那些為基因編輯獻出青春的猴子們

轉基因 猴子 普通獼猴 動物 醫麥客 2017-05-20

■文 / 醫學實驗動物(轉載)

那些為基因編輯獻出青春的猴子們

5月13日,全球領先的基因組編輯公司Editas Medicine在ASGCT年會上宣佈了臨床前研究的成果,展示高效編輯非人靈長類動物視網膜中的CEP290基因。這項研究的結果提示編輯效率有可能轉化為LCA10患者的治療方法,進一步加強了Editas關於其候選藥物替代潛力的醫學信念。

由於非人靈長類動物在複製人類疾病模型方面具有無可比擬的優勢及近幾年的腦科學研究的迅猛發展,科學家們逐漸將注意力轉向靈長類基因修飾動物的製備和疾病模型的開發上。筆者簡單整理了近幾年的非人靈長類動物的基因修飾研究進展,為讀者提供借鑑。

那些為基因編輯獻出青春的猴子們

圖 1 第三代基因編輯技術CRISPR /Cas9工作示意圖

2001年,世界上第一隻轉基因獼猴誕生[1],轟動一時,為人們利用轉基因靈長類動物進行疾病研究創造無限遐想。2010年,國內研究者季維智[2]等向早期胚胎中注入含有外源基因的慢病毒載體成功做出了轉基因恆河猴。

圖 2 攜帶綠色熒光基因(GFP)的轉基因獼猴,其中,

A 圖表示在獼猴在日光燈照射下的狀態,

B圖表示轉基因獼猴在紫外燈的照射下呈現綠色。

2014年,Hailiang Liu[3]利用TALEN技術製作出轉基因恆河猴和食蟹猴,作者通過TALEN介導使一個X連鎖的MECP2基因發生突變,生成出生即患有雷特綜合徵的轉基因猴,同時未檢測到脫靶基因突變,證明TALEN介導的靶突變能夠成為製作攜帶人類疾病的非人靈長類動物模型的有力工具。在2014年,牛昱宇[4]等研究者成功利用CRISPR/Cas9方法獲得基因定向敲除食蟹猴,作者選擇了分別與性別決定、代謝系統和免疫系統疾病密切相關的 Nr0b1 、PPAR-γ和Rag1 三個基因,設計了5個gRNA,CRISPR/Cas9 系統注射成功率為44.6%(83/186),對兩隻幼猴進行鑑定發現均為陽性,初步證實了利用CRISPR/Cas9系統進行非人靈長類動物基因修飾的可行性。

圖 3 日本首次培育出攜帶綠色熒光基因(GFP)的轉基因狨猴

狨猴是體型較小的靈長類動物,關於轉基因的研究,日本學者成就較突出,2009年,sasaki[5]等通過向胚胎中注射在蔗糖溶液中自失活的,含EGFP基因的慢病毒載體生產出首批轉基因狨猴並實現了轉基因的種系傳遞。2016年,Jung Eun Park[6]等研究者成功製作出八隻能夠表達基因編碼鈣離子指示劑(GECIs)的轉基因狨猴,在不同的組織中鑑定到鈣離子指示劑穩定存在併發揮作用,並實現活體動物的神經活動功能性光學成像。

[1].Chan A W S, Chong K Y,Martinovich C, et al. Transgenic Monkeys Produced by Retroviral Gene Transferinto Mature Oocytes[J]. Science, 2001, 291(5502):309.

[2]. Niu,Y.Y.A.S., Transgenic rhesus monkeys produced by gene transfer intoearly-cleavage-stage embryos using a simian immunodeficiency virus-basedvector. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2010. 107(41): p.17663-17667.

[3]. Liu,H., et al., TALEN-Mediated Gene Mutagenesis in Rhesus and Cynomolgus Monkeys.Cell Stem Cell, 2014. 14(3): p. 323-328.

[4]. 牛昱宇, 靈長類動物的基因定向修飾——記運用CRISPR/Cas9技術獲得基因定向敲除食蟹猴. 生命科學, 2014.26(04): 第325-328頁.

[5]. Sasaki,E., et al., Generation of transgenic non-human primates with germlinetransmission. Nature, 2009. 459(7246): p. 523-527.

[6]. JungEun Park, X.F.Z.S., Generation of transgenic marmosets expressing geneticallyencoded calcium indicators. scientific reports, 2016. 34931(6): p. 1-12.

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