Tạo ra mô hình chuột chuyển gen Delta-like ligand 4 (DLL4) người hóa chức năng

Transgenic Research - Tập 26 - Trang 791-798 - 2017
John Wiseman1, Pernilla Gregersson2, Johan Johansson1, Kerstin Magnell1, Fernanda Pilataxi3, Chris Morehouse3, Philip Brohawn3, Nicholas Holoweckyj3, Patrick Strout4, Song Cho4
1Discovery Science, Innovative Medicines and Early Clinical Development Biotech Unit, AstraZeneca, Mölndal, Sweden
2Institute for Biomedicine, Gothenburg University, Gothenburg, Sweden
3Department of Translational Sciences, MedImmune, Gaithersburg, USA
4Department of Oncology Research, MedImmune, Gaithersburg, USA

Tóm tắt

Mô hình chuột người hóa là công cụ quan trọng trong nhiều lĩnh vực phát triển thuốc sinh học, bao gồm trong nghiên cứu ung thư, việc phát triển kháng thể đối kháng có tiềm năng ngăn chặn sự phát triển của khối u bằng cách điều chỉnh sự tạo mạch và là chìa khóa trong việc tạo ra dữ liệu bằng chứng về tính hiệu quả trong cơ thể sống. Tuy nhiên, do sự phản ứng chéo giữa kháng thể người và mục tiêu chuột, các nghiên cứu như vậy thường yêu cầu mô hình chuột chỉ biểu hiện phiên bản của phân tử mục tiêu người. Những mô hình người hóa knock-in/knock-out (KIKO) này phụ thuộc vào việc tạo ra chuột đồng hợp tử chỉ biểu hiện phân tử người, bù đắp cho sự mất mát của dạng chuột. Tuy nhiên, các chiến lược KIKO có thể không tạo ra được chuột đồng hợp tử, ngay cả khi dạng người được biểu hiện và locus chuột nội sinh được nhắm đến một cách chính xác. Một chiến lược điển hình để tạo ra chuột KIKO là thông qua liên hợp ATG, nơi mà DNA cDNA người được chèn vào phía hạ lưu của các yếu tố khởi động chuột nội sinh. Tuy nhiên, khi áp dụng chiến lược này, có thể khởi động chuột không biểu hiện dạng người theo cách bù đắp cho việc mất dạng chuột, hoặc thay vào đó, protein người không tương thích trong bối cảnh con đường chuột đang được nghiên cứu. Để hiểu rõ hơn về sinh học của các mô hình KIKO và để vượt qua sự thất bại của chúng tôi với một số chiến lược liên hợp ATG, chúng tôi đã phát triển một loạt các mô hình người hóa tập trung vào Delta-like 4 (Dll4), một mục tiêu mà chúng tôi ban đầu không tạo ra được mô hình người hóa. Bằng cách áp dụng một chiến lược sinh học rộng hơn, chúng tôi đã thành công trong việc tạo ra một mô hình KIKO DLL4 người hóa, điều này đã dẫn đến một sự hiểu biết sâu sắc hơn về các khía cạnh sinh học quan trọng cần xem xét khi phát triển các mô hình người hóa.

Từ khóa

#mô hình chuột người hóa #kháng thể đối kháng #sinh học thuốc #Delta-like 4 #mô hình KIKO

Tài liệu tham khảo

Adam MG, Berger C, Feldner A, Yang WJ, Wustehube-Lausch J, Herberich SE et al (2013) Synaptojanin-2 binding protein stabilizes the notch ligands DLL1 and DLL4 and inhibits sprouting angiogenesis. Circ Res 113:1206–1218 Ascano JM, Beverly LJ, Capobianco AJ (2003) The C-terminal PDZ-ligand of JAGGED1 is essential for cellular transformation. J Biol Chem 278:8771–8779 Carmeliet P, Ferreira V, Breier G, Pollefeyt S, Kieckens L, Gertsenstein M et al (1996) Abnormal blood vessel development and lethality in embryos lacking a single VEGF allele. Nature 380:435–439 Carter PJ (2006) Potent antibody therapeutics by design. Nat Rev Immunol 6:343–357 Datsenko KA, Wanner BL (2000) One-step inactivation of chromosomal genes in Escherichia coli K-12 using PCR products. Proc Natl Acad Sci 97(12):6640–6645 Duarte A, Hirashima M, Benedito R, Trindade A, Diniz P, Bekman E et al (2004) Dosage-sensitive requirement for mouse Dll4 in artery development. Genes Dev 18:2474–2478 Ferrara N, Carver-Moore K, Chen H, Dowd M, Lu L, O’Shea KS et al (1996) Heterozygous embryonic lethality induced by targeted inactivation of the VEGF gene. Nature 380:439–442 Hiratochi M, Nagase H, Kuramochi Y, Koh CS, Ohkawara T, Nakayama K (2007) The Delta intracellular domain mediates TGFbeta/Activin signaling through binding to Smads and has an important bi directional function in the Notch-Delta signaling pathway. Nucleic Acids Res 35:912–922 Hock B, Bohme B, Karn T, Yamamoto T, Kaibuchi K, Holtrich U et al (1998) PDZ domain- mediated interaction of the Eph-related receptor tyrosine kinase EphB3 and the ras-binding protein AF6 depends on the kinase activity of the receptor. Proc Natl Acad Sci 95:9779–9784 Jenkins DW, Ross S, Veldman-Jones M, Foltz IN, Clavette BC, Manchulenko K et al (2012) MEDI0639: a novel therapeutic antibody targeting Dll4 modulates endothelial cell function and angiogenesis in vivo. Mol Cancer Ther 11(8):1650–1660 Laing N, McDermott B, Wen S, Yang D, Lawson D, Collins M et al (2013) Inhibition of platelet-derived growth factor receptor a by MEDI- 575 reduces tumor growth and stromal fibroblast content in a model of non-small cell lung cancer. Mol Pharmacol 83:1247–1256 LaVoie MJ, Selkoe DJ (2003) The Notch ligands, Jagged and Delta, are sequentially processed by alpha-secretase and presenilin/gamma-secretase and release signaling fragments. J Biol Chem 278:34427–34437 Lee H, Zahra D, Vogelzang A, Newton R, Thatcher J, Quan A et al (2006) Human C5aR knock-in mice facilitate the production and assessment of anti-inflammatory monoclonal antibodies. Nat Biotechnol 24(10):1279–1284 Noguera-Troise I, Daly C, Papadopoulos NJ, Coetzee S, Boland P, Gale NW et al (2006) Blockade of Dll4 inhibits tumour growth by promoting non-productive angiogenesis. Nature 21:1032–1037 Pintar A, De Biasio A, Popovic M, Ivanova N, Pongor S (2007) The intracellular region of Notch ligands: does the tail make the difference? Biology Direct 2:19 Reichert JM, Rosensweig CJ, Faden LB, Dewitz MC (2005) Monoclonal antibody successes in the clinic. Nat Biotechnol 23:1073–1078 Ridgway J, Zhang G, Wu Y, Stawicki S, Liang WC, Chanthery Y et al (2006) Inhibition of Dll4 signalling inhibits tumour growth by deregulating angiogenesis. Nature 21(7122):1083–1087 Scehnet JS, Jiang W, Kumar SR, Krasnoperov V, Trindade A, Benedito R et al (2007) Inhibition of Dll4-mediated signaling induces proliferation of immature vessels and results in poor tissue perfusion. Blood 1(11):4753–4760 Scheer N, Snaith M, Roland Wolf CR, Seibler J (2013) Generation and utility of genetically humanized mouse models. Drug Discovery Today 18(23/24):1200–1211 Scott AM, Allison JP, Wolchok JD (2012) Monoclonal antibodies in cancer therapy. Cancer Immunity 12:14–21 Trindade A, Kumar SR, Scehnet JS, Lopes-da-Costa L, Becker J, Jiang W et al (2008) Overexpression of delta-like 4 induces arterialization and attenuates vessel formation in developing mouse embryos. Blood 112:1720–1729 Voskoglou-Nomikos T, Pater JL, Seymour L (2003) Clinical predictive value of the in vitro cell line, human xenograft, and mouse allograft preclinical cancer models. Clin Cancer Res 9:4227–4239