近年來，基因組編輯工具應(yīng)用廣泛，而成簇的規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列（CRISPR）技術(shù)更是掀起了基因組編輯的熱潮。CRISPR是自然存在于細(xì)菌DNA中的序列，與CRISPR相關(guān)（Cas）核酸酶共同起作用，指導(dǎo)RNAs保護(hù)細(xì)菌基因組免受侵入性噬菌體中檢測到的靶向特異性序列的攻擊。

      最近已經(jīng)出現(xiàn)原理論證研究，利用該系統(tǒng)的高序列特異性，來治療動物模型中的遺傳性疾病，以及制備來源于受影響患者的無病干細(xì)胞。CRISPR還可讓我們制備具有特異基因突變的小鼠模型，能比現(xiàn)有方法在更短的時間段內(nèi)達(dá)到研究目的。據(jù)報道，在2014年早些時候， CRISPR-Cas系統(tǒng)已經(jīng)成功作為一種工具，在人類細(xì)胞中執(zhí)行高效、高特異性的全基因組篩選，2014年在增強(qiáng)靶標(biāo)特異性方面已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步，從而為尋找人類健康和疾病相關(guān)的基因功能，開辟了無限的可能性。

      例如，2月5日，來自軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射與輻射醫(yī)學(xué)院研究所等處的研究人員，在Nature旗下子刊《Gene Therapy》發(fā)表一項最新研究，探討了靶定HBV抗原（HBsAg）編碼區(qū)的CRISPR/CRISPR相關(guān)Cas9系統(tǒng)，在細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)和活體動物體內(nèi)的效果。結(jié)果表明，CRISPR/Cas9可在體內(nèi)和體外抑制HBV復(fù)制和表達(dá)，可能是HBV感染一種新的治療策略。3月12日，美國索爾克生物研究所的研究人員找到了一種方法，首次將來自X-連鎖SCID患者的細(xì)胞轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞樣狀態(tài)，修復(fù)基因突變，并在實驗室中促使修復(fù)的細(xì)胞成功產(chǎn)生NK細(xì)胞，從而為這種罕見病的治療帶來了希望。

      4月9日，來自云南中科靈長類生物醫(yī)學(xué)重點實驗室、中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、昆明理工大學(xué)和埃默里大學(xué)醫(yī)學(xué)院等處的研究人員，在國際雜志《Human Molecular Genettics》發(fā)表題為“Functional disruption of the dystrophin gene in Rhesus Monkey Using CRISPR/Cas9”的研究論文。這項研究利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)，功能性地破壞獼猴中的肌營養(yǎng)不良蛋白基因。

      這篇論文的通訊作者分別為云南中科靈長類生物醫(yī)學(xué)重點實驗室理事長季維智、中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員李曉江博士。季維智博士歷任中國科學(xué)院昆明研究室副主任、主任、副所長；擔(dān)任中國科學(xué)院昆明研究所第四任所長、所黨委委員、研究員；云南省動物生殖生物學(xué)重點實驗室主任，從事靈長類生物學(xué)/生殖發(fā)育生物學(xué)研究。其帶領(lǐng)的云南中科靈長類生物醫(yī)學(xué)重點實驗室，在2013年利用目前世界最新的基因組編輯技術(shù)CRISPR/Cas9和TALENs，實現(xiàn)獼猴和食蟹猴兩個物種的靶向基因修飾，同年10月和11月分別獲得世界首例經(jīng)過CRISPR/Cas9基因靶向修飾及TALENs基因靶向修飾的兩只小猴，研究成果相繼發(fā)表在Cell、Cell Stem Cell雜志，引發(fā)全球科學(xué)界和媒體的高度關(guān)注。

      李曉江博士1991年在美國Oregon Health Science University 獲博士學(xué)位，美國約翰霍普金斯大學(xué)博士后，2010年入選中組部千人計劃，從事遺傳性神經(jīng)退行性疾病的病理機(jī)制研究、細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運與早期神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育研究，研究成果多次發(fā)表在PNAS、Cell Res、Hum Mol Genet、Neuron、JCB、Brain、JBC等國際知名期刊。

      CRISPR/Cas9已被用于不同物種的基因組遺傳修飾，包括靈長類動物。不幸的是，這種新技術(shù)確實會產(chǎn)生嵌合突變（mosaic mutations），而且我們還不知道這種突變是否可以功能性地破壞靶基因，或引起人類疾病中所看到的病理學(xué)跡象。如果我們要使用CRISPR/Cas9制備大的人類疾病動物模型，就必需解決這些問題。

      在這項研究中，研究人員使用CRISPR/Cas9靶定獼猴的肌營養(yǎng)不良蛋白（dystrophin）基因，以產(chǎn)生可導(dǎo)致Duchenne型肌營養(yǎng)不良癥（DMD，肌營養(yǎng)不良的X連鎖隱性形式）的突變。檢測相對靶向率表明，CRISPR/Cas9靶定可能會導(dǎo)致獼猴肌肉中高達(dá)87%的肌營養(yǎng)不良蛋白基因發(fā)生嵌合突變。

      此外，CRISPR/Cas9可在雄性和雌性獼猴中誘發(fā)突變，具有早期DMD中所看到的顯著耗盡的肌萎縮蛋白和肌肉變性。這些研究結(jié)果表明，無論遺傳模式如何，CRISPR/Cas9可以有效地制備人類疾病的猴模型。新生Cas9靶向獼猴中存在變性的肌細(xì)胞，表明在疾病早期進(jìn)行干預(yù)治療，可有效緩解肌病變。

(來源：生物通)