[发明专利]IL-13基因人源化的非人动物的构建方法和应用

说明书

本发明提供了一种IL‑13基因人源化的非人动物的构建方法及其在生物医药领域的应用。本发明还提供了一种靶向载体、一种人源化IL‑13基因、一种IL‑13基因人源化的细胞及其应用。采用本发明所述的构建方法获得的非人动物，其体内可以正常表达特异性结合人IL‑13抗体的人IL‑13蛋白，进一步用于制备疾病动物模型，评估、筛选人IL‑13抗体的体内药效。

技术领域

本发明属于动物基因工程和基因遗传修饰领域，具体地说，涉及一种IL-13基因人源化的非人动物及其构建方法和在生物医药领域的应用。

背景技术

IL-13在1989年首次发现，命名为P600，一种由激活的小鼠Th2细胞优先产生的蛋白，IL-13属于I型细胞因子，IL-13有强大免疫调节作用，IL-13对多种细胞类型具有多种功能，这些细胞类型与过敏性疾病的发病机制有关，IL-13是过敏性炎症的重要介质，在人B细胞中，人IL-13与IL-4具有相似的作用，包括促进B细胞增殖，诱导类型转化为IgG4和IgE，诱导表达的表面抗原，包括低亲和力IgE受体CD23(FcεRII)和MHC II，在单核细胞和巨噬细胞中，IL-13增强许多整合素家族成员的表达，包括CD11b、CD11c、CD18、CD29，诱导MHC II类和CD23表达，IL-13抑制包括前列腺素在内的单核细胞和巨噬细胞产生促炎介质，据报道IL-13对嗜酸性粒细胞有直接影响，包括促进嗜酸性粒细胞的存活、活化和招募，IL-13激活肥大细胞并促进肥大细胞IgE的启动，其作用是促进IgE的合成。

IL-13对非造血细胞也有重要作用，包括内皮细胞、平滑肌细胞、成纤维细胞和上皮细胞。在内皮细胞中，IL-13是血管细胞粘附分子1的强诱导剂，在嗜酸性粒细胞的招募中起重要作用，这些功能的最终效果是促进与过敏性疾病相关的炎症，并促进气道上皮细胞的变化，从而导致哮喘的病理，同时有助于控制蠕虫感染和抑制与细菌和大多数病毒感染相关的炎症，IL-13对小鼠B细胞、人或小鼠T细胞均无影响，IL-13在CD4 T细胞向th2型细胞的初始分化过程中似乎并不重要，但在过敏性炎症的效应阶段似乎很重要，IL-13会导致过敏性炎症，转基因小鼠肺组织特异性过表达IL-13可导致气道炎症和粘液高分泌，IL-13阻断剂独立于IL-4而消除过敏性炎症，IL-13在哮喘和慢性阻塞性肺疾病表型中都是一个重要的效应分子。

IL-4Rα作为IL-4和IL-13的公共受体，使用有效的IL-4Rα拮抗剂。这些拮抗剂阻断了IL-4Rα，发现同时抑制IL-4和IL-13反应。IL-13Rα2作为IL-13信号通路的诱饵受体，然而，IL-13Rα1可能具有另外的未知信号功能。截短的小鼠IL-13Rα1缺乏细胞内结构域无法介导IL-13诱导的信号或反应，支持这种可能性：IL-13Rα1是信号传导所必需的，人IL-13Rα1的细胞质结构域含有2个酪氨酸残基，Y402和Y405，可能作为其他信号中间体的停靠站点。人IL-13Rα1只能与IL-4Rα结合而不是鼠IL-4Rα。

lebrikizumab（一种抗IL-13人源化单克隆抗体）是一种实验性的免疫抑制药物，用于治疗不能被可吸入糖皮质激素充分控制的哮喘。该药物由Tanox公司以TNX-650的名字研发，2007年Genentech收购Tanox时，进行了难治疗的Hodgkin’s lymphoma的一期临床试验，目前已经完成II期临床试验。

实验动物疾病模型对于研究人类疾病发生的病因、发病机制、开发防治技术和药物是不可缺少的研究工具。由于人IL-13氨基酸序列与啮齿类动物中的对应蛋白存在显著差异，一致性仅为59％，因此，识别人IL-13蛋白的抗体通常无法识别小鼠IL-13，即无法用普通小鼠来筛选和评价靶向IL-13药物的药效。为了使临床前期的试验更有效并使研发失败最小化，本领域仍急需开发人源化IL-13相关的非人动物模型。

发明内容

本发明的第一方面，提供了一种IL-13基因人源化的非人动物的构建方法，所述的非人动物的基因组中包含人或人源化IL-13基因。