傳統(tǒng)的動物模型技術包括原核顯微注射技術和ES打靶嵌合技術，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，整個過程耗時6-8個月，這對新藥研發(fā)和疾病研究來說是個非常大的瓶頸。 新一代動物模型技術——四倍體補償技術結合CRISPR/Cas9等基因編輯技術及小鼠胚胎干細胞技術，可實現幾乎任何目標基因位點的編輯。明迅生物通過對四倍體補償技術及干細胞精準編輯的一系列優(yōu)化，開發(fā)出新一代模式小鼠技術——TurboMice™四倍體補償技術，建立并優(yōu)化了工程化體系，讓小鼠的出生率由已有報道1-5%大幅提高至30-60%，接近正常胚胎移植效率，是世界上首個實現四倍體技術從實驗室走向產業(yè)應用的公司，有望在新藥研發(fā)和醫(yī)學基礎研究領域產生顛覆性影響。
 

 
快速批量
TurboMice™技術造模周期可短至2個月，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™技術可以幫助客戶在2-4月內拿到3-20只純合小鼠進行小試。藥物小試確認后，在緊接的2個月內通過四倍體實驗提供50只左右純合小鼠，同時通過IVF加速繁育在8-12個月時大批量提供小鼠，可達400只以上，從而幫助客戶節(jié)省1-2年的寶貴時間，加強藥物研發(fā)競爭優(yōu)勢。2020年應用TurboMice™技術在8個月內快速生產了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)技術在小鼠品系選擇上有很大的限制，而應用TurboMice™技術品系選擇更靈活，有多品種的近交系與遠交系可以選擇。  
明迅生物構建的第一代人源化ACE2小鼠是C57B/6J，在驗證的過程中發(fā)現小鼠新冠感染率較低。應用TurboMice™技術快速的優(yōu)點，立即優(yōu)化遺傳編輯策略，并很快構建了Balb/c品系的人源化小鼠，因此獲得了更高的感染效率，同時人源化ACE2表達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，個體間差異性低，可大大提高藥效評價的準確性。傳統(tǒng)技術構建的F0代基因工程小鼠往往為嵌合鼠，同一批小鼠不同個體間遺傳物質各不相同，后期的繁育只能選擇其中一只擴繁，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™技術構建的F0代小鼠即為目標小鼠，每一批基因工程小鼠均為單細胞來源，遺傳物質幾乎完全相同，降低了由小鼠遺傳物質差異導致的實驗誤差，藥效評價等實驗數據更可靠。
 
原位精準基因編輯
TurboMice™技術可在干細胞水平上原位精準基因編輯，組織特異性強，構建的小鼠模型能更好滿足新藥研發(fā)需求。

 
傳統(tǒng)技術構建的人源化ACE2小鼠均是通過外源性導入K18-ACE2啟動子造模，由于是隨機插入，不能做到精準編輯，構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（上圖C的D），能很好地模擬臨床表征。
 
獨有的EnhancerPlus分析平臺
人源化小鼠表達目的基因的水平往往非常低，導致構建的人源化小鼠并不能很好滿足后續(xù)實驗需求。明迅生物獨有的EnhancerPlus分析平臺能夠幫助客戶提高人源化基因表達水平。

基于多年的數據積累，能精準預測Enhancer的基因組位置，人源化基因編輯策略設計有據可依，更接近內源基因的表達模式及表達水平，人源化蛋白轉錄翻譯效率提升3-4個數量級。

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

明迅生物在35天內完成世界首個批量生產的ACE2人源化小鼠后，通過Enhancer優(yōu)化已經將ACE2人源化小鼠模型進行了4次迭代升級，人源化ACE2的表達水平不斷上升，目前已達到接近內源表達水平。

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

 

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

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

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


 
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 )

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