新冠研究好幫手，小鼠模型的選擇與研究應(yīng)用

動(dòng)物模型在幫助快速開發(fā)疫苗、藥物預(yù)防和治療，以及了解SARS-CoV-2感染的發(fā)病機(jī)制和宿主免疫反應(yīng)方面有著重要意義。盡管非人靈長類動(dòng)物的生理特征和免疫調(diào)節(jié)等方面與人類高度保守，是SARS-CoV-2病毒研究的首選動(dòng)物模型。但是隨著研究需求增長，經(jīng)濟(jì)及時(shí)間成本不斷攀升，能夠穩(wěn)定遺傳的定點(diǎn)打靶基因編輯小鼠有望成為一種高普適性的動(dòng)物研究模型。

血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2（ACE2）是SARS-CoV-2病毒侵入人體最主要的細(xì)胞表面受體，但由于物種間的差異，SARS-CoV-2病毒無法與野生型嚙齒動(dòng)物的ACE2受體結(jié)合，但通過基因編輯技術(shù)將小鼠Ace2替換為人源ACE2，就可以獲得穩(wěn)定表達(dá)人類ACE2受體的人源化ACE2小鼠（hACE2），相關(guān)的研究已經(jīng)證明了hACE2小鼠的SARS-CoV-2病毒易感性，并且在不同的研究方向上都發(fā)揮著作用。
 

新冠小鼠推薦

賽業(yè)生物利用自主研發(fā)的TurboKnockout技術(shù)和經(jīng)過優(yōu)化的CRISPR-Pro技術(shù)制備了BALB/c、C57BL/6J、C57BL/6N三種背景品系的ACE2小鼠，并設(shè)計(jì)了多種基因打靶方案，以滿足客戶在基礎(chǔ)研究和新藥研發(fā)的動(dòng)物模型需求。
 

其中，熱門動(dòng)物模型hACE2-All CDS-B6J和K18-hACE2-2A-CreERT2小鼠品系，即刻訂購，可快至1周發(fā)貨！

▶ hACE2-All CDS-B6J活體小鼠
小鼠模型使用人的ACE2 CDS取代小鼠內(nèi)源性的Ace2序列（保留了小鼠信號(hào)肽序列），實(shí)現(xiàn)由小鼠內(nèi)源性Ace2調(diào)控元件指導(dǎo)hACE2的表達(dá)。基因位于X染色體上，純合子雌性和半合子雄性是可存活且可育的。

▶ K18-hACE2-2A-CreERT2活體小鼠
小鼠模型在人角蛋白K18啟動(dòng)子的驅(qū)動(dòng)下，在上皮細(xì)胞表達(dá)人源ACE2，包括開始受感染的氣道上皮細(xì)胞。小鼠模型帶有CreERT2元件，可使用Tamoxifen誘導(dǎo)型Cre工具鼠對(duì)其進(jìn)行時(shí)間特異性調(diào)控表達(dá)。

K18-hACE2小鼠可以感染SARS-CoV-2病毒，導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病，其特征在于體重減輕，呼吸迅速，駝背的姿勢(shì)和不活動(dòng)。這些小鼠以劑量依賴的方式對(duì)病毒攻擊作出反應(yīng)，從而允許研究高病毒滴度攻擊的小鼠的嚴(yán)重急性呼吸道疾病以及低劑量輕度感染的長期影響。
 

精選應(yīng)用案例

賽業(yè)生物的新冠小鼠模型幫助廣大研究人員在SARS-CoV-2相關(guān)項(xiàng)目中取得突破性進(jìn)展，其應(yīng)用方向包括病毒感染機(jī)制研究、疫苗開發(fā)評(píng)價(jià)、預(yù)防藥物篩選、并發(fā)癥研究、抗體藥物開發(fā)驗(yàn)證等。

▶ 新冠病毒感染機(jī)制研究
目前的研究已經(jīng)證明在SARS-CoV-2感染過程中與ACE2受體的結(jié)合部位是病毒的Spike刺突(S)蛋白，但是兩者結(jié)合后的分子和細(xì)胞機(jī)制仍不清楚。研究人員使用了上皮細(xì)胞特異性啟動(dòng)子K18驅(qū)動(dòng)的K18-hACE2-2A-CreERT2小鼠（產(chǎn)品編號(hào)：C001244），最終揭示了SARS-CoV-2病毒感染過程中刺突水解產(chǎn)生S2’片段以及該片段在病毒和受體之間的識(shí)別、膜融合等過程中發(fā)揮的作用^[1]

▶ 新冠疫苗開發(fā)評(píng)價(jià)
接種疫苗是控制和預(yù)防COVID-19大流行的首選方法，開發(fā)長效抗感染的SARS-CoV-2疫苗仍然是十分迫切的。研究人員利用hACE2-All CDS-BALBC小鼠（產(chǎn)品編號(hào)：C001227）對(duì)新開發(fā)的疫苗進(jìn)行了驗(yàn)證，證明了基于mSM病毒樣顆粒和Al/CpG佐劑的疫苗是一種在預(yù)防COVID-19大流行中極具運(yùn)用前景的候選疫苗^[2]。

▶ 新冠預(yù)防藥物篩選
研究顯示將ACE2蛋白水平降低一半就可以顯著降低SARS-CoV-2的感染，提示部分降低ACE2蛋白水平可能是預(yù)防SARS-CoV-2感染的新策略之一。研究人員利用hACE2-All CDS-B6J小鼠（產(chǎn)品編號(hào)：C001191）進(jìn)行藥物篩選，發(fā)現(xiàn)了天然化合物維生C（VitC）可以降低ACE2蛋白水平以預(yù)防SARS-CoV-2感染，并對(duì)其作用機(jī)制作了進(jìn)一步研究^[3]。

▶ 新冠并發(fā)癥研究
SARS-CoV-2主要通過呼吸道感染導(dǎo)致肺部炎癥、發(fā)燒等臨床癥狀，但同時(shí)也存在嗅覺喪失、緊張性精神分裂癥、消化疾病、血小板減少和睪丸損傷等多種并發(fā)癥，了解不同并發(fā)癥的發(fā)病機(jī)制對(duì)于患者疾病的治療同樣十分重要。研究人員使用hACE2-All CDS-B6J小鼠（產(chǎn)品編號(hào)：C001191）作為驗(yàn)證模型，確定了SARS-CoV-2 Spike刺激后的腸道中VEGF過量產(chǎn)生的分子機(jī)制，證明了ERK/VEGF是COVID-19腸道炎癥和疾病進(jìn)展的潛在生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)^[4]。

▶ 抗體藥物開發(fā)驗(yàn)證
在SARS-CoV-2流行過程中，病毒也在不斷的發(fā)生變異，Delta和Omicron等多個(gè)致病性或傳播力更強(qiáng)的變異株的出現(xiàn)給疾病的預(yù)防和治療帶來了相當(dāng)大的挑戰(zhàn)，迫切需要更多且有效的預(yù)防和治療策略，而廣譜性中和抗體則是應(yīng)對(duì)的策略之一。研究人員使用了hACE2-All CDS-B6J小鼠（產(chǎn)品編號(hào)：C001191）用于評(píng)估R1-32抗體的體內(nèi)保護(hù)效果，證實(shí)了R1-32對(duì)SARS-CoV-2的感染具有保護(hù)活性^[5]。

參考文獻(xiàn)：

[1]Yu, Shi., Yu, Shi., Zheng, Xu., Zheng, Xu., and Zhou, Bingjie.. "SARS-CoV-2 spike engagement of ACE2 primes S2' site cleavage and fusion initiation." Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 119.1(2022).

[2]Chen, Jing., Chen, Jing., Xu, Wang., Li, Letian., and Yi, Lichao.. "Immunogenicity and protective potential of chimeric virus-like particles containing SARS-CoV-2 spike and H5N1 matrix 1 proteins." Frontiers in cellular and infection microbiology.

[3]Yibo Zuo, Zhijin Zheng, Yingkang Huang, Jiuyi He, Lichao Zang, and Tengfei Ren.. "Vitamin C is an efficient natural product for prevention of SARS-CoV-2 infection by targeting ACE2 in both cell and in vivo mouse models." bioRxiv.

[4]Zeng, Fa-Min., Zeng, Fa-Min., Li, Ying-Wen., Deng, Zhao-Hua., and He, Jian-Zhong.. "SARS-CoV-2 spike spurs intestinal inflammation via VEGF production in enterocytes." EMBO molecular medicine 14.5(2022):e14844.
 

[5]Xiaoli Xiong, Ping He, Banghui Liu, Xijie Gao, Qihong Yan, and Rongjuan Pei.. "A population antibody response against SARS-CoV-2 with differential neutralization activities towards the Delta and Omicron variants." Research Square.