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中國首誕轉生物鐘基因複製猴

時間:2019-01-24 03:18:36來源:大公報

  圖:中國科學院日前宣布,世界首批生物節律紊亂體細胞複製猴模型完成構建。圖為五隻生物節律紊亂體細胞複製猴\中科院神經所供圖

  一年前,世界上首例體細胞複製猴在中國誕生。一年後,中國科學院宣布,世界首批生物節律紊亂體細胞複製猴模型完成構建。科研人員首次利用CRISPR/Cas9方法,敲除了猴胚胎生物節律核心基因BMAL1,獲得五隻複製猴模型。經驗證,敲除猴模型存在晝夜節律紊亂,並表現出類似精神分裂症的症狀。該研究將生物節律與睡眠問題、精神疾病、免疫炎症反應、早衰等重大疾病聯繫起來,既可為開發這些疾病的治療手段提供理論基礎,又可將其與臨床結合尋求對人類更精準有效的干預方法。\大公報記者 劉凝哲北京報道

  自然界中大部分生物,從簡單的單細胞生物,到複雜的哺乳動物,都擁有按時間節奏調節自身活動的本領,稱之為生物節律。生物節律是生物體內在的時間控制系統,是生物體內多種生理學和生物化學過程波動的基礎。生物節律紊亂與睡眠障礙、神經退行性疾病(如阿爾茨海默病)、精神類疾病(如抑鬱症)、糖尿病、腫瘤,以及心血管等疾病密切相關。

  在生物節律的研究中,傳統的小鼠和果蠅等動物模型,與人類存在明顯差異,制約了科學界對生物節律紊亂機理研究和相關疾病治療手段的研發。非人靈長類動物與人類最接近,建立非人靈長類生物節律紊亂模型迫在眉睫。

  複製五隻敲除基因獼猴

  中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心(神經科學研究所)、上海腦科學與類腦研究中心研究團隊以國家重大需求為導向,致力於節律紊亂等相關疾病非人靈長類動物模型的構建。經過2年的努力,科學家們首次利用CRISPR/Cas9方法,敲除了猴胚胎的生物節律核心基因BMAL1,產生了一批BMAL1缺失的基因編輯猴。研究團隊在此基礎上,採集了一隻BMAL1基因敲除徹底,且睡眠紊亂症狀最明顯的獼猴的體細胞,通過之前掌握的體細胞複製技術,成功獲得了五隻BMAL1基因敲除的複製猴。

  據介紹,實驗中製造出的5隻BMAL1基因編輯猴,其行為學分析表明,這些獼猴具有晝夜活動紊亂、睡眠障礙、焦慮和精神分裂症等表型,血液分析也表明其與炎症、睡眠障礙、抑鬱等相關的基因表達水平顯著上調,這為模擬人的節律紊亂相關疾病邁出關鍵的一步。

  啟批量化創建複製猴時代

  這一成果,將在中國頂級綜合英文期刊《國家科學評論》在線發表,並引起國際同行的高度評價。他們認為,這項研究首次證實通過體細胞核移植技術可以複製成年基因修飾猴,為(在短期內)生產一批無嵌合體的基因修飾猴提供完美的解決方案,這樣的複製猴模型對人類疾病研究有重要價值。

  中國科學院表示,該成果表明中國正式開啟了批量化、標準化創建疾病複製猴模型的新時代,為腦認知功能研究、重大疾病早期診斷與干預、藥物研發等提供新型高效的動物模型;該成果的應用有助於縮短藥物研發周期,提高藥物研發成功率,必將極大地促進生命科學和醫學的發展,加快中國新藥創製與研發的進程。

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