[发明专利]IL21R基因人源化非人动物及其构建方法和应用

说明书

本发明提供了一种IL21R基因人源化改造的非人动物的构建方法、一种人源化IL21R蛋白、一种人源化IL21R基因、一种IL21R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IL21R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IL21R蛋白，可以用于人IL21R信号机理研究、炎症、肿瘤及自身免疫性疾病药物筛选，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IL21R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

IL21R全名是interleukin 21 receptor。它是一种I型跨膜受体蛋白，主要表达在脾、胸腺、淋巴结及外周血液淋巴细胞。IL21R是由IL-21R亚单位和γc组成的复合物, 其中IL-21R亚单位为配体识别结合部位，γc为信号传导单位。IL-21R具有广泛的生物学功能，在结合其配体IL-21后，通过激活JAKs-STATs信号通路，刺激T细胞和NK细胞增殖、调节B细胞和树突状细胞存活和分化，从而参与机体的固有免疫和适应性免疫。作为新型的免疫调节因子，IL-21R及其配体参与了多种自身免疫性疾病的发生发展，通过调节IL-21R的表达水平或阻断其信号传导通路为自身免疫性疾病及其他相关疾病的治疗提供了新的研究方向。

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氨基酸序列的药物的靶点，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（即遗传因子）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（Scheer N, Snaith M, Wolf CR, Seibler J. Generation and utility ofgenetically humanized mouse models, Drug Discov Today; 18(23-24):1200-11,2013）。

目前关于IL21R基因的动物模型主要为基因敲除鼠，而且主要用于肿瘤相关疾病机制研究。鉴于IL21R在肿瘤、自身免疫性疾病等多种疾病发生过程中的广泛参与性以及靶向该信号通路的巨大应用价值，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IL21R信号通路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IL21R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括编码SEQ ID NO：2第24至211位氨基酸的核苷酸序列，所述的构建方法包括用包含编码SEQ ID NO：2第24至211位氨基酸的核苷酸序列替换至非人动物IL21R基因座。

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，所述的构建方法包括用包含SEQ ID NO：5所示核苷酸序列替换至非人动物IL21R基因座。

优选的，所述的插入或替换至非人动物IL21R基因座为插入或替换非人动物IL21R基因中编码SEQ ID NO：1第24至211位的核苷酸序列，或者插入或替换SEQ ID NO：24所示序列相同的核苷酸序列。

优选的，所述的构建方法包括插入、翻转、敲除或替换。