由賽業(yè)打造的HUGO(Humanized Genomic Ortholog)系列小鼠突破了傳統(tǒng)局限,通過(guò)HUGO-Ab?和HUGO-GT?小鼠搭載TurboKnockout?ES打靶技術(shù),實(shí)現(xiàn)Mb級(jí)基因原位替換,顯著縮短模型構(gòu)建周期,為抗體藥物研發(fā)和基因治療提供強(qiáng)大支持,助力創(chuàng)新藥物高效開(kāi)發(fā)。并將AI技術(shù)與HUGO系列小鼠模型開(kāi)發(fā)深度融合,RDDC平臺(tái)分析海量基因組數(shù)據(jù),為HUGO-GT?模型的基因原位替換和突變定制提供精準(zhǔn)指導(dǎo);AbSeek?抗體智能計(jì)算平臺(tái)優(yōu)化抗體序列,加速抗體發(fā)現(xiàn),顯著提高研發(fā)效率和成功率。
隨著基因治療和抗體開(kāi)發(fā)行業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)精準(zhǔn)人源化動(dòng)物模型的需求不斷增加。近年來(lái),賽業(yè)生物通過(guò)HUGO Program計(jì)劃,使得HUGO系列小鼠突破了傳統(tǒng)局限,解決了傳統(tǒng)基因人源化小鼠模型在基因表達(dá)調(diào)控、人源化區(qū)域不足及建系復(fù)雜性等方面的缺陷,為基因治療和抗體開(kāi)發(fā)研究提供了更精準(zhǔn)的工具。
歐陽(yáng)應(yīng)斌博士簡(jiǎn)介
歐陽(yáng)應(yīng)斌博士
賽業(yè)生物海外副總裁兼首席科學(xué)官
軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院博士,美國(guó)Oklahoma醫(yī)學(xué)研究基金會(huì)高級(jí)科學(xué)家。20多年來(lái)一直致力于基因工程鼠研究,成功開(kāi)發(fā)了數(shù)千例轉(zhuǎn)基因和基因敲除/敲入小鼠及大鼠模型,在PNAS,JBC等高水平學(xué)術(shù)期刊發(fā)表多篇論文,提供的技術(shù)服務(wù)被Nature等國(guó)際頂尖雜志直接引用達(dá)數(shù)百次。
中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息網(wǎng):近年來(lái),基因治療領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展,動(dòng)物模型在其中扮演了至關(guān)重要的角色。然而,傳統(tǒng)的動(dòng)物模型在模擬人類疾病和評(píng)估基因治療的安全性和有效性方面存在一些局限性。賽業(yè)生物推出的HUGO Program計(jì)劃正是為了解決這些問(wèn)題。您能否談?wù)劗?dāng)前動(dòng)物模型在基因治療研究中面臨哪些局限性?此外,賽業(yè)生物的HUGO?Program計(jì)劃是如何通過(guò)基因組人源化技術(shù)來(lái)克服這些局限性的?
歐陽(yáng)應(yīng)斌博士:動(dòng)物模型,尤其是基因工程人源化小鼠模型,在基因治療研究中不可或缺。然而,傳統(tǒng)基因工程人源化小鼠模型存在諸多局限性。首先,傳統(tǒng)轉(zhuǎn)基因方法將人類基因隨機(jī)插入小鼠基因組,可能導(dǎo)致插入位點(diǎn)周圍DNA序列發(fā)生變化,如片段缺失或破壞小鼠功能基因,從而產(chǎn)生與轉(zhuǎn)基因序列無(wú)關(guān)的表型,影響研究結(jié)果的準(zhǔn)確性。其次,非內(nèi)源性位點(diǎn)的異位表達(dá)可能以不可預(yù)測(cè)的方式影響表達(dá)模式和發(fā)病機(jī)制,且與人類疾病關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)。此外,多拷貝插入會(huì)改變基因劑量,進(jìn)而影響轉(zhuǎn)基因表達(dá)水平。雖然部分人源化小鼠模型通過(guò)定點(diǎn)插入構(gòu)建,但大多數(shù)插入的是CDS(cDNA),因全長(zhǎng)基因組過(guò)大難以實(shí)現(xiàn)全長(zhǎng)定點(diǎn)插入。這可能導(dǎo)致人基因表達(dá)水平和時(shí)空表達(dá)與體內(nèi)真實(shí)情況不一致。更重要的是,基因治療可能靶向內(nèi)含子序列、UTR或上游啟動(dòng)子序列,而CDS定點(diǎn)插入模型無(wú)法滿足這些評(píng)估需求。
為了解決這些問(wèn)題,我們開(kāi)發(fā)了HUGO-GT?全基因組人源化模型,Humanized Genomic Ortholog for Gene?Therapy,我們通過(guò)對(duì)鼠源基因的原位替換,成功構(gòu)建了涵蓋更豐富干預(yù)靶點(diǎn)的全基因組人源化小鼠。我們開(kāi)發(fā)的HUGO-GT?全基因組人源化小鼠能更好的模擬人的疾病,為基因治療研究提供了更高效、可靠的實(shí)驗(yàn)工具。具體的優(yōu)勢(shì)在于:
1.全長(zhǎng)基因原位置換,保留調(diào)控序列,人基因表達(dá)更接近生理水平。
2.包含人基因內(nèi)含子,可以保持人類剪接體的復(fù)雜性,更有利于研究人類基因表達(dá)的調(diào)控。
3.更適合于現(xiàn)代基因治療研究,特別是打靶位點(diǎn)位于內(nèi)含子和UTR等非編碼序列的基因治療評(píng)估。
4.更廣泛的研究應(yīng)用,涵蓋多種疾病研究領(lǐng)域,如:罕見(jiàn)病&遺傳病,眼科疾病,神經(jīng)退行性疾病,代謝疾病等。
5.采用獨(dú)有的TurboKnockout?技術(shù),構(gòu)建速度快,另外由于是定點(diǎn)插入,和傳統(tǒng)的敲除加轉(zhuǎn)基因模型相比,繁育維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單。
6.質(zhì)控嚴(yán)格:所有動(dòng)物均在AAALAC認(rèn)證和OLAW認(rèn)可的設(shè)施中生產(chǎn),符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息網(wǎng):能否請(qǐng)您簡(jiǎn)單介紹一下賽業(yè)生物的HUGO?Program計(jì)劃包括哪些模型?
歐陽(yáng)應(yīng)斌博士:賽業(yè)生物的HUGO系列小鼠是我們?cè)诨蚬こ倘嗽椿∈竽P皖I(lǐng)域的重要成果。它包括HUGO-Ab?全人源抗體小鼠和HUGO-GT?全基因組人源化小鼠兩大系列。這些模型是基于我們自主研發(fā)的TurboKnockout?基因編輯技術(shù)開(kāi)發(fā)的,能夠更好地模擬人類的生理和病理特征,為藥物研發(fā)和疾病研究提供了強(qiáng)大的工具。
比如HUGO-Ab?全人源抗體小鼠,攜帶了全套人類免疫球蛋白基因,能夠在體內(nèi)產(chǎn)生具有高親和力和低免疫原性的全人源抗體。而HUGO-GT?全基因組人源化小鼠搭載了更高效的大片段載體融合技術(shù),可以作為萬(wàn)能模板進(jìn)行針對(duì)性的突變定制服務(wù),是更貼近真實(shí)世界生物機(jī)制的藥物臨床前研究模型。同時(shí),在HUGO-GT?小鼠的基礎(chǔ)上,我們還可以為研究人員提供眼科、神經(jīng)、腫瘤免疫等疾病研究領(lǐng)域的CRO服務(wù),全面賦能遺傳性疾病研究以及基因治療藥物開(kāi)發(fā)。
中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息網(wǎng):能否和大家介紹一下HUGO-Ab ? 全人源抗體小鼠?
歐陽(yáng)應(yīng)斌博士:基于創(chuàng)新性全人抗體藥物研發(fā)的需求,賽業(yè)生物憑借扎實(shí)的技術(shù)創(chuàng)新實(shí)力以及自主研發(fā)的TurboKnockout???ES打靶技術(shù),構(gòu)建了下一代HUGO-Ab?全人源抗體小鼠,攜帶了全套人類免疫球蛋白基因,能夠在體內(nèi)產(chǎn)生具有高親和力和低免疫原性的全人源抗體。
HUGO-Ab?全人源抗體小鼠系列產(chǎn)品包含HUGO-Mab?全人單克隆抗體小鼠、HUGO-Light?全人共輕鏈抗體小鼠和HUGO-Nano?全人納米抗體小鼠,擁有豐富的抗體序列多樣性,包含全部的人源抗體重鏈、Kappa和Lambda輕鏈可變區(qū)germline基因,其卓越的性能在抗體發(fā)現(xiàn)過(guò)程中展現(xiàn)出良好的效果,得到多家跨國(guó)藥企、生物制藥公司和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的認(rèn)可,為治療性抗體新藥提供了高效的研發(fā)引擎。
中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息網(wǎng):HUGO-Ab ? 全人源抗體小鼠的核心優(yōu)勢(shì)是什么?
歐陽(yáng)應(yīng)斌博士:HUGO-Ab?全人源化抗體小鼠的核心優(yōu)勢(shì)在于它能夠體內(nèi)產(chǎn)生高親和力、低免疫原性的全人源抗體可以用五個(gè)全來(lái)概括。
一是全系列人源抗體鼠產(chǎn)品,我們有多個(gè)產(chǎn)品系列,比如HUGO-Mab?全人單克隆抗體小鼠、HUGO-Light?全人共輕鏈抗體小鼠和HUGO-Nano?全人納米抗體小鼠。這些小鼠的抗體重鏈、輕鏈可變區(qū)基因都是人源的,人源化程度更高,能夠更貼近真實(shí)的人類抗體多樣性,另外還有C57BL/6、BALB/c和SJL背景品系均可選擇。
二是全部獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),我們自研的TurboKnockout?ES打靶技術(shù),可實(shí)現(xiàn)Mb級(jí)敲入及敲除的實(shí)現(xiàn)基因原位替換,無(wú)脫靶效應(yīng),基因修飾準(zhǔn)確、效果穩(wěn)定、知識(shí)產(chǎn)權(quán)清晰,是新藥研發(fā)項(xiàng)目的優(yōu)選基因編輯技術(shù)。
三是全人源的抗體開(kāi)發(fā),抗體重鏈、Kappa和Lambda輕鏈可變區(qū)基因?yàn)槿嗽椿?,人源化更全面。Lambda輕鏈可變區(qū)germline基因的人源化,可以使抗體多樣性更高,更貼近真實(shí)的人類抗體的多樣性。
四是全部擁有高免疫應(yīng)答能力,基于HUGO-Ab?全人源抗體小鼠的“HUGO-Ab-eKO?小鼠”,針對(duì)同源性較高的靶點(diǎn),敲除鼠源基因,使小鼠產(chǎn)生更強(qiáng)的免疫應(yīng)答能力,可提高抗體篩選成功率,更容易獲得高親和力、高特異性、具有交叉反應(yīng)的抗體分子。
最后一點(diǎn)是全部一次性收費(fèi)商業(yè)模式,可授權(quán)使用或共同開(kāi)發(fā),讓客戶更省心。
中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息網(wǎng):當(dāng)前傳統(tǒng)基因人源化小鼠模型(如隨機(jī)插入轉(zhuǎn)基因或CDS替換模型)在遺傳疾病研究和藥物研發(fā)中存在哪些核心缺陷?HUGO-GT ? 模型如何系統(tǒng)性解決這些痛點(diǎn)?
歐陽(yáng)應(yīng)斌博士:傳統(tǒng)基因人源化小鼠模型主要存在的缺陷包括隨機(jī)插入導(dǎo)致的基因表達(dá)調(diào)控干擾、人源化區(qū)域不足以及建系復(fù)雜性等問(wèn)題。這些問(wèn)題可能影響疾病機(jī)理的深入研究和藥物效果的準(zhǔn)確評(píng)估。HUGO-GT?全基因組人源化小鼠模型實(shí)現(xiàn)了全基因組水平的原位基因替換。這意味著小鼠體內(nèi)的人源化基因不僅包含了外顯子,還包括內(nèi)含子和非編碼區(qū),能夠更真實(shí)地模擬人類基因的功能和調(diào)控機(jī)制。這種模型可以減少傳統(tǒng)轉(zhuǎn)基因模型中由于隨機(jī)插入導(dǎo)致的人工基因調(diào)控干擾,保留天然的基因表達(dá)模式。同時(shí),它還可以快速引入致病突變,用于評(píng)估突變對(duì)疾病的影響,而不是人源化本身的影響。這使得HUGO-GT?模型在藥物臨床前研究和疾病機(jī)制研究中更加精準(zhǔn)和高效。
中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息網(wǎng):HUGO-GT ? 小鼠模型在疾病研究中的應(yīng)用范圍很廣吧?能否給我們舉幾個(gè)例子?
歐陽(yáng)應(yīng)斌博士:是的,HUGO-GT?小鼠模型的應(yīng)用范圍非常廣泛。比如,我們有用于研究脊髓性肌萎縮癥(SMA)的B6-hSMN2小鼠模型;用于阿爾茨海默氏病(AD)和額顳葉癡呆(FTD)研究的B6-htau系列小鼠;還有用于研究視網(wǎng)膜疾病如視網(wǎng)膜色素變性(RP)和Stargardt病的B6-hRHO和B6-hABCA4小鼠模型。這些模型都能夠在小鼠體內(nèi)準(zhǔn)確地模擬人類疾病的病理特征,為相關(guān)疾病的機(jī)制研究和藥物開(kāi)發(fā)提供了重要的工具。
中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息網(wǎng):SMN2全人源化小鼠模型在藥物測(cè)試中表現(xiàn)如何?
歐陽(yáng)應(yīng)斌博士:以SMN2全人源化小鼠B6-hSMN2(SMA)為例,我們用它來(lái)測(cè)試了靶向SMN2的反義寡核苷酸(ASO)。結(jié)果顯示,經(jīng)過(guò)ASO處理的小鼠,腦部SMN蛋白表達(dá)量顯著增加,脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元數(shù)量也有所提升。更重要的是,ASO處理組小鼠的存活率明顯提高,組織病變也得到了延緩。這表明HUGO-GT?小鼠模型在藥物測(cè)試中能夠很好地反映藥物的療效,為臨床前研究提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。
中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息網(wǎng):HUGO-Ab ? 全人源抗體小鼠和HUGO-GT ? 全基因組人源化小鼠都擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),能展開(kāi)講講嗎?
歐陽(yáng)應(yīng)斌博士:我們的HUGO系列小鼠是基于自主研發(fā)的TurboKnockout?ES打靶技術(shù)開(kāi)發(fā)的,擁有全部獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。這項(xiàng)技術(shù)沒(méi)有脫靶效應(yīng),基因修飾準(zhǔn)確、效果穩(wěn)定,能夠?yàn)榭蛻籼峁┣逦闹R(shí)產(chǎn)權(quán)保障。這對(duì)于新藥研發(fā)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)是非常重要的,能夠避免潛在的知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛,確保研發(fā)工作的順利進(jìn)行。
中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息網(wǎng):TurboKnockout ? 技術(shù)實(shí)現(xiàn)Mb級(jí)基因原位替換的關(guān)鍵突破是什么?相較于其他基因編輯技術(shù),其在精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性上有何獨(dú)特優(yōu)勢(shì)?
歐陽(yáng)應(yīng)斌博士:TurboKnockout?技術(shù)實(shí)現(xiàn)Mb級(jí)基因原位替換的關(guān)鍵突破在于其獨(dú)特的建系和基因改造技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)建立了具有高效遺傳優(yōu)勢(shì)的TurboKnockout?胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)系,通過(guò)特定胚胎發(fā)育階段的顯微注射,使TurboKnockout?ES細(xì)胞100%代替內(nèi)源ES細(xì)胞,從而實(shí)現(xiàn)跨越“嵌合體”階段,顯著縮短了ES打靶構(gòu)建周期,最快可至4個(gè)月。此外,TurboKnockout?技術(shù)采用獨(dú)特的Self-deleting??Neo Cassette,確保所獲得的小鼠與任何品系小鼠交配時(shí),都可以100%自刪除Neo,從而快速獲得去除Neo的雜合子小鼠。
中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息網(wǎng):賽業(yè)生物未來(lái)在HUGO系列小鼠方面有什么規(guī)劃嗎?
歐陽(yáng)應(yīng)斌博士:未來(lái),賽業(yè)生物將繼續(xù)深化HUGO系列小鼠的研發(fā)和應(yīng)用。一方面,我們會(huì)進(jìn)一步拓展HUGO-Ab?和HUGO-GT?小鼠模型的產(chǎn)品線,構(gòu)建更多模型,覆蓋更多疾病領(lǐng)域;另一方面,我們將加強(qiáng)與全球研究人員的合作,提供更優(yōu)質(zhì)的定制化服務(wù)和CRO服務(wù),助力更多創(chuàng)新藥物的研發(fā)和疾病機(jī)制的研究。我們相信,HUGO系列小鼠將在未來(lái)的生物醫(yī)學(xué)研究中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息網(wǎng):賽業(yè)生物為何選擇布局“全基因組人源化”這一技術(shù)路線?這反映了公司對(duì)未來(lái)基因治療和藥物研發(fā)需求的哪些戰(zhàn)略預(yù)判?
歐陽(yáng)應(yīng)斌博士:賽業(yè)生物選擇專注于“全基因組人源化”技術(shù)路線,主要是基于對(duì)當(dāng)前及未來(lái)基因治療和藥物研發(fā)需求的深入分析和戰(zhàn)略預(yù)判。
首先,我們認(rèn)識(shí)到,為了更準(zhǔn)確地模擬人類生理和病理特征,人源化小鼠模型的需求日益增長(zhǎng)。這些模型在疾病研究中展現(xiàn)出了更強(qiáng)的相關(guān)性,成為了研究工具的首選。這反映了我們對(duì)未來(lái)基因治療和藥物研發(fā)中對(duì)模擬人類疾病模型的迫切需求的預(yù)判。
其次,隨著科學(xué)研究的深入,對(duì)疾病模型的要求越來(lái)越高。我們需要更全面、更精確的人源化模型來(lái)深入研究致病機(jī)理。全基因組人源化小鼠能夠提供這樣的模型,滿足未來(lái)研究的需求。
第三,我們希望通過(guò)提供更高效的大片段載體融合技術(shù),提高藥物臨床前研究的準(zhǔn)確性。HUGO-GT?全基因組人源化小鼠模型能夠作為萬(wàn)能模板進(jìn)行針對(duì)性的突變定制服務(wù),這將更貼近真實(shí)世界生物機(jī)制,從而提高藥物篩選和臨床前研究的準(zhǔn)確性。
第四,我們意識(shí)到全人源化抗體藥物的發(fā)展是未來(lái)的趨勢(shì)。通過(guò)布局全基因組人源化技術(shù),我們能夠?yàn)檠芯咳藛T提供更豐富的干預(yù)靶點(diǎn),全面賦能遺傳性疾病研究以及基因治療藥物開(kāi)發(fā)。這反映了我們對(duì)未來(lái)藥物研發(fā)中可能遇到的挑戰(zhàn)和需求的預(yù)判,以及我們對(duì)提供創(chuàng)新解決方案的承諾。
總的來(lái)說(shuō),賽業(yè)生物的戰(zhàn)略選擇是基于對(duì)當(dāng)前和未來(lái)基因治療和藥物研發(fā)需求的深刻理解和預(yù)判,我們致力于提供更準(zhǔn)確、更高效的研究工具和平臺(tái),以推動(dòng)科學(xué)進(jìn)步和新藥研發(fā)。
中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息網(wǎng):最近IPSOS發(fā)布了《2024年中國(guó)實(shí)驗(yàn)小鼠行業(yè)藍(lán)皮書(shū)》,書(shū)中提到賽業(yè)生物是市場(chǎng)導(dǎo)向的AI驅(qū)動(dòng)企業(yè),隨著AI技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,賽業(yè)生物的HUGO系列小鼠模型是否也融入了AI技術(shù)?能否請(qǐng)您介紹一下AI技術(shù)如何為HUGO-GT ? 和HUGO-Ab ? 小鼠模型賦能?
歐陽(yáng)應(yīng)斌博士:賽業(yè)生物一直致力于將前沿技術(shù)融入到我們的研發(fā)工作中,AI技術(shù)也不例外。我們通過(guò)AI技術(shù)為HUGO-GT?和HUGO-Ab?小鼠模型的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供了更強(qiáng)大的支持。
我們利用AI驅(qū)動(dòng)的罕見(jiàn)病數(shù)據(jù)中心RDDC(Rare Disease Data Center)平臺(tái),對(duì)大量的基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘。通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法,RDDC平臺(tái)能夠快速識(shí)別潛在的致病基因和調(diào)控元件,幫助我們更精準(zhǔn)地進(jìn)行基因原位替換和突變定制。這不僅提高了模型構(gòu)建的效率,還增強(qiáng)了模型對(duì)人類疾病模擬的準(zhǔn)確性。利用大量生物信息學(xué)數(shù)據(jù),我們進(jìn)行深入的致病機(jī)理的研究,針對(duì)一系列基因開(kāi)發(fā)了HUGO-GT?全基因組人源化小鼠模型,全面賦能遺傳性疾病研究以及基因治療藥物開(kāi)發(fā)。
在抗體發(fā)現(xiàn)和抗體工程研究方面,我們打造了AbSeek?抗體智能計(jì)算平臺(tái),融合了尖端的人工智能與生物信息技術(shù),配備了自研及開(kāi)源的計(jì)算模塊與可視化模塊,具有優(yōu)秀的速度和精度。AbSeek?抗體智能計(jì)算平臺(tái)全面覆蓋了抗體開(kāi)發(fā)的各個(gè)階段,從篩選到優(yōu)化及驗(yàn)證環(huán)節(jié),提供抗體序列分析、結(jié)構(gòu)與功能預(yù)測(cè)、先導(dǎo)化合物優(yōu)化、抗體分子生成等多種工具,實(shí)現(xiàn)了抗體設(shè)計(jì)流程的簡(jiǎn)化和自動(dòng)化,全力促進(jìn)抗體工程領(lǐng)域的高效創(chuàng)新發(fā)展。AI抗體平臺(tái)結(jié)合我們的HUGO-Ab?全人源抗體小鼠,能夠加速抗體發(fā)現(xiàn)過(guò)程,縮短研發(fā)周期,提高研發(fā)成功率,可為抗體研究提供全周期服務(wù)。
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