新一代模式小鼠快速制備技術(shù)：TurboMice™技術(shù)

傳統(tǒng)的動(dòng)物模型技術(shù)包括原核顯微注射技術(shù)和ES打靶嵌合技術(shù)，采用的是“小鼠造小鼠”模式，需要通過2-3代繁育過程獲得純合小鼠，整個(gè)過程耗時(shí)6-8個(gè)月，這對新藥研發(fā)和疾病研究來說是個(gè)非常大的瓶頸。 新一代動(dòng)物模型技術(shù)——四倍體補(bǔ)償技術(shù)結(jié)合CRISPR/Cas9等基因編輯技術(shù)及小鼠胚胎干細(xì)胞技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)幾乎任何目標(biāo)基因位點(diǎn)的編輯。明迅生物通過對四倍體補(bǔ)償技術(shù)及干細(xì)胞精準(zhǔn)編輯的一系列優(yōu)化，開發(fā)出新一代模式小鼠技術(shù)——TurboMice™四倍體補(bǔ)償技術(shù)，建立并優(yōu)化了工程化體系，讓小鼠的出生率由已有報(bào)道1-5%大幅提高至30-60%，接近正常胚胎移植效率，是世界上首個(gè)實(shí)現(xiàn)四倍體技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的公司，有望在新藥研發(fā)和醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域產(chǎn)生顛覆性影響。
 

 
快速批量
TurboMice™技術(shù)造模周期可短至2個(gè)月，首建鼠即可100%為純合種鼠，無需繁育篩選。

 
對于新藥研發(fā)企業(yè)來說，快速得到大批量的純合小鼠模型，能大大提高藥物研發(fā)的效率。TurboMice™技術(shù)可以幫助客戶在2-4月內(nèi)拿到3-20只純合小鼠進(jìn)行小試。藥物小試確認(rèn)后，在緊接的2個(gè)月內(nèi)通過四倍體實(shí)驗(yàn)提供50只左右純合小鼠，同時(shí)通過IVF加速繁育在8-12個(gè)月時(shí)大批量提供小鼠，可達(dá)400只以上，從而幫助客戶節(jié)省1-2年的寶貴時(shí)間，加強(qiáng)藥物研發(fā)競爭優(yōu)勢。2020年應(yīng)用TurboMice™技術(shù)在8個(gè)月內(nèi)快速生產(chǎn)了500只純合人源化ACE2小鼠，并快速升級迭代了4次。
 
品系選擇靈活
傳統(tǒng)技術(shù)在小鼠品系選擇上有很大的限制，而應(yīng)用TurboMice™技術(shù)品系選擇更靈活，有多品種的近交系與遠(yuǎn)交系可以選擇。  
明迅生物構(gòu)建的第一代人源化ACE2小鼠是C57B/6J，在驗(yàn)證的過程中發(fā)現(xiàn)小鼠新冠感染率較低。應(yīng)用TurboMice™技術(shù)快速的優(yōu)點(diǎn)，立即優(yōu)化遺傳編輯策略，并很快構(gòu)建了Balb/c品系的人源化小鼠，因此獲得了更高的感染效率，同時(shí)人源化ACE2表達(dá)水平也得到了較大提升。

遺傳一致性好
模式小鼠遺傳一致性好，個(gè)體間差異性低，可大大提高藥效評價(jià)的準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)技術(shù)構(gòu)建的F0代基因工程小鼠往往為嵌合鼠，同一批小鼠不同個(gè)體間遺傳物質(zhì)各不相同，后期的繁育只能選擇其中一只擴(kuò)繁，篩選繁育幾代之后才能獲得具有穩(wěn)定遺傳且遺傳一致性好的小鼠。TurboMice™技術(shù)構(gòu)建的F0代小鼠即為目標(biāo)小鼠，每一批基因工程小鼠均為單細(xì)胞來源，遺傳物質(zhì)幾乎完全相同，降低了由小鼠遺傳物質(zhì)差異導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)誤差，藥效評價(jià)等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更可靠。
 
原位精準(zhǔn)基因編輯
TurboMice™技術(shù)可在干細(xì)胞水平上原位精準(zhǔn)基因編輯，組織特異性強(qiáng)，構(gòu)建的小鼠模型能更好滿足新藥研發(fā)需求。

 
傳統(tǒng)技術(shù)構(gòu)建的人源化ACE2小鼠均是通過外源性導(dǎo)入K18-ACE2啟動(dòng)子造模，由于是隨機(jī)插入，不能做到精準(zhǔn)編輯，構(gòu)建的小鼠模型人源化ACE2沒有組織特異性。明迅生物的人源化ACE2小鼠可以在不同器官中特異性表達(dá)（上圖C的D），能很好地模擬臨床表征。
 
獨(dú)有的EnhancerPlus分析平臺
人源化小鼠表達(dá)目的基因的水平往往非常低，導(dǎo)致構(gòu)建的人源化小鼠并不能很好滿足后續(xù)實(shí)驗(yàn)需求。明迅生物獨(dú)有的EnhancerPlus分析平臺能夠幫助客戶提高人源化基因表達(dá)水平。

基于多年的數(shù)據(jù)積累，能精準(zhǔn)預(yù)測Enhancer的基因組位置，人源化基因編輯策略設(shè)計(jì)有據(jù)可依，更接近內(nèi)源基因的表達(dá)模式及表達(dá)水平，人源化蛋白轉(zhuǎn)錄翻譯效率提升3-4個(gè)數(shù)量級。

2022年實(shí)例：X基因的人源化。初始策略未經(jīng)EnhancerPlus優(yōu)化，表達(dá)量極低，無法滿足藥物研發(fā)的需求。因此，通過自主研發(fā)的EnhancerPlus平臺進(jìn)行策略優(yōu)化，表達(dá)量提升三個(gè)數(shù)量級（見上圖），蛋白水平經(jīng)客戶鑒定達(dá)到藥物研發(fā)的要求。

明迅生物在35天內(nèi)完成世界首個(gè)批量生產(chǎn)的ACE2人源化小鼠后，通過Enhancer優(yōu)化已經(jīng)將ACE2人源化小鼠模型進(jìn)行了4次迭代升級，人源化ACE2的表達(dá)水平不斷上升，目前已達(dá)到接近內(nèi)源表達(dá)水平。

 
多位點(diǎn)基因編輯
TurboMice™技術(shù)有基因改造位點(diǎn)的位置、片段長短及數(shù)量選擇性大，無等位基因分離困擾的優(yōu)點(diǎn)，是目前市場上構(gòu)建多位點(diǎn)聯(lián)合表型模型的最優(yōu)選擇；可同時(shí)編輯3個(gè)以上的基因和位點(diǎn)，并且不需要繁育過程，直接通過編輯干細(xì)胞生產(chǎn)多位點(diǎn)基因純合小鼠模型，可以為創(chuàng)新藥物研究提供所需的各種高價(jià)值的復(fù)雜模型。
 

 

傳統(tǒng)技術(shù)需要分別構(gòu)建不同基因純合小鼠，然后通過交配繁育獲得多位點(diǎn)基因編輯小鼠，耗時(shí)1年以上。

明迅生物在ACE2人源化小鼠基礎(chǔ)上，在短時(shí)間內(nèi)成功開發(fā)了多種多位點(diǎn)基因編輯小鼠模型。 長片段基因編輯

TurboMice™技術(shù)可進(jìn)行20kb以上的長片段精準(zhǔn)基因編輯，助力人源化、條件性敲除（CKO )、大片段敲入 ( KI ) 等復(fù)雜模型快速制作。
 


 
發(fā)表文章
[1]Wang G, Yang ML, Duan ZL, Liu FL, Jin L, Long CB, Zhang M, Tang XP, Xu L, Li YC, Kamau PM, Yang L, Liu HQ, Xu JW, Chen JK, Zheng YT, Peng XZ, Lai R. Dalbavancin binds ACE2 to block its interaction with SARS-CoV-2 spike protein and is effective in inhibiting SARS-CoV-2 infection in animal models. Cell Res. 2021 Jan;31(1):17-24. doi: 10.1038/s41422-020-00450-0.     ( IF: 20.507 )
[2]Liu FL, Wu K, Sun J, Duan Z, Quan X, Kuang J, Chu S, Pang W, Gao H, Xu L, Li YC, Zhang HL, Wang XH, Luo RH, Feng XL, Schöler HR, Chen X, Pei D, Wu G, Zheng YT, Chen J. Rapid generation of ACE2 humanized inbred mouse model for COVID-19 with tetraploid complementation. Natl Sci Rev. 2020 Nov 24;8(2):nwaa285. doi: 10.1093/nsr/nwaa285. ( IF: 16.693 )

服務(wù)流程