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在基因转录过程中，外显子和内含子都会被复制到前体信使RNA（pre-mRNA）中，随后通过剪接去除内含子，获得编码序列，最终翻译成蛋白质。随着全基因组测序的发展，人们逐渐认识到内含子突变在多种疾病，尤其是罕见病中，具有重要作用。研究表明，约10%-30%的疾病相关基因突变（主要为内含子突变）会影响剪接或通过调控元件（如增强子和沉默子）的失调，引发隐性剪接位点激活、假外显子包含和外显子跳跃等机制，最终导致疾病。这些机制通常会产生提前终止密码子（PTC），引发无义介导的RNA降解（NMD）、蛋白质二级结构改变或基因/蛋白表达水平失调[1-3]。今天为大家介绍的家族性自主神经功能障碍研究模型，即是由内含子突变引发的典型疾病案例。
图1 内含子突变对Pre-mRNA剪接的常见影响类型[3] 
家族性自主神经功能障碍（FD）与ELP基因内含子突变 家族性自主神经功能障碍（FD）是一种罕见的遗传性神经系统疾病，由神经元发育受损和中枢神经系统退化引起。患者因自主神经系统和感觉神经系统的缺陷，表现出多汗、间歇性高血压、流涎、吞咽困难、大小便失常、呼吸困难及周期性呕吐等症状。该病具有种族特异性，主要影响德系犹太人，在该人群中的发病率约为1/3600，仅约50%的患者能存活至40岁[4-5]。ELP1（IKBKAP）基因编码延伸复合物组成部分，在神经元的发育和功能中发挥重要作用。几乎所有FD患者都携带ELP1基因双拷贝突变，其中超过99%为第20号内含子5'剪接位点突变（IVS20+6T>C）。该突变破坏了U1小核核糖核蛋白与第20号内含子供体剪接位点的碱基配对，导致第20号外显子跳跃[4-6]。这种错误剪接导致转录本框架移位，产生提前终止密码子（PTC），从而翻译出截短的ELP蛋白，最终导致神经元损伤和死亡。 图2 ELP1/IKBKAP内含子突变IVS20+6T>C导致转录本剪接异常的机制[6] 
靶向ELP1的FD疗法及相关动物模型 目前，FD尚无根治方法，治疗策略主要集中在对症治疗和支持性护理，以缓解症状并预防并发症。由于IVS20+6T>C突变是FD最常见的致病突变，研究的重点在于纠正该突变引起的错误剪接模式，以生成全长ELP1蛋白。冷泉港实验室和PTC Therapeutics的研究人员在这一领域开展了诸多研究，包括反义寡核苷酸（ASO）和小分子药物的开发[7-9]。研究表明，使用野生型小鼠研究内含子突变ELP1基因的剪接模式不可行，而纯合Elp1基因敲除小鼠会在胚胎期死亡。表达带有人源突变ELP1基因的转基因小鼠由于正常水平的内源性小鼠Elp1基因表达，未表现出明显的疾病表型，因此需要结合小鼠内源性Elp1基因单拷贝敲除，但这仍存在转基因拷贝不稳定和表型不一致等问题[10-12]。此外，由于小鼠和人类基因剪接模式的差异，将小鼠Elp1基因第20号外显子及其两侧内含子人源化并引入IVS20+6T>C突变，同样未能产生表型[13]。 图3 通过小分子药物调控IKBKAP IVS20+6T>C第20号外显子剪接模式[9] 以上研究表明，在小鼠体内研究ELP1基因剪接模式可能需要更长甚至全长人类ELP1基因序列。针对这一需求，赛业生物研发了小鼠Elp1基因人源化的B6-hELP1模型（产品编号：I001203），其中小鼠Elp1基因从起始密码子到终止密码子的序列被原位替换为人源ELP1基因的对应序列。此外，在此基础上还构建了IVS20+6T>C人源化疾病模型，以满足广大科研人员在FD研究中的需求。 
B6-hELP1小鼠成功表达人源ELP1基因 检测结果表明，在B6-hELP1小鼠的大脑皮层、肾脏、肝脏、骨骼肌和心脏中均存在人源ELP1基因的显著表达，且不存在鼠源Elp1基因的表达。 图4 B6-hELP1小鼠和野生型小鼠体内人源ELP1基因和鼠源Elp1基因的表达 总 结 目前FD治疗研究主要集中在纠正突变引起的错误剪接模式，以生成全长ELP1蛋白。B6-hELP1模型（产品编号：I001203）在小鼠体内表达全长的人源ELP1基因，并且不存在小鼠内源性Elp1基因的干扰，可用于FD研究。根据前期研究，基于B6-hELP1小鼠构建的B6-hELP1 IVS20+6T>C人源化点突变模型（在研）预计将出现与人类FD相似的表型。 此外，赛业生物在神经、眼科等疾病研究领域开发了多种遗传疾病模型和人源化模型，为研究人员开发针对不同疾病的靶向药物提供了有力支持。 HUGO-GT®全基因组人源化模型
参考文献：
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