CTLA4人源化小鼠

CTLA-4 (cytotoxic T-lymphocyte antigen 4)细胞毒性T淋巴细胞抗原4是一种跨膜的糖蛋白,表达在T细胞表面的免疫检测点受体,与免疫共刺激分子受体CD28互为同系物。在目前所报道的已明确的免疫检测点蛋白中,CTLA-4是研究最为透彻的免疫检测点通道之一。南模生物自主研发的CTLA-4 人源化小鼠模型,可用以测试靶向人体免疫检验点的药物。

CTLA-4 (cytotoxic T-lymphocyte antigen 4)细胞毒性T淋巴细胞抗原4是一种跨膜的糖蛋白,表达在T细胞表面的免疫检测点受体,与免疫共刺激分子受体CD28互为同系物。在目前所报道的已明确的免疫检测点蛋白中,CTLA-4是研究最为透彻的免疫检测点通道之一。

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图1. CTLA-4 is a co-inhibitory receptor of CD28.

在正常的免疫过程中,T细胞的有效激活是其能发挥免疫效应的前提及保证,若T细胞的活化不完全或者处于免疫应答无能状态时,则不能发挥杀灭肿瘤细胞的作用。T细胞的活化需要双信号同时刺激,即第一信号和第二信号的协同作用。第一信号来自于APC细胞表面的抗原肽-MHC复合物和T细胞表面的相对应受体相结合所传导,第二信号来自于APC细胞表面的共刺激分子与T细胞表面的相对应受体相结合所传导。

目前已经知道的最主要的共刺激分子是B7-1和B7-2,他们所对应T细胞表面受体为CD28,他们结合传递的是刺激性第二信号,和第一信号协同刺激T细胞的活化。近年来的研究发现,CTLA4与CD28会竞争性的与B7蛋白家族相结合,并且CTLA4与B7蛋白结合的亲和力是CD28的二十多倍,他们结合后在免疫反应的前期阶段传递抑制性信号,导致T细胞的活化受到抑制。免疫检验点CTLA4相当于是机体进化出来的刹车机制,它在维持免疫内稳态及防止免疫系统用力过猛之间发挥着重要作用,肿瘤细胞可以通过激活CTLA4信号通路从而躲避机体的抗肿瘤免疫效应,免疫检验点抑制剂是为了释放被肿瘤细胞踩住的刹车,让免疫细胞去碾压肿瘤细胞。研究表明,对转移性的晚期黑色素瘤患者使用抗CTLA4单克隆抗体药物进行治疗,有效率能达到10%-21%。


CTLA4人源化小鼠

构建免疫检验点人源化小鼠模型,使科研人员能够研究只识别人体免疫检验点的药物。 人源化小鼠为研究靶定人体免疫检验点的检验点抑制剂提供了可能性,并且在临床试验前更精准的预测药物功效以及可能的副作用(如自身免疫,促炎症等)。 南模生物开发了一系列已确定的人体免疫检验点人源化小鼠模型,包括CTLA-4 人源化小鼠模型,用以测试靶向人体免疫检验点的药物。

品系信息

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构建策略

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图2. CTLA4人源化小鼠构建策略。在 C57BL/6J 遗传背景下,将人源 CTLA4 蛋白编码序列插入小鼠 Ctla4 基因的 ATG 位置,在表达全人源 CTLA4 蛋白的同时取代小鼠內源 Ctla4 的表达。


验证数据

  • CTLA4人源化小鼠流式分析(FACS)数据

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图3.  FACS 检测CTLA4 人源化小鼠活化后脾脏淋巴细胞的CTLA4 表达。CTLA4 人源化纯合子小鼠脾脏淋巴细胞经anti-CD3 和anti-CD28刺激 72h 后收集细胞染色,FACS 检测人源CTLA4 表达。结果显示:CTLA4 人源化纯合子小鼠活化的CD4+ 和CD8+ T 淋巴细胞中可以检测到人源CTLA4 的活跃表达。(与CrownBio 合作完成)


  • CTLA4人源化小鼠MC38荷瘤模型体内验证结果


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图4.  CTLA4人源化小鼠模型的抗CTLA4人源化抗体Ipilimumab 体内抗肿瘤效果 (数据为与信达生物制药有限公司合作完成)。

分组和给药以及检测:

将MC38结直肠癌细胞接种于CTLA-4转基因小鼠右侧背部皮下,成瘤后随机分为2组,然后分别给予Ipilimumab 10 mg/kg或者等体积生理盐水进行治疗,每周给药2次,连续给药4次,每次给药前测定肿瘤体积。

实验结果:

抗human-CTLA4药物Ipilimumab能够显著抑制MC38肿瘤在CTLA-4小鼠体内的生长,给药1周后即可检测到肿瘤抑制效果,给药2周后可见非常显著的抑制效果(如上图),同时Ipilimumab治疗组有2只动物肿瘤完全消失,而对照组则肿瘤持续生长。


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图5. CTLA4人源化小鼠模型的抗CTLA4人源化抗体Ipilimumab 体内抗肿瘤效果 (数据为与PharmaLegacy合作完成) 

CTLA4 人源化小鼠 MC38 荷瘤模型体内抗肿瘤药效验证。CTLA4 人源化纯合子小鼠接种 MC38 结肠癌细胞系,肿瘤生长至约 100 mm3随机将动物分组为对照组和治疗组(n=9)。结果显示: 针对人的 CTLA4 阳性药物 Yervoy 有非常显著的抗肿瘤效果(p<0.001),证明CTLA4 人源化小鼠是一个很好的验证针对人 CTLA4 抗体药效的体内模型。

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References

1.Sanmamed M F, Chester C, Melero I, et al. (2016) “Defining the optimal murine models to investigate immune checkpoint blockers and their combination with otherimmunotherapies.” AnnOncol 27(7):1190-1198.doi:10.1093/annonc/mdw041.
2.Wolchok J D and Saenger Y (2008) “The mechanism of anti-CTLA-4 activity and the negative regulation of T-cell activation.” Oncologist 13 Suppl 4:2-9. doi: 10.1634/theoncologist.


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