基于ABCB11 E297G变体的PFIC2新型基因敲入小鼠模型及变异登记库构建

本研究针对进行性家族性肝内胆汁淤积症2型(PFIC2)的基因诊断和治疗瓶颈，通过AI文献索引结合人工审阅构建了包含476个非良性ABCB11变体的临床数据库，并首创基于E297G变体的BsepE297G 基因敲入小鼠模型。研究发现该模型完美重现PFIC2核心病理特征，包括Bsep蛋白加工缺陷、胆汁酸(BA)转运障碍及肝毒性，且对IBAT抑制剂治疗响应与临床一致，为PFIC2精准医疗提供了重要工具。

　　

胆汁酸代谢紊乱导致的进行性家族性肝内胆汁淤积症2型（PFIC2）是一种罕见的儿童致死性肝病，其病因是胆汁盐输出泵（BSEP，由ABCB11基因编码）功能缺陷。作为ATP结合盒转运体超家族成员，BSEP是肝细胞胆汁酸外排的主要调节器。当BSEP功能丧失时，胆汁酸在肝内蓄积引发毒性，导致进行性肝损伤。尽管已有约200个ABCB11变异被报道与PFIC2相关，但大多数变异缺乏完整的功能表征，这严重制约了基因诊断和精准治疗的开展。尤其值得注意的是，E297G和D482G是欧洲人群中最高发的PFIC2相关变异，虽然体外实验表明这些错义变异保留正常转运功能但存在糖基化缺陷和膜定位障碍，但其在生理系统中的病理机制尚未阐明。

为突破PFIC2研究瓶颈，研究人员开展了两项开创性工作：首先利用Mastermind基因组智能平台系统梳理文献，建立标准化的ABCB11变异数据库；同时采用CRISPR/Cas9技术构建首个Bsep^E297G
基因敲入小鼠模型。该研究发表在《Journal of Lipid Research》上，通过整合生物信息学分析与实验验证，为PFIC2研究提供了双重技术支撑。

研究采用多组学技术开展系统性分析：通过AI驱动的Mastermind平台对717篇文献进行挖掘，依据ACMG标准对705个ABCB11变异进行临床解读；利用CRISPR/Cas9在C57BL/6NTac小鼠Abcb11基因第9外显子引入E297G突变及BsmI酶切位点；采用Western blot结合PNGase糖苷酶处理分析Bsep蛋白糖基化状态；通过LC-MS/MS定量胆汁酸组成；借助RNA-seq解析转录调控网络；最后用临床级IBAT抑制剂A4250进行药效验证。

研究结果揭示：

1. ABCB11变异全景图：数据库收录476个致病/可能致病变异，其中E297G变异在152例PFIC2患者中出现频率最高。该变异导致BSEP内质网滞留，但缺乏体内功能验证。
2. 基因敲入模型构建：成功建立Bsep^E297G
   小鼠系，基因型分析显示F1代稳定遗传编辑位点，符合孟德尔遗传规律。
3. Bsep蛋白转运缺陷：Western blot显示纯合子仅存在140kDa未成熟糖基化(b-band)形式，免疫组化证实其无法定位于胆小管膜，而mRNA表达反而升高2.5倍。
4. PFIC2病理重现：纯合鼠呈现典型胆汁淤积表型——血清总胆汁酸(TBA)升高4倍，肝BA蓄积伴随ALT/ALP升高；胆汁中磷脂和胆固醇增加；组织学显示肝细胞坏死和炎性浸润。
5. 代偿性调控机制：RNA-seq发现Cyp8b1下调导致胆酸(CA)合成减少，而Cyp2c70上调促进毒性较低的鼠胆酸(MCA)生成；Abcb1a和Abcc4表达增强促进BA外排。
6. 药物响应验证：IBAT抑制剂A4250治疗14天使粪便BA排泄增加，血清/肝BA负荷降低40%，ALT改善但未完全逆转病理。

这项研究具有多重突破性意义：首次建立的Bsep^E297G
小鼠模型完美模拟人类PFIC2的分子缺陷和病理进程，填补了该变异体内功能研究的空白；构建的变异数据库为临床基因诊断提供权威依据。尤为重要的是，模型对IBAT抑制剂的响应模式与临床观察高度一致，证实其可用于预测患者治疗反应。研究发现代偿性BA合成通路重编程现象，为开发新型靶向药物提供理论依据。该研究不仅为PFIC2精准医疗奠定基础，其"数据库-动物模型"双轨研究范式也可推广至其他罕见病研究领域。

未来研究可进一步探索：将模型与Cyp2c70敲除鼠杂交以模拟人类BA谱；构建E297G/KO复合杂合基因型研究基因剂量效应；筛选能纠正Bsep蛋白折叠的小分子化合物。这些工作将推动PFIC2治疗从症状管理迈向病因治疗的新阶段。