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历经波折的眼科明星靶点:Rpgr KO小鼠助力药物再开发

2025-07-30

RPGR基因突变可导致视网膜特异性鸟苷酸交换因子功能异常,引发X连锁视网膜色素变性(XLRP)及锥杆细胞营养不良等严重视网膜退行性疾病。目前临床尚无有效治疗手段,患者视力进行性下降,最终致盲。尽管基于AAV载体的基因治疗等新技术为XLRP提供了潜在治疗方向,但其研发仍面临诸多挑战。因此,深入解析疾病机制并开发有效疗法亟需更可靠的动物模型支持。为此,赛业生物构建了Rpgr基因敲除小鼠模型,精准模拟患者视网膜病变特征,为探索致病机制、评估基因治疗及药物筛选提供关键工具。本文将从RPGR基因功能、XLRP病理机制及前沿治疗策略出发,阐述RPGR相关动物模型的构建逻辑与应用前景。

 

RPGR基因的功能及其突变相关病变

RPGR基因(视网膜色素变性GTP酶调节因子基因)定位于X染色体,其编码蛋白在维持正常视觉功能及纤毛稳态中发挥核心作用。纤毛作为微管为基础的细胞器,广泛参与细胞运动和信号转导过程。尽管该基因呈全身性表达,但其关键剪接变体RPGRORF15特异性高表达于视网膜光感受器细胞,尤其富集于连接内节与外节的连接纤毛区段。该蛋白通过作为RAB8A和RAB37等小GTP酶的鸟苷酸交换因子,调控鞭毛内运输过程,这对维持光感受器细胞结构完整性和光转导信号级联至关重要。

 

RPGR基因突变(特别是ORF15外显子区域)是X连锁视网膜色素变性的主要致病因素,此类进行性视网膜退行性疾病具有显著的性别差异倾向,主要累及男性患者。此外,该基因突变还可导致视锥视杆细胞营养不良等视网膜病变,以及伴发呼吸道感染和听力障碍的纤毛功能障碍综合征,其病理机制与纤毛功能广泛受损密切相关。

 

RPGRORF15在视细胞连接纤毛中的定位与运输功能 [1]

 

XLRP基因治疗困局:渤健、强生折戟后的下一站

X连锁视网膜色素变性(XLRP)是一种由RPGR基因突变引发的进行性遗传性视网膜病变,其特征是感光细胞不可逆退化及进行性视力损害。基于腺相关病毒(AAV)的基因治疗是目前最具前景的干预策略,曾经促成多个大型药企的大额管线权益收购。其通过病毒载体将功能性RPGR基因递送至视网膜细胞,以纠正蛋白表达缺陷,从而潜在延缓疾病进展或部分恢复视功能。

 

近年来,全球多个AAV基因治疗项目在临床开发中遭遇重大挑战。渤健(Biogen)2019年斥资8.77亿美元收购的两个管线之一的cotoretigene toliparvovec(BIIB112)在II/III期XIRIUS研究中未达主要终点 [2];强生基于AAV5的botaretigene sparoparvovec(bota-vec)是曾获FDA快速通道、孤儿药双重认证的明星疗法,但目前在III期LUMEOS试验中同样未能达到主要终点,目前正在重新评估开发策略 [3]。4D Molecular Therapeutics则已暂停其专有AAV载体平台开发的4D-125项目,将资源转向其他眼科适应症 [4]。当前临床管线中,Beacon Therapeutics的laru-zova(原AGTC-501)成为唯一活跃的XLRP基因治疗候选药物 [5]。该疗法采用经工程化改造的AAV2TYF血清型载体,已完成关键II/III期试验的患者入组,其临床结果备受行业关注,预计2026年第二季度公布。

 

 

RPGR基因主要管线及最新进展概览 [1-5]

 

挑战中的希望:Rpgr KO小鼠模型助力药物开发新突破

尽管面临挑战,科研领域对Rpgr靶点的探索并未停歇。在这样的研发背景下,可靠的实验模型对于突破靶点的药物研究瓶颈至关重要,而我们研发的Rpgr KO小鼠(产品编号:C001823),正是应此需求而生。模型旨在复现X连锁视网膜色素变性的疾病表型和遗传特征,为疾病研究和药物开发提供理想的工具。

 

产品名称

产品编号

品系全称

类型

Rpgr KO小鼠

C001823

C57BL/6JCya-Rpgrem1/Cya

Rpgr基因敲除

部分验证数据如下(详见品系说明书)。

 

以下多项验证数据的相似图片的差别主要在实验动物周龄,如考虑到排版,市场部的同事可以考虑合并只有周龄区别的同类型验证数据图片。

 

  • 眼底形态 & 光学相干断层扫描(OCT)

Rpgr KO小鼠视网膜结构在大部分层次保持相对完整,仅出现轻微但不显著的变薄且进展缓慢,但外视网膜区四条高反射带(ORRB1-4)模糊不清,其中ORRB2分界逐渐增厚且6月龄后与ORRB3边界完全消失,与WT组形成明显差异。

 

a.5月龄

 

b.3月龄

 

c. 6月龄

 

d.10月龄

 

 

e.15月龄

 

 

纯合Rpgr KO小鼠和野生型(WT)小鼠在1.5月龄、3月龄、6月龄、10月龄及15月龄时的眼底形态(Fundus)与光学相干断层扫描(OCT)检测结果。

 

  • 光学相干断层扫描(OCT)局部放大图像

外视网膜区四条高反射带(ORRB1-4)分别对应外界膜(OLM)、椭球体带(EZ)、交错突带(IZ)和RPE/布鲁赫膜复合体,在WT小鼠中清晰可辨,但在Rpgr KO小鼠中ORRB2与ORRB3边界模糊且6月龄时完全融合。

 

15月龄野生型(WT)小鼠和Rpgr KO小鼠眼部光学相干断层扫描(OCT)结果的局部放大图像。

 

  • 视网膜电图(ERG)

在1.5月龄时,Rpgr KO小鼠的暗适应和明适应ERG a波与b波振幅与WT小鼠无显著差异;至6月龄时其暗适应a波和b波振幅开始逐渐降低,到15月龄时则较WT小鼠出现显著下降。

 

a.5月龄

 

 

b.6月龄

 

 

c. 10月龄

 

 

d.15月龄

 

Rpgr KO小鼠和野生型(WT)小鼠在1.5月龄、6月龄、10月龄及15月龄时的视网膜电图(ERG)检测结果。

 

  • 视网膜免疫荧光染色结果

2月龄Rpgr KO小鼠的视网膜结构及视紫红质和PNA蛋白表达与WT小鼠无差异,但视网膜细胞标志物染色下调已提示早期退行性改变;至15月龄时,Rpgr KO小鼠视紫红质和PNA表达显著下降,仅见稀疏PNA染色,提示外节结构破坏和蛋白稳定性降低。

 

a.2月龄

 

 

b.15月龄

纯合Rpgr KO小鼠和野生型(WT)小鼠在2月龄及15月龄时的视网膜免疫荧光染色结果。

 

模型总结

综上,Rpgr KO小鼠(产品编号:C001823)精准再现了人类RPGR相关性视网膜变性的关键病理特征,为X连锁视网膜色素变性(XLRP)的发病机制研究提供了理想模型。其渐进性视网膜退行性改变(包括外视网膜高反射带异常、ERG功能进行性下降及视紫红质/PNA表达减少等)与人类疾病高度一致,使其成为研究RPGR相关视网膜变性分子机制、基因治疗策略评估及临床前疗效验证的不可替代工具。

 

参考文献

Rpgr KO小鼠
RPGR相关性视网膜变性研究模型
RPGR基因功能

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