原发性高草酸尿症1型（PH1）模型——Agxt KO小鼠

原发性高草酸尿症（PH）分为三种亚型（1型、2型和3型），分别由AGXT、GRHPR和HOGA1基因突变引起，导致相应酶的功能缺陷，从而造成草酸盐在体内过度产生和积累^[2]。PH1的致病基因AGXT主要在肝脏表达，编码丙氨酸-乙醛酸氨基转移酶（AGT），这是一种关键的过氧化物酶体酶。AGT主要定位于肝细胞的过氧化物酶体中，通过催化乙醛酸向甘氨酸的转化，有效阻止其被氧化为草酸盐^[3]。AGT以维生素B6为辅因子，完成肝脏内乙醛酸清除的关键代谢步骤，对预防草酸盐过量生成至关重要。该酶通常以同源二聚体形式存在，其正确折叠、二聚化及亚细胞定位是维持正常功能的必要条件^[2-4]。

图2 丙氨酸-乙醛酸氨基转移酶（AGT）的作用及其在PH1发病中的机制^[2]

目前已发现超过175种与PH1相关的AGXT致病突变。这些突变主要通过以下几种机制导致AGT功能缺陷^[5]：

●酶活性丧失或降低：大部分突变直接影响酶的催化活性。

●错误折叠与聚集：部分突变导致蛋白质构象异常，易于聚集，影响其稳定性与功能。

●亚细胞定位错误：某些突变（常与特定基因多态性共同作用）会导致AGT被错误地运输到线粒体而非其正常的过氧化物酶体定位。尽管在线粒体中可能仍有部分活性，但无法接触到过氧化物酶体中的底物乙醛酸。

AGT功能缺陷无论由何种突变引起，均会导致其底物乙醛酸在肝脏蓄积，进而转化为过量草酸盐。草酸盐是代谢终产物，无法被人体代谢或降解，主要依赖肾脏排出。草酸盐浓度过高时，易与钙结合形成草酸钙晶体，沉积于肾脏和泌尿系统，引发反复性尿路结石和肾钙质沉着症，最终导致肾功能衰竭和系统性草酸中毒，产生严重的并发症。既往构建的Agxt基因敲除（KO）小鼠模型已成功模拟人类PH1的核心生化特征，表现出高草酸尿症和草酸钙晶体尿等表型。在乙二醇（EG）等特定诱导条件下，雄性小鼠可形成草酸钙结石，呈现出人类PH1的严重病理学表型^[6-8]。这类模型已被广泛用于评估包括基因疗法在内的新型治疗策略的有效性。

图3 乙二醇（EG）诱导的Agxt KO小鼠用于PH1基因疗法的临床前研究^[9]

基于上述研究基础，赛业生物利用基因编辑技术敲除了小鼠Agxt基因的外显子3-8区域，成功构建了Agxt KO小鼠模型（产品编号：C001703）。通过在模型小鼠饮水中添加乙二醇（EG）诱导，进一步加剧了疾病表型，为PH1研究提供了更具代表性的体内模型。该模型的初步验证数据显示：

●尿液生化指标异常

在对12周龄雄性Agxt KO小鼠进行为期三周的0.7%乙二醇（EG）饮水诱导后，与野生型（WT）对照组相比，KO小鼠的尿草酸（Urine Oxalic）、尿微量白蛋白（mALB）以及尿白蛋白/肌酐比值（Urine UACR）均呈现显著升高。这表明AGT功能缺失导致乙醛酸代谢紊乱，引起草酸盐过度排泄，并伴随早期肾功能损伤。

图4 Agxt KO小鼠与野生型小鼠的尿液生化分析结果

●肾脏病理改变

EG诱导完成后，对雄性小鼠肾脏进行H&E染色观察，发现与WT小鼠相比，Agxt KO小鼠肾组织出现病变，主要表现为肾小管扩张。

图5 纯合雄性Agxt KO小鼠与野生型小鼠在EG诱导后肾脏H&E染色结果