由中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院、暨南大學(xué)等院?？蒲腥藛T組成的國際研究團(tuán)隊經(jīng)過四年努力，首次利用基因編輯技術(shù)（CRISPR/Cas9）和體細(xì)胞核移植技術(shù)，成功培育出世界首例亨廷頓舞蹈病基因敲入豬，精準(zhǔn)地模擬出人類神經(jīng)退行性疾病。相關(guān)研究成果于北京時間3月30日在線發(fā)表于《細(xì)胞》。

　　亨廷頓舞蹈癥、阿爾茨海默病、帕金森病、肌萎縮側(cè)索硬化癥等均是因為蛋白質(zhì)的錯誤折疊而導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞死亡，是當(dāng)今社會嚴(yán)重威脅人類健康的神經(jīng)退行性疾病。這些疾病伴隨年齡漸長而產(chǎn)生、可遺傳、呈漸進(jìn)性發(fā)展，由于缺乏合適的動物模型進(jìn)行藥物篩選，目前尚無有效治療方法。亨廷頓舞蹈病是由單基因（HTT）突變導(dǎo)致的神經(jīng)退性疾病，這是一個理想的疾病模式，可用于研究蛋白質(zhì)錯誤折疊如何引起選擇性的神經(jīng)退性病變，是研究多基因突變病癥的基礎(chǔ)。

　　建立準(zhǔn)確模擬疾病病理及表型的動物模型，對開發(fā)治療疾病的有效手段至關(guān)重要。小鼠作為最常見的動物模型，已被廣泛用于研究人類疾病機(jī)理和尋找臨床治療方法。但已有研究發(fā)現(xiàn)，表達(dá)突變基因的神經(jīng)退行性疾病小鼠模型，并不能表現(xiàn)出像病人腦中一樣的典型神經(jīng)細(xì)胞死亡的重要病理特征。因此，許多有治療效果的藥物在小鼠模型中有效，在臨床上對病人卻無效。

　　為了探索與人類更相似的大動物能否更好地模擬神經(jīng)退行性疾病，暨南大學(xué)粵港澳中樞神經(jīng)再生研究院教授李曉江、美國Emory大學(xué)教授李世華等曾在2008年成功建立了世界首例轉(zhuǎn)基因亨廷頓舞蹈病的猴模型，2010年，他們又與廣州生物院研究員賴良學(xué)合作建立了首例轉(zhuǎn)基因亨廷頓舞蹈病的豬模型。然而，轉(zhuǎn)基因模型由于表達(dá)外源性致病基因片段的毒性過強(qiáng)，出生不久后死亡，不能將致病基因傳代，嚴(yán)重限制了科學(xué)家們對其進(jìn)一步探索和研究。

　　為了建立更能準(zhǔn)確模擬神經(jīng)退行性疾病的動物模型，他們通力合作，經(jīng)過4年的努力，利用基因編輯（CRISPR/Cas9）技術(shù)，精準(zhǔn)地將人突變的亨廷頓基因，即人外顯子1中包含150 CAG重復(fù)序列精確地插入豬的HTT內(nèi)源性基因中，利用成纖維細(xì)胞篩選出陽性克隆細(xì)胞，并通過體細(xì)胞核移植技術(shù)，成功培育出亨廷頓舞蹈病的基因敲入豬模型，在國際上首次建立了與神經(jīng)退行性病人突變基因相似的大動物模型。

　　研究發(fā)現(xiàn)，該模型不僅能模擬亨廷頓舞蹈癥病人在大腦中特異神經(jīng)元選擇性死亡的典型病理特征，而且表現(xiàn)出類似亨廷頓舞蹈病“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。該研究為開發(fā)治療亨廷頓舞蹈病新手段提供了穩(wěn)定、可靠的動物模型，也為制備其它神經(jīng)退行性疾病大動物模型提供了技術(shù)范本和理論依據(jù)。

　　針對該研究成果，中科院院士裴鋼表示，2008年，我們在制定發(fā)育與生殖研究國家重大科學(xué)研究計劃"十二五"專項規(guī)劃時，就前瞻性地布局了大型實驗動物模型包括豬和猴的培育內(nèi)容，并在后來的“干細(xì)胞國家重大科學(xué)研究計劃”中持續(xù)加大經(jīng)費(fèi)投入。我國在基因編輯猴和克隆猴的研究中相繼取得突破性成果，這次我國科學(xué)家在豬的疾病模型研究中又取得重大進(jìn)展，表明我國在大動物模型的研究中已走在世界前列，將極大地推動我國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。HD研究專家、美國加州大學(xué)洛杉磯分校教授楊向東指出，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。

　　暨南大學(xué)粵港澳中樞神經(jīng)再生研究院副研究員閆森、博士涂著池，廣州生物院劉朝明為論文共同第一作者；李曉江、賴學(xué)良、李世華為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金委、國家重大研究計劃、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃和廣東省科技計劃的資助，以及中山大學(xué)、吉林大學(xué)、云南農(nóng)業(yè)大學(xué)科研人員的支持。

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利用基因編輯技術(shù)（CRISPR/Cas9）等培育出世界首例亨廷頓舞蹈病基因敲入豬