在眼科研究中,选择大小鼠模型以及人源化小鼠模型具有重要的意义,尤其是在实验效果和成本效益方面,这些模型相较于大动物模型具有显著的优势。
大动物模型的局限性
从实验效果来看,选择猴子、兔子、狗和猪等大动物眼球进行实验似乎是理想的,因为它们的眼球在结构、大小和生理功能上与人眼球最为相似。然而,大动物模型在眼科基因治疗临床前研究中存在诸多限制:
1. 成本和周期问题:养殖大动物的成本高昂,繁殖周期长,这对于药企来说是一个沉重的负担,尤其是在已经筛选出多个靶点或阳性药物时,使用大动物进行药效评价显得不切实际。
2. 基因编辑难度:对大动物进行基因编辑的技术难度较高,构建遗传性眼科疾病模型的效率低下。
小鼠模型的优势
相比之下,小鼠或大鼠作为眼科基因治疗动物模型具有诸多优势:
1. 成本低且繁殖快:小鼠和大鼠的饲养成本低,繁殖速度快,能够在短时间内提供大量实验动物,满足大规模实验的需求。
2. 基因编辑技术成熟:小鼠的基因编辑技术已经非常成熟,能够高效地构建各种基因敲除、基因敲入和转基因模型,模拟不同眼科疾病的发病机制。
3. 实验操作方便:小鼠体型较小,便于进行各种眼科手术操作和药物注射,如玻璃体注射、视网膜电图检测等。
4. 组织结构和功能相似:小鼠的视锥细胞与视杆细胞数目比与人类接近,其眼睛结构和功能在一定程度上与人类相似,能够较好地模拟人类眼科疾病的病理生理过程。
人源化小鼠模型的独特价值
尽管小鼠基因组与人类基因组高度同源,但很少有基因具有100%的保守性。因此,在使用药物或进行基因修饰等操作时,可能会引起差异。为了更精准地模拟人类生理生化机制,人源化小鼠模型应运而生,其优势包括:
1. 探究基因功能:人源化小鼠模型能够更接近人源基因的作用机制,帮助研究人员更准确地理解基因功能。
2. 临床前药物评价:人源化小鼠模型适合用于ASO(反义寡核苷酸)、引导分子等的筛选与评价,能够模拟药物在人体内对致病基因的作用,为临床试验提供更可靠的依据。
3. 多靶点研究:人源化小鼠模型可以同时携带多个与人类疾病相关的靶点,如VEGFA和ANG2双靶点人源化小鼠,可用于研究多靶点药物的协同作用,为开发联合疗法提供有力支持。
人源化小鼠在眼科研究中的应用
人源化小鼠模型在眼科研究中已经得到了广泛应用。例如,在研究湿性年龄相关性黄斑变性(wAMD)时,VEGFA人源化小鼠模型能够有效模拟人类疾病,避免因物种间靶点差异导致的药效模型问题。此外,人源化小鼠模型还可用于研究其他眼科疾病,如糖尿病视网膜病变(DR)和视网膜色素变性(RP)等。
尽管大动物模型在某些方面具有优势,但由于成本、周期和基因编辑难度等问题,使其在眼科基因治疗临床前研究中难以广泛应用。相比之下,小鼠模型不仅成本低、繁殖快,而且基因编辑技术成熟,能够满足多种应用场景。而人源化小鼠模型则进一步弥补了小鼠模型的不足,通过将小鼠基因替换为人类基因,能够更精准地模拟人类疾病和药物反应,为眼科基因治疗的研究和药物开发提供了强大的支持。