□記者 王瀟雨
克隆技術(shù)近期持續(xù)升溫,。今年年初，我國(guó)科學(xué)家先后完成世界首例體細(xì)胞克隆猴,、世界首例基因敲除體細(xì)胞克隆狗,。最近《細(xì)胞》又在線發(fā)表了我國(guó)科學(xué)家聯(lián)合國(guó)際團(tuán)隊(duì)完成的首例亨廷頓舞蹈病基因敲入豬。隨著基因編輯和克隆技術(shù)越來越多地?cái)y手,，短時(shí)間內(nèi)可復(fù)制大量具有相同遺傳背景的動(dòng)物模型,，為開發(fā)人類疾病新的治療手段和藥物提供了便利,。
加速動(dòng)物模型精準(zhǔn)復(fù)制
亨廷頓舞蹈病、阿爾茨海默病,、帕金森病,、肌萎縮側(cè)索硬化癥等，都是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)錯(cuò)誤折疊導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞死亡而發(fā)病,。這些疾病可遺傳且會(huì)隨患者年齡增大而加速進(jìn)展,。由于缺乏合適的動(dòng)物模型進(jìn)行藥物篩選，目前尚無有效治療方法,。
最近,，中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院賴良學(xué)團(tuán)隊(duì)利用基因“剪刀”，把人突變的亨廷頓基因“粘貼”到豬的亨廷頓基因中,，從而使豬患上亨廷頓舞蹈病,。
“亨廷頓舞蹈病患者最典型病理特征是大腦中特異神經(jīng)元的選擇性死亡。這次完成的小豬模型不僅具有這個(gè)特征而且能表現(xiàn)出類似‘舞蹈樣’的異常行為,。更重要的是,，這些病理特征及異常行為都可以穩(wěn)定地遺傳給后代，為臨床研究提供了可靠的動(dòng)物模型,，也為制備其他神經(jīng)退行性疾病大動(dòng)物模型提供了技術(shù)范本和理論依據(jù),。”賴良學(xué)介紹,。
今年年初,，賴良學(xué)團(tuán)隊(duì)還與其他機(jī)構(gòu)合作，將CRISPR/Cas9與體細(xì)胞核移植技術(shù)相結(jié)合,，構(gòu)建出世界首個(gè)基因敲除體細(xì)胞克隆狗模型“蘋果”,，在6個(gè)月內(nèi)獲得3只與父親“蘋果”具有相同遺傳信息的動(dòng)脈粥樣硬化模型狗。
研究團(tuán)隊(duì)首先通過Cas9受精卵胞質(zhì)注射技術(shù)獲得基因編輯的“蘋果”（公犬）和“葫蘆”（母犬）,。但這種方式不能使“葫蘆”出現(xiàn)移碼突變,，不是穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ颓覠o法有效“復(fù)制”。隨后,，研究者通過體細(xì)胞克隆技術(shù)解決這一問題,，他們從ApoE基因敲除犬“蘋果”的耳部皮膚成纖維細(xì)胞作為核移植供體細(xì)胞進(jìn)行體細(xì)胞克隆，移植代孕受體4只,，其中2只成功懷孕并分娩產(chǎn)下3只幼犬,，從而獲得可開展醫(yī)學(xué)研究的模型。
“過去的狗模型主要用于藥物安全性檢測(cè),，有了基因編輯克隆技術(shù)后,，就可以獲得各種疾病模型犬，對(duì)藥物的有效性進(jìn)行檢測(cè),?！辟嚵紝W(xué)團(tuán)隊(duì)研究人員王曉民介紹,，“下一步我們將在體外對(duì)犬體細(xì)胞進(jìn)行編輯，篩選符合預(yù)期的基因型再進(jìn)行體細(xì)胞克隆,。這一技術(shù)的突破將在基因敲除,、基因敲入、轉(zhuǎn)基因等方面實(shí)現(xiàn)更大的應(yīng)用價(jià)值”,。
我國(guó)在該領(lǐng)域表現(xiàn)不俗
2017年年底,，中國(guó)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所孫強(qiáng)研究員團(tuán)隊(duì)成功培育出世界上首個(gè)體細(xì)胞克隆猴“中中”“華華”。中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng),、黨組書記白春禮指出,，這標(biāo)志著中國(guó)將率先開啟以獼猴作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的時(shí)代。中國(guó)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所所長(zhǎng)蒲慕明院士介紹,，該成果預(yù)示著我國(guó)也可以建成世界非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型的主要研發(fā)基地和產(chǎn)業(yè)鏈,。
中科院院士裴鋼表示，“我國(guó)在基因編輯猴和克隆猴的研究中相繼取得突破性成果,，這次又在豬的疾病模型研究中取得重大進(jìn)展,，表明我國(guó)在大動(dòng)物模型的研究中已走在世界前列，將極大地推動(dòng)我國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展”,。美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校楊向東教授指出,，亨廷頓舞蹈病基因敲入豬的建立是神經(jīng)退行性疾病研究領(lǐng)域中的一個(gè)里程碑式的發(fā)現(xiàn)，使科學(xué)家能更深入了解神經(jīng)細(xì)胞死亡的機(jī)制及尋找有效的治療方法,。
賴良學(xué)表示,，這一領(lǐng)域目前需要攻關(guān)的問題還有核移植后體細(xì)胞的融合、體細(xì)胞體外編輯后直接進(jìn)行核移植研究,、體細(xì)胞克隆效率低等,。
為多種疾病診療帶來希望
孫強(qiáng)介紹,，體細(xì)胞克隆猴成果受益最大的將是腦疾病領(lǐng)域,。由于小鼠跟人相差太遠(yuǎn)，通過小鼠模型篩選出來的藥物,，在人體試驗(yàn)的時(shí)候大多沒有效果或有副作用,。靈長(zhǎng)類動(dòng)物跟人類最為接近，通過體細(xì)胞克隆技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)擁有一批遺傳基因完全一樣的猴群構(gòu)建動(dòng)物模型,，有望獲得比其它動(dòng)物模型效果更好的療法和藥物,。
“由于與人類在營(yíng)養(yǎng)代謝、生理解剖等方面有很多相似點(diǎn),，狗有幾百種遺傳疾病與人類的遺傳疾病相似,，且在核酸序列的保守性方面比小鼠更接近人，是非常理想和成熟的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,，在毒理學(xué),、藥理藥效學(xué)研究中運(yùn)用很普遍,。”王曉民特別指出,，在治療帕金森癥,、自閉癥、糖尿病等方面,，也可以建立狗疾病模型,，以推動(dòng)新藥研制。且相比豬,、猴子等動(dòng)物,，狗更溫馴配合度高。
王曉民還介紹,，豬的器官大小,、形狀及生理特點(diǎn)等方面與人的器官非常相似，是理想的異體器官移植供體,。體細(xì)胞克隆豬的成功,，有望解決異體器官移植免疫排斥的問題，從而使得異體器官移植成為可能,。同時(shí),，體細(xì)胞克隆豬作為大動(dòng)物模型，在藥物研究,、疾病機(jī)制等基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)方面具有廣泛的應(yīng)用前景,。
記者了解到，對(duì)克隆技術(shù)保持樂觀但謹(jǐn)慎的態(tài)度目前是學(xué)界的主流觀點(diǎn),。也有專家呼吁,，靈長(zhǎng)類動(dòng)物有感情，應(yīng)逐漸讓靈長(zhǎng)類動(dòng)物退出研究,，如研究必須使用靈長(zhǎng)類動(dòng)物而無其他替代,，應(yīng)進(jìn)行充分科學(xué)的倫理評(píng)估，包括飼養(yǎng),、管理和研究的各個(gè)環(huán)節(jié),。
