[发明专利]IL1R1基因人源化改造的非人动物的构建方法及其应用

说明书

本发明提供了一种IL1R1基因人源化改造的非人动物的构建方法、一种人源化IL1R1蛋白、一种人源化IL1R1基因、一种IL1R1基因的靶向载体和其在生物医药领域的应用，利用同源重组的方式将部分编码人IL1R1蛋白的核苷酸序列导入非人动物基因组中，该非人动物体内能正常表达人源化IL1R1蛋白，可以用于人IL1R1信号机理研究、心血管疾病、自身免疫性疾病、感染性疾病、退行性疾病、睡眠疾病、肿瘤或炎症相关疾病药物筛选，对免疫靶点的新药研发具有重要的应用价值。

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IL1R1基因改造非人动物的构建方法及其在生物医药领域的应用。

背景技术

IL1R1，白介素受体I型，又称CD121a，属于白介素1（IL1）受体家族成员。IL1几乎影响所有的细胞和器官，是炎症反应、自身免疫性反应、感染性疾病、退行性疾病的主要致病因子。IL1亚家族成员包括白介素1α（IL1α）、白介素1β（IL1β）和IL1受体拮抗剂（IL1Ra），它们的受体是IL1R1和白介素1受体II型（IL1R2）。IL1R1是IL1亚家族的功能受体，负责信号转导，而IL1R2属于诱饵受体，与配体结合后不传导信号。当IL1α、IL1β、IL1Ra与IL1R1结合后，IL1R辅助蛋白（IL1RAcP）被募集到受体处，形成异源二聚体结构，进而激活下游NF-κB、MAPK等信号通路，促使炎症发生。IL1R1主要表达于内皮细胞、平滑肌细胞、上皮细胞、肝细胞、成纤维细胞、表皮细胞、表皮树突状细胞和T淋巴细胞。大量研究表明，IL1R1在轻度和重度哮喘发病机制中具有重要作用。此外，还有研究发现IL1R1与肿瘤、心血管疾病、睡眠调节等相关。

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、开发防治技术和开发药物是不可缺少的研究工具。但由于动物与人类的生理结构和代谢系统本身的差异，传统的动物模型并不能很好的反映人体的真实状况，在动物体内建立更接近人类的生理特征的疾病模型是生物医药行业的迫切需求。随着基因工程技术的不断发展和成熟，用人类基因替代或置换动物的同源性基因已经实现，通过这种方式开发人源化实验动物模型是动物模型未来的发展方向。其中基因人源化动物模型，即利用基因编辑技术，用人源正常或突变基因替换动物基因组的同源基因，可建立更接近人类生理或疾病特征的正常或突变基因动物模型。基因人源化动物不但本身具有重要应用价值，如通过基因人源化可改进和提升细胞或组织移植人源化动物模型，更重要的是，由于人类基因片段的插入，动物体内可表达或部分表达人源蛋白，可作为仅能识别人蛋白序列的药物的靶点，为在动物水平进行抗人抗体及其它药物的筛选提供了可能。然而，由于动物与人类在生理学及病理学方面存在差异，加上基因的复杂性，如何能构建出“有效”的人源化动物模型用于新药研发仍是最大的挑战。

鉴于IL1R1在肿瘤免疫治疗领域的巨大应用价值和其目前信号通路及生物学功能研究现状，为进一步探索其相关生物学特性，提高临床前期药效试验的有效性，提高研发成功率，使临床前期的试验更有效并使研发失败最小化，本领域急需开发IL1R1相关信号通路的非人动物模型。

发明内容

本发明的第一方面，提供了一种IL1R1基因人源化改造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IL1R1核苷酸序列的4号外显子的部分、5号至8号外显子的全部和9号外显子的部分，进一步优选的，包含4-5号内含子和/或8-9号内含子，更优选的，包含4-9号外显子之间的任一内含子；其中，所述人IL1R1核苷酸序列的4号外显子的部分至少包含编码4号外显子第1-5（例如1、2、3、4、5）个氨基酸的核苷酸序列开始至4号外显子最后一个核苷酸为止，9号外显子的部分至少包含从9号外显子第一个核苷酸开始至编码9号外显子最后1-10（例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10）个氨基酸的核苷酸序列为止。

优选的，所述的非人动物的基因组中包括编码SEQ ID NO.2第24至325位氨基酸的核苷酸序列。

进一步优选的，所述的非人动物的基因组中包括SEQ ID NO.5所示核苷酸序列。