的免疫缺陷微環(huán)境。
該模型可以將高純度人臍帶血來(lái)源的 CD34? 細(xì)胞,注入到經(jīng)放射清髓處理后的 BRGSF 小鼠新生仔鼠,12-16周后,外周血中的 hCD45? 人源化程度可穩(wěn)定達(dá)到 45% 以上,人源 T、B、NK 及髓系細(xì)胞譜系得到完整再建立。BRGSF 在人髓系細(xì)胞定植、免疫功能成熟和 GvHD 延遲發(fā)生方面,均表現(xiàn)出更自然、更穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。以此模型為基礎(chǔ),旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)人類免疫系統(tǒng)更完整的重建。
圖1. 在BRGSF小鼠上進(jìn)行免疫系統(tǒng)人源化重建流程
在免疫缺陷鼠的基礎(chǔ)上,從理論與實(shí)際實(shí)行中對(duì)比下述的各種方法:
最終采用最佳策略誘導(dǎo)肝損傷,用以控制肝細(xì)胞耗竭劑的基因表達(dá),開(kāi)發(fā)一種特異性針對(duì)小鼠肝細(xì)胞的耗竭技術(shù),對(duì)其他小鼠細(xì)胞類型(及人類肝細(xì)胞)無(wú)影響。且耗竭程序必須能夠以漸進(jìn)方式實(shí)現(xiàn)小鼠肝細(xì)胞的完全降解,以支持強(qiáng)效移植物存活。最終實(shí)現(xiàn)對(duì)小鼠自身肝細(xì)胞的周期性、定時(shí)耗竭,與人源肝細(xì)胞的高效定植相結(jié)合。
圖2. 雙重人源化小鼠的構(gòu)建流程示意圖
基于免疫系統(tǒng)與肝臟雙重人源化,可以評(píng)估抗腫瘤抗體偶聯(lián)物(ADC)的 ADCC/ADCP 效應(yīng),還能同步監(jiān)測(cè)肝臟藥代動(dòng)力學(xué)(PK)、代謝產(chǎn)物(CYP450、UGT、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白)以及免疫相關(guān)毒性,實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物全方位、一體化的前臨床評(píng)價(jià)。同時(shí)也可以通過(guò)病毒或者化學(xué)藥物誘導(dǎo)病毒性,自身免疫學(xué)肝炎模型,用以探究免疫系統(tǒng)及免疫細(xì)胞在肝炎中的作用機(jī)制。最終可以通過(guò)追蹤初級(jí)膽汁酸與次級(jí)膽汁酸的產(chǎn)出評(píng)估肝腸之間的代謝免疫的交流與調(diào)控。
展望未來(lái),上海基锘威聯(lián)手 genOway 法國(guó)將繼續(xù)完善和迭代雙重人源化平臺(tái),重點(diǎn)部署:
肝臟疾病領(lǐng)域的未來(lái),注定是人源化與智能化并行的時(shí)代。免疫系統(tǒng)與肝臟雙重人源化小鼠模型正是連接研發(fā)與臨床的那座堅(jiān)實(shí)橋梁,讓每一款新藥在走進(jìn)臨床前,都擁有最貼近人體的預(yù)測(cè)能力。我們相信,在不遠(yuǎn)的將來(lái),基于這一平臺(tái)的前臨床數(shù)據(jù),將成為制藥攻關(guān)的"金標(biāo)準(zhǔn)",為全球肝臟疾病治療和精準(zhǔn)醫(yī)療帶來(lái)真正革新。
請(qǐng)關(guān)注 2025 年 6 月 27-28 日在蘇州舉辦的美國(guó)華人生物醫(yī)藥科技協(xié)會(huì) CBA-China 中國(guó)年會(huì),上海基锘威將攜雙重人源化模型的更多細(xì)節(jié),以及其他人源化小鼠模型,在 DT10 展臺(tái)恭候您的光臨。
參考文獻(xiàn):
Gracia-Sancho J, Marrone G, Fernández-Iglesias A. Hepatic microcirculation and mechanisms of portal hypertension. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology. 2019;16(4):221-234.
Huang DQ, El-Serag HB, Loomba R. Global epidemiology of NAFLD-related HCC: trends, predictions, risk factors and prevention. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology. 2021;18:223-238.
Ipsen DH, Lykkesfeldt J, Tveden-Nyborg P. Animal models of fibrosis in nonalcoholic steatohepatitis: do they reflect human disease? Advances in Nutrition. 2020;11:1696-1711.
Mahapatra D, Maronpot R. Translational relevance of rodent models to predict human liver disease. Toxicologic Pathology. 2024;51(7-8):482-486.
McGill MR, Williams CD. Acetaminophen-induced liver injury in rats and mice: comparison of protein adducts, mitochondrial dysfunction, and oxidative stress in the mechanism of toxicity. Toxicology and Applied Pharmacology.2012;264(3):387-394.
Nevzorova YA, Boyer-Diaz Z, et al. Animal models for liver disease - a practical approach for translational research. Journal of Hepatology. 2020;73(2):423-440.
Shizu R, Yoshinari K. Nuclear receptor CAR-mediated liver cancer and its species differences. Expert Opinion on Drug Metabolism & Toxicology.2020;16(4):343-351.
Simon J, Nu?ez-García M, et al. Targeting hepatic glutaminase 1 ameliorates non-alcoholic steatohepatitis by restoring very-low-density lipoprotein triglyceride assembly. Cell Metabolism. 2020;31(3):605-622.
Song XJ, Guo YS, et al. A mouse model of inducible liver injury caused by Tet-On regulated urokinase for studies of hepatocyte transplantation. The American Journal of Pathology. 2009;175(5):1975-1983.
Tateno C, Kojima Y. Characterization and applications of chimeric mice with humanized livers for preclinical drug development. Laboratory Animal Research. 2020; 36(2):
Wang XX, Jin R, et al. Collagen co-localized with macrovesicular steatosis better differentiates fibrosis progression in non-alcoholic fatty liver disease mouse models. Frontiers in Medicine. 2023;10:1172058.
合作咨詢
肖女士
021-33392297
Kelly.Xiao@imsinoexpo.com