1月24日,中國科學院腦科學與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心(神經(jīng)科學研究所)、上海腦科學與類腦研究中心研究團隊在我國頂級綜合英文期刊《國家科學評論》在線發(fā)表了兩篇論文,揭示了首批體細胞克隆疾病模型猴的誕生。
2017年,這一研究團隊首開先例,第一利用體細胞核移植技術(shù)成功克隆出兩只獼猴——“中中”、“華華”,打破了克隆靈長類動物長達20年的空白,是中國科學家投入5年心血、克服重重難關(guān)后的結(jié)晶。
現(xiàn)在,他們再次“升級”——利用基因編輯技術(shù)成功構(gòu)建出一批遺傳背景一致的疾病克隆猴模型。
這5只體態(tài)憨萌的克隆猴登上了期刊封面,預示著中國正式開啟了批量化、標準化創(chuàng)建疾病克隆猴模型的新時代。
5只“小猴子”的誕生過程
獼猴是國際上常用的一種實驗動物。2017年,“中中”“華華”的成功克隆解決了讓野生獼猴遺傳背景一致的問題,卻未能解決疾病模型猴的構(gòu)建難題。
現(xiàn)在,中科院神經(jīng)科學研究所張洪鈞、孫強、劉真團隊首次利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù),敲除“關(guān)鍵基因”(生物節(jié)律核心基因BMAL1)的方法,獲得了5只生物鐘紊亂嚴重程度不同的疾病猴(第一代模型)。
隨后,他們從中選取了一只紊亂特征最為明顯的獼猴作為克隆“原型”,通過體細胞克隆技術(shù),最終獲得五只BMAL1基因敲除的克隆猴,而且它們的遺傳背景一致。
這意味著,中國學者再次“打破空白”,成功解決了疾病模型猴的構(gòu)建難題。
為何選擇“生物鐘紊亂”這一疾???
自然界中大部分生物,從簡單的單細胞生物,到復雜的哺乳動物,都擁有按時間節(jié)奏調(diào)節(jié)自身活動的本領,稱之為生物節(jié)律。它是生物體內(nèi)在的時間控制系統(tǒng),是維持機體睡眠、體溫、代謝等功能的基礎。
生物鐘紊亂,與睡眠障礙、神經(jīng)退行性疾病(如阿爾茨海默?。?、**類疾?。ㄈ缫钟舭Y)、糖尿病、腫瘤、以及心血管等疾病密切相關(guān)。
傳統(tǒng)的模式的小鼠和果蠅等動物模型與人的晝夜活動周期、腦結(jié)構(gòu)和代謝速率等存在明顯差異,極大的制約了生物節(jié)律紊亂機理研究和相關(guān)疾病治療手段的研發(fā)。而非人靈長類動物與人類最接近,是研究節(jié)律紊亂相關(guān)疾病機理和整治手段比較理想的動物模型。因此建立非人靈長類生物節(jié)律紊亂模型迫在眉睫。
研究意義
這項研究成果獲得了很高的同行評議,稱其為(在短期內(nèi))生產(chǎn)一批無嵌合體的基因修飾猴提供了一個完美的解決方案,對人類疾病研究有著重要價值。
中科院神經(jīng)科學研究所所長蒲慕明院士表示,下一步團隊將繼續(xù)優(yōu)化“基因修飾+體細胞克隆技術(shù)”,研制患有各類腦疾病的克隆猴模型。
研究團隊相信,這一探索能夠為腦認知功能研究、重大疾病早期診斷與干預、藥物研發(fā)等提供新型高效的動物模型。在應用上,這些模型有助于縮短藥物研發(fā)周期,提高藥物研發(fā)成功率,必將極大地促進生命科學和醫(yī)學的發(fā)展,加快我國新藥創(chuàng)制與研發(fā)的進程。
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