模拟人类膜性肾病的PLA2R1人源化小鼠模型构建、表型验证数据详解

膜性肾病是成年人非糖尿病性肾病综合征最常见的病因之一，PLA2R1是约70%原发性膜性肾病患者的关键抗原，但小鼠和大鼠足细胞不表达PLA2R1，长期缺乏理想动物模型。本文系统梳理膜性肾病发病机制、PLA2R1相关的被动免疫、纯自发、主动免疫三类小鼠模型及其局限，并介绍南模生物在C57BL/6背景下足细胞特异性表达人源PLA2R1的自发膜性肾病模型（R26-CAG-LSL-hPLA2R1-IRES-EGFP，NM-KI-220264）。作为一套人源化小鼠模型，它自发产生抗人PLA2R1抗体、表现典型肾病综合征表型，附完整验证数据，是研究PLA2R1相关自身免疫疾病模型的有效工具。

一、先认识一下膜性肾病
膜性肾病（membranous nephropathy，MN）是成年人非糖尿病性肾病综合征最常见的病因之一。从来源上大致可以分成两类：
原发性MN：约80%的病例属于肾脏局限性。
继发性MN：其余约20%与其他系统性疾病或外源性因素相关。

疾病转归也很有意思，大约三分之一的患者可以达到缓解，三分之一病情稳定，还有三分之一会出现进行性的肾功能丧失和持续的蛋白尿 [1]。

二、致病核心：足细胞上的自身免疫反应
MN的主要致病机制，是基底膜下免疫复合物沉积引起的自身免疫反应。近年来磷脂酶A2受体（phospholipase A2 receptor，PLA2R）、含血小板反应蛋白第1型结构域的蛋白7A（thrombospondin type I domain containing 7A，THSD7A）等自身抗原的发现，极大推动了大家对MN发病机制的理解。

PLA2R是关键角色：它在足细胞上表达，在约70%的原发性膜性肾病患者中作为抗原存在。
免疫反应特征：这些抗原能诱导以IgG4为主导的体液免疫反应，因此适合作为MN的诊断与监测指标。
还有帮凶：补体系统的激活、遗传易感基因以及环境污染，也被认为在MN的免疫反应中发挥一定作用。

 

三、卡点在哪：小鼠不表达PLA2R1
这里有个绕不开的难题——小鼠和大鼠的肾小球足细胞不表达PLA2R1，因此长期缺乏能模拟人类PLA2R1相关MN的动物模型。

2019年~2023年，Gunther Zahner及其团队发表过一系列研究，通过在足细胞中过表达PLA2R1抗原，构建了三种基于PLA2R1抗体的膜性肾病小鼠模型。下面挨个看。

四、被动免疫模型
研究人员构建了在小鼠足细胞中特异性表达全长小鼠PLA2R1的模型，即mPLA2R1 positive小鼠 [3]。

本身不发病：该小鼠本身无自发性肾病。

注射抗体后起效：注射Rabbit anti-mPLA2R1抗体后，可观察到同步的抗体生成和蛋白尿。被动免疫3天后尿蛋白开始有显著差异，21天后降回平均值；病理在第7天也有显著差异，同时观察到补体激活 [3]。

局限性： 使用的是兔源性抗体，而非人类自身抗体；且为被动免疫模型，尚不能研究B细胞介导的自身免疫反应。

 

五、纯自发模型
研究人员构建了Rosa26-CAG-LSL-hPLA2R1小鼠，通过与NPHS2-Cre小鼠交配，实现足细胞特异性表达人PLA2R1模型 [4]。

表型进程：在hPLA2R1过表达小鼠中，尿蛋白从4周龄开始增加，肾脏IgG沉积；对肾脏组织的抗体洗脱后能够结合human PLA2R1，表明小鼠对人PLA2R1蛋白发生了免疫反应。

抗体动态：3周龄的hPLA2R1过表达小鼠循环中已有anti-PLA2R1 antibody产生，并随周龄增加。5~6周龄出现腹水等，12周龄因小鼠状态终止实验，表现为严重的肾小球和肾小管间质损伤。

确认是自身免疫：在Rag2⁻/⁻小鼠（缺乏T/B细胞）中，即使过表达hPLA2R1也不产生抗体、未出现蛋白尿或肾损伤，证明该模型是真正的自身免疫模型，而非转基因本身毒性 [4]。

局限性： 这些小鼠在出现抗PLA2R1抗体后的3–4周内，就出现严重肾病综合征和终末期肾病的加速病程，疾病进展较快（6周内严重），可能不完全模拟人类慢性过程。
 
六、主动免疫模型
由于纯自发模型发病过快，研究人员构建了"嵌合体"PLA2R1小鼠chPLA2R1（将人源PLA2R1的3个N端结构域"CysR、FnII、CTLD1"与鼠源PLA2R1的7个C端结构域CTLD2-8融合而构建），随后与NPHS2-Cre小鼠交配，实现足细胞特异性表达人PLA2R1模型。该模型通过主动免疫诱导产生抗PLA2R1抗体，成功模拟了人类PLA2R1相关膜性肾病的关键临床、免疫和组织学特征 [5]。

基础状态干净：该小鼠到6月龄无自发异常（无自发抗体产生、无蛋白尿、无肾损伤）。

主动免疫诱导：用人源PLA2R1蛋白+温和佐剂（TiterMax Gold）免疫，抗人PLA2R1抗体于免疫后第5周出现（可能更早），识别位点与人类患者相似；蛋白尿从第3周开始升高，第6周显著加重，出现严重肾病综合征 [5]。
 
七、南模生物膜性肾病模型与验证数据
基于上述报道，南模生物通过在C57BL/6背景下在足细胞中特异性表达人源PLA2R1蛋白，建立了一种自发膜性肾病模型，这也是一套针对膜性肾病的人源化小鼠模型。

自发产生抗体+典型表型：这些小鼠自发地产生抗人PLA2R1抗体，并表现为进行性白蛋白尿和高脂血症等肾病综合征典型特征。

典型病理形态：在病理形态方面，其肾组织呈现出典型的膜性肾病形态学特征——免疫荧光检测可见小鼠IgG在肾小球沉积，同时病理分析证明人源PLA2R1过表达小鼠明显肾脏损伤。

应用价值：该模型能精确模拟人类膜性肾病的病理特征，如肾小管足细胞的损伤、免疫复合物沉积、蛋白尿等，作为一套自身免疫疾病模型，为研究PLA2R1在膜性肾病中的作用提供了有效工具。
R26-CAG-LSL-hPLA2R1-IRES-EGFP
NM-KI-220264

 

足细胞特异性过表达人源PLA2R1的小鼠体重增长减缓，死亡率升高。

足细胞特异性过表达人源PLA2R1的小鼠从4周龄开始出现尿液生化指标异常（n=7/group）。

足细胞特异性过表达人源PLA2R1的小鼠从4/6周龄开始出现血液生化指标异常（n=7/group）。

足细胞特异性过表达人源PLA2R1小鼠表现出持续的PLA2R1表达。
 

总体来看，足细胞特异性过表达人源PLA2R1小鼠肾脏IgG沉积增多，主要沿肾小球基底膜分布。
 

足细胞特异性过表达人源PLA2R1小鼠出现明显肾损伤，包括间质损害、肾小管扩张、管型形成及基底膜增厚。

想用这套模型做膜性肾病相关研究，或者想了解更多验证数据的小伙伴，欢迎通过文末方式联系南模生物，鼠博士下期再见~

Reference：
[1] Fogo AB, Lusco MA, Najafian B, Alpers CE. AJKD Atlas of Renal Pathology: Membranous Nephropathy. Am J Kidney Dis. 2015 Sep;66(3):e15-7. doi: 10.1053/j.ajkd.2015.07.006. PMID: 26300203.

[2] Pan Y, Chen S, Wu L, Xing C, Mao H, Liang H, Yuan Y. Animal models of membranous nephropathy: more choices and higher similarity. Front Immunol. 2024 Oct 21;15:1412826. doi: 10.3389/fimmu.2024.1412826. PMID: 39497816; PMCID: PMC11532550.

[3] Meyer-Schwesinger C, Tomas NM, Dehde S, Seifert L, Hermans-Borgmeyer I, Wiech T, Koch-Nolte F, Huber TB, Zahner G. A novel mouse model of phospholipase A2 receptor 1-associated membranous nephropathy mimics podocyte injury in patients. Kidney Int. 2020 May;97(5):913-919. doi: 10.1016/j.kint.2019.10.022. Epub 2019 Nov 9. PMID: 32033781.

[4] Tomas NM, Dehde S, Meyer-Schwesinger C, et al. Podocyte expression of human phospholipase A2 receptor 1 causes immune-mediated membranous nephropathy in mice. Kidney Int. 2023;103(2):297-303. 

[5] Tomas NM, Schnarre A, Dehde S, et al. Introduction of a novel chimeric active immunization mouse model of PLA2R1-associated membranous nephropathy. Kidney Int. 2023;104(5):916-928. 

[6] Reinhard L, Machalitza M, Wiech T, et al. Membranous Nephropathy Target Antigens Display Podocyte-Specific and Non-Specific Expression in Healthy Kidneys. Genes (Basel). 2025;16(3):241. 

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