G蛋白偶联受体（GPCR）
G蛋白偶联受体（GPCR）是一个大型膜蛋白家族，能感知并响应各种信号，如激素、神经递质和光。当特定配体与GPCR结合，会激活鸟苷酸结合蛋白（G蛋白），进而影响细胞内的信号传导、增殖、生长和运动等过程。GPCR与中枢神经系统疾病、炎症性疾病、代谢性疾病和癌症等多种疾病有关，被视为"可成药基因组"中最大的靶点类别。据统计，近35%的FDA已批准上市的药物作用于GPCR。然而，目前获批的靶点仅占所有GPCR的一小部分，这表明GPCR家族仍具有巨大的治疗开发潜力[1-2]。
图1 不同类型的G蛋白偶联受体（GPCR）[2]
降钙素受体样受体（CALCRL）
G蛋白偶联受体（GPCR）可以被分为至少五种结构上不同的亚型，包括A类（视紫红质样）、B类（促分泌素受体家族）、C类（代谢型谷氨酸/信息素）、D类（真菌交配信息素受体）和E类（环磷酸腺苷受体）。降钙素受体样受体（CLR/CALCRL）属于B类GPCR，在激素稳态中起着关键作用。虽然CALCRL本身不能形成功能性受体，但当与受体活性修饰蛋白（RAMPs）共表达时，就能产生受体信号传导。RAMPs家族包括RAMP1、RAMP2和RAMP3三个成员。CALCRL的生物学效应取决于它与哪种RAMP亚型结合，这使得CALCRL能够与特定的配体作用，发挥各种不同的生物学效应[3]。因此，CALCRL在细胞内的信号传导、细胞增殖、细胞生长和细胞运动等过程中起着重要的作用。当CALCRL与RAMP1共表达并激活后，它与CGRP的结合在许多生理和病理过程中都起着关键作用，包括血管舒张、疼痛感知和免疫调节[4]。
图2 降钙素受体样受体（CLR）与三种受体活性修饰蛋白（RAMPs）的关系[5]
降钙素基因相关肽（CGRP）
当CALCRL与RAMP1结合时，会形成一个能识别降钙素基因相关肽（CGRP）的受体复合物。CGRP是一种强效的血管扩张剂，由三叉神经感觉神经元释放，对心血管系统和伤口愈合等生理和病理情况具有保护作用。此外，CGRP与疼痛通路有关，研究发现在偏头痛发作时，CGRP的释放是主要的诱因。因此，CALCRL和CGRP是偏头痛治疗的重要靶点。在偏头痛、关节炎、皮肤病、糖尿病和肥胖症等领域，都有涉及CALCRL和CGRP靶向治疗的研究[6-7]。
图3 降钙素基因相关肽（CGRP）广泛分布在外周神经系统、中枢神经系统和其他系统中[6]
靶向CALCRL&CGRP治疗偏头痛
偏头痛是一种常见的三叉神经血管性头痛，可能持续4到72个小时，表现为一侧或双侧的搏动性剧烈头痛。世界卫生组织将其列为人类致残原因的第二位。自2018年以来，已有多款靶向降钙素基因相关肽（CGRP）或其受体（CALCRL）的药物获批，用于偏头痛的治疗或预防，这标志着偏头痛治疗新时代的到来[8]。与传统疗法相比，CGRP相关疗法具有显著的改进，它们特异性地作用于三叉神经疼痛系统，且很少或没有不良反应。例如，Ubrogepant等CGRP受体拮抗剂可以有效缓解偏头痛的急性发作，而Eptinezumab、Fremanezumab和Erenumab等靶向CGRP或CALCRL的单克隆抗体可以有效预防偏头痛发作。这些药物通过与CGRP或CALCRL特异性结合，阻断内源性CGRP与CALCRL的反应，从而减少脑血管扩张，缓解头痛[9]。
图4 靶向CGRP及其受体CALCRL治疗偏头痛的原理和途径[8]
赛业生物开发了小鼠Calcrl基因人源化的B6-hCALCRL小鼠模型（产品编号：C001497）。这种模型特异性地表达人源CALCRL基因，可用于开发针对人源CALCRL基因或蛋白的靶向药物。
图5 B6-hCALCRL小鼠特异性表达人源CALCRL基因
CALCA基因通过选择性剪切产生CGRP
CGRP有两种高度同源的异构体：α-CGRP和β-CGRP。α-CGRP主要存在于外周和中枢神经系统中，而β-CGRP主要存在于胃肠道神经中。偏头痛主要与α-CGRP有关。α-CGRP是通过CALCA基因在转录和翻译过程中的RNA可变剪接和非活性前体蛋白剪切形成的。此外，CALCA基因还可以编码降钙素（Calcitonin）和卡他降钙素（Katacalcin）这两种肽类激素[7]。
图6 CALCA基因在转录和翻译过程中的RNA可变剪接和非活性前体蛋白剪切[7]
人源CALCA基因在转录和翻译过程中涉及复杂的RNA和蛋白剪切和修饰模式。此外，小鼠和人源组织中的CALCA基因表达存在差异，例如，小鼠CALCA在背根神经节（DRG）中的表达远低于人类DRG中的表达水平。DRG是痛觉感受器胞体的重要位置。因此，对小鼠基因进行人源化，使其蛋白结构和表达部位与人类蛋白相同，是非常必要的。赛业生物同样开发了小鼠Calca基因人源化的B6-hCALCA小鼠模型（产品编号：C001523），在该模型中，小鼠Calca基因从起始密码子到3’UTR区域的基因序列都被人源CALCA基因的对应序列所替换。这为研究CALCA基因的功能和相关疾病提供了重要的工具。
图7 B6-hCALCA小鼠特异性表达人源CALCA基因
总 结
钙素基因相关肽（CGRP）或其受体（CALCRL）是偏头痛等疾病的重要治疗靶点。B6-hCALCRL和B6-hCALCA小鼠模型均成功地表达人源基因，可以用于研究CGRP和CALCRL在血压调节、细胞增殖、细胞凋亡、血管生物学、生理性骨髓生成、炎症和肿瘤生长等多种生理病理过程中的作用，以及用于CGRP和CALCRL靶向性偏头痛药物和疗法的研究。
除以上两款人源化小鼠模型外，赛业生物还可以提供多种与肿瘤免疫治疗、神经退行性疾病、眼科疾病、自身免疫性疾病及炎症性疾病等领域相关的人源化模型，以满足基因治疗、小核酸疗法、小分子药物和抗体类药物等不同疗法的筛选和评价需求。同时，我们也可以根据研究人员的需求进行定制或合作开发。
参考文献：
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[2]Roux BT, Cottrell GS. G protein-coupled receptors: what a difference a 'partner' makes. Int J Mol Sci. 2014 Jan 16;15(1):1112-42.
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[5]Shindo T, Tanaka M, Kamiyoshi A, Ichikawa-Shindo Y, Kawate H, Yamauchi A, Sakurai T. Regulation of cardiovascular development and homeostasis by the adrenomedullin-RAMP system. Peptides. 2019 Jan;111:55-61.
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[9]Bucklan J, Ahmed Z. CGRP antagonists for decreasing migraine frequency: New options, long overdue. Cleve Clin J Med. 2020 Apr;87(4):211-218.
