Rpgr-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Rpgr-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-18420

品系全称

C57BL/6JCya-Rpgrem1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-19893-Rpgr-B6J-VB

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Rpgr-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-18420) were purchased from Cyagen.
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cKO小鼠库模型

基本信息

基因研究概述

质控标准

基因
基因全称
retinitis pigmentosa GTPase regulator
基因别称
Rd9,Rp3h,mRpgr
染色体号
Chr X (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_001177950 | Ensembl: ENSMUST00000044598
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 9
敲除长度
~1.0 kb
品系说明
该品系是基于策略设计时的数据库信息制作而成,建议您在购买前查询最新的数据库和相关文献,以获取最准确的表型信息。
表型提示
MGI:1344037Homo- and hemizygotes for an X-linked, targeted, null mutation exhibit ectopic placement of cone opsins, reduced levels of rhodopsin in rod cells, and partial degeneration of both cone and rod photoreceptors by 2-6 months of age.
RPGR,全称Retinitis Pigmentosa GTPase Regulator(视网膜色素变性GTP酶调节因子),是一种位于X染色体上的基因,其突变是导致X连锁视网膜色素变性(XLRP)的主要原因。XLRP是一种导致视力逐渐丧失的遗传性疾病,患者在儿童时期开始出现夜盲和视野缩小,最终可能失明。RPGR基因编码的蛋白质在视网膜感光细胞(光感受器)的细胞内运输过程中发挥重要作用,尤其是通过调节细胞内小管的形成和功能,这些小管在细胞内物质运输中至关重要。RPGR蛋白的突变会导致光感受器功能障碍和视网膜变性。

在治疗XLRP方面,基因疗法是一种有前景的方法。目前,有多个基于腺相关病毒(AAV)载体的基因治疗临床试验正在进行中,旨在通过向患者视网膜细胞中递送正常的RPGR基因来修复或替代突变基因。这些临床试验中的载体在AAV衣壳和编码序列方面有所不同。一些临床试验使用了密码子优化版本的RPGR基因,而另一些则使用了野生型序列,其中部分功能域可能存在缺失。这些差异反映了科学家们在设计和优化基因治疗策略时面临的挑战,包括基因序列的不稳定性和对RPGR蛋白功能的理解不足[1]。

在第一个用于XLRP的基因治疗临床试验中,研究人员评估了AAV载体编码优化的人类RPGR基因(AAV8-coRPGR)的安全性和有效性。该试验在18名患者中进行了剂量递增,为期6个月。结果表明,除了在高剂量组中观察到对类固醇敏感的亚视网膜炎症外,没有其他明显安全性问题。此外,在6名患者中观察到视野改善,并持续至随访结束[2]。

RPGR基因的结构和功能,以及与之相关的遗传变体,是XLRP和锥杆营养不良(CORD)的主要原因。RPGR基因的变异导致XLRP的发病通常发生在生命的第一个十年,并伴随着夜盲和视野缩小的症状。RPGR基因治疗的研究进展包括使用基因替换疗法和基于AAV的载体来递送正常的RPGR基因[3]。

基因疗法在RPGR基因治疗中的应用也面临挑战,包括RPGR基因序列的高不稳定性。为了克服这一挑战,科学家们已经开发了分子策略,包括使用密码子优化和缩短的RPGR基因序列,以增加基因治疗的稳定性和有效性。这些策略已经在临床前研究中得到验证,并正在进入临床试验阶段[4]。

目前,有四个RPGR基因治疗载体正在临床试验中评估,其中包括密码子优化版本和缩短版本的RPGR基因序列。这些临床试验的结果表明,基因疗法具有良好的安全性,并且在一些患者中观察到视野改善。然而,RPGR基因治疗的发展仍然面临挑战,包括对RPGR基因功能和突变机制的深入了解,以及开发更有效的基因传递系统[5]。

在中国人群中,RPGR基因突变的分析揭示了该基因变异的多样性。在一项针对中国RPGR视网膜变性患者的研究中,研究人员发现了34种RPGR变异,包括6种已报道的变异和28种新发现的变异。这些变异主要分布在RPGR基因的10个不同亚区中,其中70.59%的变异位于第15外显子[6]。

基因编辑技术,如CRISPR/Cas9,也为RPGR基因治疗提供了新的可能性。在一项研究中,研究人员使用CRISPR/Cas9技术成功地恢复了rd9小鼠模型中RPGRORF15的表达。通过生殖细胞和体细胞基因治疗方法的结合,研究人员观察到RPGRORF15蛋白的完整表达,并恢复了光感受器中视紫红质的正常定位[7]。

在人类视网膜类器官模型中,AAV-RPGR基因治疗成功地恢复了RPGR mRNA和蛋白的表达,并恢复了视紫红质的正常定位。这些数据为RPGRORF15基因补充的功能潜力提供了机制上的见解,并支持了使用这种载体结构在RPGR相关XLRP患者中的临床试验结果[8]。

综上所述,RPGR基因是导致X连锁视网膜色素变性的主要基因,其突变导致视网膜感光细胞功能障碍和视网膜变性。基因疗法是一种有前景的治疗方法,目前有多个临床试验正在进行中。这些研究进展为RPGR基因治疗提供了新的策略和希望,但仍面临挑战,包括基因序列的不稳定性和对RPGR蛋白功能的深入理解。未来的研究需要进一步优化基因传递系统,并探索基因编辑技术在RPGR基因治疗中的应用。

参考文献:
1. Martinez-Fernandez De La Camara, Cristina, Cehajic-Kapetanovic, Jasmina, MacLaren, Robert E. 2019. RPGR gene therapy presents challenges in cloning the coding sequence. In Expert opinion on biological therapy, 20, 63-71. doi:10.1080/14712598.2020.1680635. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31612744/
2. Cehajic-Kapetanovic, Jasmina, Xue, Kanmin, Martinez-Fernandez de la Camara, Cristina, Stanga, Paulo E, MacLaren, Robert E. 2020. Initial results from a first-in-human gene therapy trial on X-linked retinitis pigmentosa caused by mutations in RPGR. In Nature medicine, 26, 354-359. doi:10.1038/s41591-020-0763-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32094925/
3. Awadh Hashem, Shaima, Georgiou, Michalis, Ali, Robin R, Michaelides, Michel. 2023. RPGR-Related Retinopathy: Clinical Features, Molecular Genetics, and Gene Replacement Therapy. In Cold Spring Harbor perspectives in medicine, 13, . doi:10.1101/cshperspect.a041280. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37188525/
4. Cehajic Kapetanovic, Jasmina, McClements, Michelle E, Martinez-Fernandez de la Camara, Cristina, MacLaren, Robert E. 2019. Molecular Strategies for RPGR Gene Therapy. In Genes, 10, . doi:10.3390/genes10090674. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31487940/
5. Martinez-Fernandez de la Camara, Cristina, Cehajic-Kapetanovic, Jasmina, MacLaren, Robert E. . Emerging gene therapy products for RPGR-associated X-linked retinitis pigmentosa. In Expert opinion on emerging drugs, 27, 431-443. doi:10.1080/14728214.2022.2152003. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36562395/
6. Liu, Hong-Li, Gao, Feng-Guan, Wang, Dan-Dan, Xu, Ge-Zhi, Wu, Ji-Hong. 2022. Mutation Analysis of the RPGR Gene in a Chinese Cohort. In Frontiers in genetics, 13, 850122. doi:10.3389/fgene.2022.850122. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35432464/
7. Gumerson, Jessica D, Alsufyani, Amal, Yu, Wenhan, Wu, Zhijian, Li, Tiansen. 2021. Restoration of RPGR expression in vivo using CRISPR/Cas9 gene editing. In Gene therapy, 29, 81-93. doi:10.1038/s41434-021-00258-6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34257417/
8. Sladen, Paul E, Naeem, Arifa, Adefila-Ideozu, Toyin, Lane, Amelia, Georgiadis, Anastasios. 2024. AAV-RPGR Gene Therapy Rescues Opsin Mislocalisation in a Human Retinal Organoid Model of RPGR-Associated X-Linked Retinitis Pigmentosa. In International journal of molecular sciences, 25, . doi:10.3390/ijms25031839. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38339118/