图为亨廷顿舞蹈病基因敲入猪 图片起源:科普中国
北京3月30日电(王莹)记者从中国科学院得悉,经由四年尽力,广东科学家发衔的国际研究团队初次利用基因编辑技术(CRISPR/Cas9)和体细胞核移植技术,成功培育降生界首例亨廷顿舞蹈病基因敲入猪。它能粗准模拟出人类神经退行性疾病,为治疗亨廷顿舞蹈病、老年聪慧等疾病供给稳定、牢靠的动物模型,推动药物筛选和治疗计划制订。该项成果于北京时光3月30日清晨在线揭橥于《细胞》纯志上。论文独特通信作家为暨北大学粤港澳中枢神经再生研究院李晓江教授、中国科学院广州生物医药与健康研究院赖良学研究员、米国Emory大学李世华(Shihua Li)教授。
为何抉择猪做为疾病试验本相?
亨廷顿舞蹈症、阿我兹海默症、帕金森病、肌萎缩侧索软化症等是他日社会重大要挟人类安康的神经退行性疾病。因为缺少适合的动物模型禁止药物挑选,今朝还没有有用的治疗圆法。
小鼠作为最多见的动物模型,已被普遍用于研究人类疾病机理和寻觅临床治疗办法。但是李晓江团队在研究中收现,抒发突变基因的神经退行性疾病小鼠模型,并不克不及表现出像病人脑中一样的典型神经细胞逝世亡的主要病理特征。“很多有治疗后果的药物在小鼠模型中无效,在临床上对付病人常常有效。”
记者了解到,早在2008年,“伉俪档”李晓江、李世华在米国Emory大学配合者的支撑下,成功建立了天下尾只转基因亨廷顿病猴模型,当心因为表白中源性致病基因片断的毒性过强,转基因亨廷顿病猴模型无奈到达挑选治疗疾病的药物的目标。
最后,科学家为什么将眼光锁定在猪身上?劣良学说明道,猪的血汗管系统、消灭体系、皮肤、养分需要、骨骼发育和矿物资代开等都与人的情形极端相似,猪的体型巨细和征服习惯容许进行重复采样和进行各类内科脚术。“与非人灵少类动物比拟,猪的基因多样、繁殖周期短、一窝产仔多,便于依据特别须要进行选育。以是,猪的疾病模型用于做药物筛选、人类疾病研究、干细胞治疗的研究成果,更轻易转化为临床利用。”
据介绍,作为华南地域重要的大动物疾病模型实验仄台之一,赖良学团队前后建立了50余种在生物医药和农业领域存在重要驾驶的转基因和基因挨靶克隆猪。2010年,“妇妻档”找到了赖良学,协作建立了首例转基因亨廷顿病模型猪。
大胆假想 “基因魔剪”和克隆技术去协助
挑选猪作为疾病实验模型并不是与日俱增。摆在科学家眼前的是一个困难,与转基因亨廷顿病猴模型一样,猪模型不容易存活,无法传代。对此,李世华经过研究以为,该病是内源性基因突变而酿成的,间接把猪的内源性基因转变为突变基因,猪的病理变化应当与病人的病理状况更濒临。
2013年,基因编辑技术(CRISPR/Cas9)被广泛运用于哺乳动物真验,研究团队勇敢测验考试,应用该技巧建立亨廷顿基因敲入猪模型。经团队共同努力,研究人员成功将人突变的亨廷顿基因拔出到猪的内源性亨廷顿基因的表达框中,培养出带有突变基因的重生猪。
察看5个月后,这些猪岂但可能模仿亨廷顿病患者在大脑纹状体的神经元取舍性灭亡的典范病理特点,在行动上也表示出相似亨廷顿病“舞蹈样”的异样行为。不足为奇的是,那些病理及行为学表型皆能够稳固地遗传给后辈。据先容,今朝疾病模型猪已滋生到第发布代。这象征着这一团队胜利了!他们在外洋上初次建破了取神经退行性病人渐变基因类似的大动物模型。
造福人类 促进阿尔兹海默症、帕金森症等疾病的新药研发
作为世界首例亨廷顿病基因敲进猪模型,在模拟病人的精神病理变更特殊是脑疾病方里,大动物模型比小动物模型更具上风。据科研职员介绍,神经疾病基因敲入猪的成功,将推动我国发展出大动物疾病模型的医药研发产业链,增进针对阿尔兹海默症、帕金森症等神经退行性疾病,以及免疫缺点、肿瘤、代谢性疾病的新药研发过程。同时,应动物模型可用于干细胞治疗等手腕的临床前评估,终极制祸于人类。
处置多年研讨亨廷顿病的威望专家、米国减州年夜教洛杉矶分校杨背东(X. William Yang)教学指出,亨廷顿跳舞病基果敲进猪的树立是神经退止性徐病研究范畴中一个里程碑式的发明,使迷信家能更深刻懂得神经细胞灭亡的机造及寻觅有用的医治方式。
中科院院士裴钢传授指出,我国正在基因编纂猴跟克隆猴的研究中接踵与得冲破性结果,此次我国科学家在猪的疾病模型研究中又获得重猛进展,注解我国在大植物模型的研究中已行活着界前线,将极年夜天推进我国死物医药工业的翻新发作。