[发明专利]T细胞受体基因修饰小鼠

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时申请号61/552,582，申请日为2011年10月28日；美国临时申请号61/621,198，申请日为2012年4月6日和美国临时申请号61/700,908，申请日为2012年9月14日的优先权，其全部内容通过引用并入本申请。

发明领域

本发明涉及基因修饰的非人动物例如啮齿动物(例如小鼠或大鼠)，在所述动物的基因组中包含人源或人源化的T细胞受体(TCR)可变基因基因座(例如TCRα和TCRβ可变基因基因座和/或TCRδ和TCRγ可变基因基因座)，并且表达来自人源或人源化的TCR可变基因基因座的人源或人源化的TCR多肽(例如TCRα和TCRβ多肽和/或TCRδ和TCRγ多肽)。具有本发明的人源或人源化的TCR可变基因基因座的非人动物在内源性非人源TCR基因座包含未经重排的人源TCR可变区基因区段(例如V、D和/或J区段)。本发明还涉及胚胎、组织和细胞(例如T细胞)，其包含人源或人源化的TCR可变基因基因座并且表达人源或人源化的TCR多肽。本申请还提供了制备包含人源或人源化的TCR可变基因基因座的基因修饰非人动物的方法；以及使用包含人源或人源化的TCR可变基因基因座并且表达来自这些基因座的人源或人源化的TCR多肽的非人动物、胚胎、组织和细胞的方法。

发明背景

在适应性免疫应答中，通过B淋巴细胞(例如免疫球蛋白)和T淋巴细胞(例如T细胞受体或TCR)上的受体分子识别外来抗原。血液和细胞外空间中的病原体是在体液免疫应答过程中由抗体识别的，而在细胞内对病原体的破坏是在细胞免疫应答过程中由T细胞介导的。

T细胞识别并攻击在主要组织相容性复合物(MHC)背景下递呈至细胞表面上的抗原。抗原识别由T细胞表面上表达的TCR介导。有两大类T细胞具有这种功能：细胞毒性T细胞，其表达细胞表面蛋白CD8，和辅助T细胞，其表达细胞表面蛋白CD4。细胞毒性T细胞活化信号级联导致递呈该抗原的细胞被直接破坏(在MHC I背景下)，而辅助T细胞分化成几种类型，并且其活化(在MHC II背景下通过识别递呈的抗原而激发)导致巨噬细胞介导的病原体破坏和刺激B细胞产生抗体。

由于其具有抗原特异性，因而目前对抗体针对多种人类疾病的治疗潜力进行了广泛研究。为生成能够中和人类靶点的抗体，但避免同时激活针对这种抗体的免疫应答，科学家们集中精力在生产人源或人源化的免疫球蛋白上。在体内生产人源化的抗体的一种方法是使用小鼠，这种人源化小鼠包含(1)彼此之间可操作地连接的未经重排的人源免疫球蛋白V、D和J区段库，所述区段库和小鼠恒定区位于内源性小鼠免疫球蛋白重链基因座，以及(2)彼此之间可操作地连接的未经重排的人源Vκ和Jκ区段库，所述区段库和小鼠恒定κ区位于内源性小鼠免疫球蛋白κ轻链基因座。这样，小鼠提供了用于工程化制备人源抗体的高度多样化的重排抗体可变结构域的丰富来源。

与抗体类似，T细胞受体包含可变区，其由包含V(D)J可变区区段的未经重排的基因座(α和β基因座，或者δ和γ基因座)编码，并且该可变区赋予了T细胞抗原结合特异性。亦与抗体类似，TCR对其抗原的特异性能够用于开发新疗法。因此，在本领域中需要非人动物(例如啮齿动物，例如大鼠或小鼠)，所述动物包含能够重排以形成编码人源T细胞受体可变结构域基因的未经重排的人源T细胞可变区基因区段，包括彼此间同源的结构域和与目的抗原特异性结合的结构域。还需要一种包含T细胞可变区基因座的非人动物，所述基因座包含保守的人源化，其包括包含未经重排的人源基因区段的非人动物，所述人源基因区段能够重排以形成与非人源(内源性)T细胞受体恒定基因序列连接的T细胞受体可变区基因。还需要能够生成多样性的人源T细胞受体可变序列库的非人动物。需要在对目的抗原应答时能够重排大部分或全部功能性T细胞受体可变区区段以形成包含完全人源可变结构域的T细胞受体多肽的非人动物。

发明概述

本申请提供了非人动物例如啮齿动物，所述动物包含表达在细胞免疫应答中具有功能的人源化的分子的非人源细胞。本申请还提供了包含未经重排的TCR可变基因基因座的非人动物。本申请提供了体内和体外系统，所述系统包含人源化的啮齿动物细胞，其中所述啮齿动物细胞表达一种或多种人源化的免疫系统分子。本申请还提供了编码人源化的TCR蛋白的未经重排的人源化的TCR啮齿动物基因座。