转基因动物在抗体发现中的应用

转基因动物在抗体发现中的应用

转基因动物是经过基因改造的生物,含有一个或多个外源基因,称为转基因,插入其基因组中。这些转基因可以使用各种基因工程技术引入,目的是赋予动物特定的性状或特征。在抗体发现和治疗开发的背景下,转基因动物可以被改造为表达人类抗体基因,使它们能够产生用于研究和治疗目的的全人类抗体。这些动物是研究基因功能、模拟人类疾病和生产生物制药的宝贵工具,为生物医学研究和药物开发工作做出了重大贡献。

越来越多的来自转基因动物的治疗性抗体是完全人类的,具有显着的临床益处。基因靶向和通过细菌或酵母人工染色体将人类基因位点整合到啮齿动物中,或将人类染色体片段整合到牛等大型动物中等技术已经发挥了重要作用。尽管这些动物在免疫后可以在血清中产生特异性的人免疫球蛋白,但与野生型免疫球蛋白相比,这些转基因动物中人类恒定区域与内源性信号转导成分的相互作用效率较低。基因工程的进步,如将人类V区基因与内源性C区基因联系起来,导致了抗体产量和免疫反应的提高,模仿了未修饰动物的抗体产量和免疫反应。1

转基因动物模型在抗体发现中的兴起

基因工程的创新使人类免疫球蛋白基因能够整合到小鼠、大鼠、兔子、鸡甚至牛的基因组中,从而使它们具备通过自然生物过程产生人类抗体的能力。这种体内抗体生成提供了许多好处,例如以高特异性和亲和力回收与靶抗原结合的分子。进一步的体内序列多样化、体细胞超突变和质量控制测试允许非随机选择和富集 B 细胞,从而产生具有治疗有利属性的抗体。2

这一技术飞跃导致了XenoMouse和HuMab-Mouse等平台的创建,这些平台在众多治疗性抗体的开发中发挥了重要作用。该技术模拟了人类抗体库的基本要素,包括 V、D 和 J 段的使用模式。将小鼠生物学与人类抗体序列数据相结合的能力使研究人员能够获得全人类抗体的多样化来源,此后已扩展到其他物种。3

人源化转基因动物的优势

人源化转基因动物为抗体发现和开发提供了宝贵的工具。使用具有全人类特异型的抗体可以降低通常与非人类抗体相关的患者的免疫排斥风险。与传统动物模型相比,人源化转基因动物还可以提供更准确的人类免疫反应模型,从而在人体试验之前更好地评估潜在的抗体疗法。此外,这些平台能够快速有效地发现和开发抗体,通过具有高特异性和亲和力的生物制剂扩大可治疗疾病的范围。

  1. Brüggemann,M.,Osborn,M.J.,马,B.,Hayre,J.,Avis,S.,Lundstrom,B.和Buelow,R.(2015)。转基因动物中的人抗体生产。Archivum immunologiae et therapiae experimentalis, 63(2), 101–108.https://doi.org/10.1007/s00005-014-0322-x
  2. Chen,W.C.和Murawsky,CM(2018)。使用表达人类抗体的转基因动物产生不同抗体库的策略。免疫学前沿, 9. https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.00460
  3. Akkina R.(2014 年)。用于研究人类免疫反应和产生人类单克隆抗体的人源化小鼠。微生物学谱,2(2),10.1128/microbiolspec。AID-0003-2012年。https://doi.org/10.1128/microbiolspec.AID-0003-2012
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