俞晓峰博士赛业生物科技有限公司
小鼠疾病模型构建与药物临床前评价研究的思考
通过对人疾病相关致病基因的筛选,建立能正确模拟人相关疾病表型特征的小鼠疾病模型,为药物研发的临床前有效性评价研究奠定了基础。将小鼠疾病模型临床前研究结果有效转化至人相关疾病研究与临床治疗应用,是生物医药研究领域共同奋斗努力的目标。
专访篇:
本期中国实验动物信息网特邀赛业生物副总裁、高级科学家俞晓峰博士就小鼠疾病模型特征及其在药物研发的临床前评价研究内容作详细的讲解。
中国实验动物信息网:为什么要构建小鼠疾病模型及其在药物临床前评价研究中的应用?
俞晓峰:小鼠模型在模式生物中所具有的独特综合优势,不仅表现在遗传学与生理学上与人具有相似性,也有其成本低、繁殖饲养快速方便、遗传背景明确、以及相应基因编辑技术成熟等有利因素,使其成为生物医药领域研究,包括基因功能及致病过程、建立人相关疾病模型和药物临床前评价研究等最为重要的模式动物。通过小鼠疾病模型的构建,有助于我们深入揭示潜在致病基因作用机制,为药物临床前评价研究提供工具,成为由药物研发基础研究向临床疾病治疗应用有效转化的重要桥梁。
在此,借用周斌教授年发表的成功研究案例,简要说明小鼠疾病模型应用于转化医学研究中的思路与策略。作者首先从家族性高胆固醇血糖临床患者人群中,筛查到低密度脂蛋白受体(LDLR)未知新突变EX,且体外细胞实验证实,表达突变LDLR基因与其功能改变具有相关性。为了进一步在体内证实该LDLR基因突变与高胆固醇血症/动物粥样硬化的因果关系,我们应用CRISPR/Cas9基本编辑技术,为作者专门定制了Ldlr-EX(对应人LDLR-EX)点突变小鼠模型。研究结果表明,该Ldlr-EX点突变小鼠模型在高脂饮食诱导下,表现与临床患者相似的高胆固醇血症及动脉粥样硬化表型,从而建立了模拟家族性人胆固醇血症及动脉粥样硬化患者的小鼠疾病模型,为进一步探索该疾病基因疗法的临床前评价研究提供了可能。
作者在Ldlr-EX点突变小鼠疾病模型基础上,验证基因编辑修正疗法治疗该疾病的可能性与效果。通过将构建的AAV8载体介导CRISPR/Cas9编辑基因治疗技术注射到突变小鼠肝脏,观察小鼠体内正常Ldlr蛋白表达水平及其相关表型变化,结果表明,Ldlr蛋白表达不仅获得一定程度恢复,且其原有的高胆固醇血症及动脉粥样硬化表型,也都获得一定程度的改善。该研究结果证明,通过对人疾病相关致病基因的筛选,建立能正确模拟人相关疾病表型特征的小鼠疾病模型,为药物研发的临床前有效性评价研究奠定了基础。
中国实验动物信息网:小鼠疾病模型在遗传性疾病基因治疗研究中发挥了什么作用?
俞晓峰:许多人疾病发生与基因突变直接相关,研究表明,有超过基因突变与包括肿瘤、代谢、神经和心血管等疾病发生有关。另外,目前已报道的罕见病(也称孤儿病)超过~7,多种,且有超过80%与基因突变密切相关。遗传性罕见病已经影响到超过3.5亿人群,且多为儿童(~50%)。这类疾病通常严重、临床诊断与治疗多复杂、且多呈慢性发展。目前绝大多数遗传罕见病(~95%)仍无有效治疗方法。另外,与传统药物研发投入比较,遗传性罕见疾病药物研发投入相对较少。因此,针对遗传性疾病治疗方法及药物研发已成为当前科学家们与生物制药行业积极