為打贏抗擊新冠肺炎疫情之戰(zhàn)，制備用于新冠肺炎藥物開發(fā)和疫苗測(cè)試的動(dòng)物模型迫在眉睫。但是，最常用的模式動(dòng)物小鼠因?yàn)槠洳《臼荏wACE2與人類有較大區(qū)別，對(duì)SARS-CoV-2不易感，需要應(yīng)用各種手段使之易感，例如在小鼠內(nèi)表達(dá)人的ACE2（hACE2），由于ACE2的表達(dá)具有細(xì)胞類型特異性，一般僅有基因敲入的方法可以達(dá)到細(xì)胞類型特異性的精確模擬。 

　　11月24日，來(lái)自中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院、中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所、生物島實(shí)驗(yàn)室的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)（包括陳捷凱課題組、鄭永唐課題組和吳光明課題組）在《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》（National Science Review）雜志發(fā)表題為“Rapid generation of ACE2 humanized inbred mouse model for COVID-19 with tetraploid complementation”的研究文章，報(bào)道了一種快速大量制備hACE2基因敲入小鼠并用于構(gòu)建新冠感染模型的方法。這一方法直接從干細(xì)胞運(yùn)用四倍體補(bǔ)償技術(shù)批量制備出基因編輯小鼠，將目前使用常規(guī)技術(shù)需要半年的建模時(shí)間縮短到35天，該技術(shù)有望在生物安全緊急響應(yīng)體系中發(fā)揮重要作用。 

　　小鼠胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育多能性，利用四倍體補(bǔ)償技術(shù)可從小鼠胚胎干細(xì)胞直接發(fā)育成完整小鼠個(gè)體。這一技術(shù)路線相對(duì)于囊胚嵌合、受精卵注射等制備基因編輯小鼠的常規(guī)技術(shù)，具有可繞開繁育步驟快速大量制備純合精準(zhǔn)基因編輯小鼠的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也受限于四倍體補(bǔ)償技術(shù)的操作難度，以及胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)技術(shù)，目前近交系背景或多次傳代的胚胎干細(xì)胞制備四倍體小鼠成功率極低。 

　　陳捷凱課題組有多年胚胎干細(xì)胞基礎(chǔ)研究與操作經(jīng)驗(yàn)，能長(zhǎng)期維持近交系胚胎干細(xì)胞的發(fā)育干性，并利用CRISPR-Cas9技術(shù)對(duì)小鼠胚胎干細(xì)胞進(jìn)行人源ACE2定點(diǎn)插入基因編輯；吳光明課題組長(zhǎng)期從事胚胎發(fā)育研究，在該報(bào)道中采用其優(yōu)化的小鼠四倍體補(bǔ)償技術(shù)，快速制備出有效的C57BL/6 以及BALB/c近交品系的人源ACE2定點(diǎn)插入小鼠模型，且效率可達(dá)30%；鄭永唐課題組長(zhǎng)期從事病毒免疫學(xué)以及感染動(dòng)物模型研究。各團(tuán)隊(duì)通力合作，將人ACE2基因原位敲入小鼠Ace2位點(diǎn)，制備了人源化ACE2小鼠模型，其表達(dá)模式正確，新冠肺炎病毒感染效率高并在糞便中檢測(cè)到病毒存在，可應(yīng)用于對(duì)中和抗體效果評(píng)價(jià)。 

　　該研究不僅制備出有效的人源化ACE2小鼠模型以應(yīng)用于新冠肺炎疾病研究，而且開發(fā)了一套可快速大量制備精準(zhǔn)基因編輯小鼠模型的方法，可快速應(yīng)對(duì)緊急情況，并可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多基因同時(shí)編輯小鼠的制備。從3月份制備出第一批小鼠之后，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)提供340多只小鼠用于國(guó)內(nèi)多家單位的藥物篩選、抗體中和實(shí)驗(yàn)。 

　　該研究獲得國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)、廣東省及生物島實(shí)驗(yàn)室應(yīng)急攻關(guān)項(xiàng)目資助。 

　　論文鏈接

　　四倍體技術(shù)制備新冠肺炎模型hACE2小鼠的技術(shù)路線圖及驗(yàn)證