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非人灵长类动物模型与人类重大疾病研究进展--写在《实验动物管理条例》发布实施三十周年系列篇之十五

2018年10月22日 浏览量: 评论(0) 来源:国家实验动物专家委员会简报 2018年第35期 作者:中国科学院昆明动物研究所 吕龙宝 责任编辑:admin
摘要:世界首个体细胞克隆猴和中国第一例转基因猴子的诞生,使得我国成为世界上少数可以开展人类重大疾病的非人灵长类转基因动物模型的国家,将我国的非人灵长类基因编辑与基因工程提升到领先水平,推动我国率先发展出基于非人灵长类疾病动物模型的全新医药研发产业链,加速针对阿尔茨海默病、自闭症等脑疾病以及免疫缺陷、肿瘤、代谢性疾病的新药研发进程,为人类社会重大疾病的研究带来前所未有的光明前景。
编者:资源增量是实验动物科技发展的核心任务,是实验动物对生命科学研究提供支撑和服务的基础和保障。自上世纪80 年代以来,我国老一辈实验动物科学家苦心孤诣,在实验动物资源研发工作中取得了多项开创新成果。
 
1988 年《实验动物管理条例》发布实施,在实验动物工作规范化、法制化管理,保障实验动物和动物实验的质量,推动我国科技发展和民生保障等方面发挥了重要作用。特别是在实验动物资源标准化、新品种/品系开发和动物模型创制方面,取得了令人瞩目的成果。
 
为此,借“科技资讯”之窗,陆续推出我国实验动物专家在此领域所作的工作及取得的应用成果。
 
非人灵长类动物模型与人类重大疾病研究进展
 
世界首个体细胞克隆猴和中国第一例转基因猴子的诞生,使得我国成为世界上少数可以开展人类重大疾病的非人灵长类转基因动物模型的国家,将我国的非人灵长类基因编辑与基因工程提升到领先水平,推动我国率先发展出基于非人灵长类疾病动物模型的全新医药研发产业链,加速针对阿尔茨海默病、自闭症等脑疾病以及免疫缺陷、肿瘤、代谢性疾病的新药研发进程,为人类社会重大疾病的研究带来前所未有的光明前景。
 
据调查显示, 全世界每年用于科研的非人灵长类在10~20 万头之间,其中美国等发达国家非人灵长类的使用量最多,国际上很早就对非人灵长类很重视。但由于动物资源稀缺、动物保护主义反对等多种原因,进展缓慢。除此之外,猕猴在美国的的购买和饲养成本是中国的4-6 倍也使欧美非人灵长类的研究雪上加霜。据统计2008-2011 年间,欧洲非人灵类研究下降28%。2015 年5 月,美国哈佛医学院关闭了它的灵长类中心。
 
相反,我国是野生非人灵长类动物分布较为丰富的国家,约占世界野生灵长类物种的10%。近年来,随着生命科学研究以及转化医学研究的快速发展,灵长类动物饲养繁殖也有快速增长之势,仅云南、广东、广西和苏州等地的养殖场就达到20 余个,人工养殖存栏数达到30 余万只。国家对非人灵长类在相关疾病中的研究意义也十分重视,国家自然科学基金委员会医学科学部在充分调研的基础上, 从2011 年起开始资助“疾病动物模型”的研究。排在前3 位的分别是各类肿瘤动物模型, 各类神经、精神系统疾病, 感染与免疫相关疾病。
 
建模策略以基因修饰类动物模型为主, 自发性疾病动物模型、环境诱导、物理因素以及几种策略的组合也有涉及。2016 年,国家又批准了非人灵长类科学装置,将在昆明建立一个管理规范、设备先进、集灵长类模式动物培育、表型与遗传分析研究于一体的,规模化、标准化、自动化的大型研究设施。
 
结合国家战略布需求,我国非人灵长类研究形成了特色鲜明、局部国际领先的良好局面,在灵长类动物模型研究上取得了领先的成果,尤其在灵长类动物神经系统疾病、感染性疾病、肿瘤等疾病,建立了人类重大疾病的动物模型,开展疾病机理解析,发现鉴定疾病诊断和治疗标志物以及新的治疗靶点,研发疾病治疗药物和方法,为改善我国人口健康和生物医药产业发展做出应有的贡献。其中关于灵长类实验动物模型与人类疾病的研究得到了国际著名杂志Nature 和Cell 等的专题报道。本文就国内外非人灵长类动物模型在人类重大疾病中的研究进展进行概述。
 
一、动物模型的最佳策略
 
随着基因组学、表观基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等研究的迅猛发展,各种动物在生物医学研究领域中的地位正经历着剧变,研究者已经逐渐清楚认识利用不同动物模型回答人体各种重大生物问题和疾病机理的优缺点。人类的生命系统尤其是大脑已经演化成自然界最复杂的系统。然而,生命现象在分子细胞层次上却仍然遵循着相似或相同的最基本规律。因此如果想回答各种分子细胞机理是否在整体水平上表现类似于人类的生物学问题以及疾病特征和过程,则必须依赖高等动物。但任何实验动物都不可能与人完全一样。因此,从动物实验结果外推到人的可信度(临床预见性)在某种程度上要取决于实验动物与人的相似度,即“类人性”。研究报告显示,在啮齿类动物实验有效的药物最终仅有5%左右能用于临床,主要原因在于啮齿类动物与人在遗传,生理生化及代谢等方面差异都很大。
 
非人灵长类(Non-human primates,NHPs)是动物界最高等的类群,具有动物界中最发达的大脑,它们除了有很高的智力和复杂的社会行为外。在运动方面,具有高度灵活的精巧的手指抓握功能。在感觉方面,在其它哺乳动物严重依靠嗅觉、触觉时,灵长类发展出了高级视觉系统,是少数具有三色视觉(能看到3 种颜色)的物种。由于其与人类遗传和生理上的高度相似性,它们是很重要的实验动物。针对一些人类重大疾病,目前仍然只能利用NHPs 建立动物模型, 这些疾病包括艾滋病、老年痴呆症等。其原因是一方面艾滋病、老年痴呆症的猴模型能更好地模拟人类疾病;另一方面用其他动物很难建立此模型, 例如 HIV 仅感染部分灵长类和人类。目前科研中使用的NHPs 包括新世界猴和旧世界猴,新世界猴主要是是绒猴,还有少量的绢毛猴和松鼠猴,其特点是对结核病有抵抗力,不易携带 B 病毒;旧世界猴主要是猕猴属中的猕猴、食蟹猴、蛮猴和红面猴,其特点是对结核杆菌敏感 ,较易携带 B 病毒。旧世界猴是科研工作中使用量最多的,其中以猕猴、食蟹猴为主,猕猴的基因序列与人有93%相同,与之相对,鼠是84%。因此,相比其他实验动物,非人灵长类是极佳的研究人类疾病机理和治疗方法的模型动物。另外,国内外大量研究表明,在生物医学研究中,NHPs 用于人类重大疾病的研究占到了动物总数的一半,对于我们找到治疗癌症、艾滋病、老年痴呆症以及数十种导致人类痛苦和死亡的疾病至关重要,拯救或改善了数百万人的生命。
 
二、人类重大疾病灵长类动物模型研究进展
1.非人灵长类脑疾病动物模型
NHPs 由于其神经生物学特性与人类非常相似,而且NHPs 经过训练,可用以完成特定的与记忆有关的任务,用于评价认知能力、情绪行为等的变化,是研究脑疾病最理想的动物模型。恒河猴是目前该病研究中使用最广泛的非人灵长类实验动物, 另外松鼠猴、猩猩、黑猩猩和狐猴等也是研究老年痴呆症比较理想的实验动物。本文主要以NHPs 阿茨海默病模型应用为例, 说明其在研究脑疾病方面的重要作用。
 
1.1 阿茨海默病模型
 
阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)通常也被称为老年痴呆症,是发生在老年前期与老年期的一种退行性脑病,主要表现为认知和记忆功能逐渐丧失,是最为常见的一种痴呆类型。年龄增加是老年痴呆的重要风险因素。但是随着年龄变化的因素很多,到底是什么因素起了主要作用呢?甲醇是脑内的一种正常代谢产物,它在脑内的浓度随着年龄的而增加。因此,甲醛有可能是老年痴呆症一种自然诱导因子。国内胡新天课题组通过采用口服甲醇(其代谢产物为甲醛)的方式分别建立了恒河猴的 AD 模型。通过行为学、免疫组化检测发现,该 AD 模型同时具有 Tau 蛋白过度磷酸化(神经纤维缠结的前体)、淀粉样蛋白沉淀(老年斑)和记忆损伤三个核心症状,类似于人类 AD 临床特征,揭示甲醛在老年痴呆症发生和发展过程中扮演着重要角色。为老年痴呆症的防治提供了新的视角和手段,也是国内第一个具有所有老年痴呆症核心症状的猕猴模型。
 
1.2 其它脑疾病模型
 
目前常用的脑疾病模型可分为自发模型、转基因模型和诱发模型3 类。但目前国内外尚无公认的自发脑疾病模型。其它如抑郁症模型;通过脑室内直接注射MPP+以及利用慢病毒转基因方法构建新型非人灵长类帕金森模型;利用CRISPR/Cas9 基因编辑方法构建的携带人类自闭症基因MECP2 的转基因猕猴等转基因脑部模型的研究成功,也进一步扩大了我国转基因非人灵长类转基因动物模型在世界的领先地位。
 
2.非人灵长类感染性疾病模型
 
人类传染性疾病可由病毒、细菌和寄生虫等病原引起。非人灵长类动物可被用作严重急性呼吸系统综合征(SARS)病毒和登革热病毒感染的病毒学、血清学和临床免疫应答研究,也可被用作病毒性腹泻、流感、疱疹病、病毒性肝炎和艾滋病(AIDS)的动物模型。猕猴不仅是球菌性肺炎、野兔热、链球菌病、葡萄球菌病、立克次体病、鼠伤寒沙门菌病等细性疾病的理想动物模型,也是弓形体病、阿米巴脑膜炎、疟疾、丝虫病等寄生虫病的理想动物模型。本文以NHPs 艾滋病模型的应用为例进行阐述,说明在人类感染性疾病研究中的重要性。
 
2.1 艾滋病毒(HIV-1)动物模型
 
长期以来,缺乏直接感染 HIV 的合适动物模型是严重制约艾滋病研究取得重大突破的关键瓶颈之一。根据不同的免疫缺陷病毒感染不同的灵长类动物,可将这一模型分为不同的种类,其中HIV/黑猩猩模型、SIV/猕猴模型和SHIV/猕猴模型是目前应用最为广泛的模型。但SIV 及 SHIV 病毒与HIV-1 基因同源性差异较大,不能真实模拟临床上HIV-1 感染后免疫反应情况,药物和疫苗评价与临床效果的一致性也较差。因此,建立直接感染HIV-1 的灵长类艾滋病动物模型,对艾滋病发病机制研究、药物和疫苗研发具有重要意义。 HIV-1 因宿主特定的制约因素,除人类外,只能直接感染黑猩猩、长臂猿等少数非人灵长类动物。非人灵长类免疫缺陷动物模型都是以静脉接种方式建立。1985-1987 年美国耶基斯中心用HIV-1 三个亚型在连续三年内分别接种同一黑猩猩,1998 年检测到黑猩猩体内血小板和淋巴细胞减少,外周血中可分离出HIV-1 病毒,免疫系统表现出相应的抗病毒反应;1993 发现黑猩猩体内血小板和CD4+淋巴细胞进一步减少,血浆中的病毒载量增加,最终发展为AIDS。但研制的疫苗在黑猩猩与人体内高度不一致。国外学者Agy,Kent,Bosch 用HIV-1 感染平顶猴,均能在平顶猴体内检测到病毒基因和抗体,但都缺乏AIDS 临床症状。平顶猴在感染HIV-1 或其亚型后,推测可能与其个体间细胞的相互作用及免疫遗传背景差异有关。国内郑永唐课题组首用 HIV-1 病毒标准株HIV-1NL4.3 感染北平顶猴,实验结果表明HIV-1 可在北平顶猴体内呈低水平持续性复制和形成潜伏感染,首次创建了HIV-1 感染北平顶猴艾滋病模型。提示HIV-1 感染北平顶猴可能是一种较好的潜伏感染动物模型。
 
另外一个难题是在 HIV 整个感染过程中,纵向研究老年艾滋病发病机制,难于找出合适的动物模型。考虑到人口老龄化的趋势,对老年艾滋病的研究迫在眉睫。然而至今尚无老年AIDS 动物模型的研究报道。国内实验室郑永唐课题组使用 SIVmac239 病毒感染老年中国猕猴首次建立了老年 AIDS 动物模型,发现免疫衰老在老年艾滋病的发展过程中起到关键作用。也提示 SIV 感染老年中国恒河猴是研究老年 AIDS 发病机制的良好动物模型,老年艾滋病的治疗手段应注重逆转免疫衰老和控制异常的免疫反应。
 
2.2 其它感染性疾病动物模型
 
另外,如肺结核、流感病毒、肝炎病毒、肠道病毒等NHPs 模型也成为研究热点。NHPs 具有与人相类似的生理特征,对结核分枝杆菌易感,能通过与人相似的感染途径、感染方式和感染剂量等,发展成类似人的疾病特征,国内武汉大学2006 年建成了中国第一个结核病猕猴动物模型。国外,日本学者Sugawara 报道了受结核感染的猕猴,应用重组卡介苗( rBCG-Ag85A) 比传统的卡介苗( BCG) 诱导了更好的保护效果。这使得研究者们应用非人NHPs 模型进行疫苗评价产生了巨大的兴趣。在众多感染性疾病中,流感病毒最糟糕。因为啮齿类动物不是流感病毒的自然宿主,且无上呼吸道症状,NHPs 模型是模仿人类感染流感病毒的最佳模型,目前国内外研究人员已经建立了NHPs 感染H1N1、H3N2、H5N1 等流感病毒模型。肝炎病毒相对其它传染病毒,中国已有30 多年的研究历史,早在1989 年中国研究人员已经使用甲型肝炎、乙型肝炎病毒感染NHPs。肠道病毒也是影响世界数百万人,肠病毒71 型(EV71)具有高度传染性,可引致手足口病。对亚洲的儿童来说是一个严重的威胁。EV71 感染NHPs 在国内研究的比较晚,直到2010 年才开始。
 
3. 肿瘤模型研究进展
 
癌症是人类第二大致死的疾病。将体外细胞模型获得的癌症研究结果向临床转化过程中,动物活体实验是必不可少的一个环节。NHPs 在遗传进化、免疫、生理和代谢等诸多方面与人类高度近似,理论上更加适合癌症研究。但自发性的肿瘤发生率很低,且肿瘤潜伏期长,传播速度慢,成本高,在非人灵长类上的研究还比较少。目前主要利用猕猴和树鼩进行肿瘤模型构建。肿瘤模型主要有自发性模型、物理化学等因素诱发模型、移植瘤模型和基因修饰动物模型等。NHPs 自发肿瘤的发生率取决于动物种类、性别和年龄。国外研究学者Uno 研究表明恒河猴的结肠癌发病率随着年龄的增长而增加。美国国家癌症研究所(NCI)表示自发性恶性肿瘤的发生率较低,食蟹猴(1.5%)和恒河猴(2.8%)。由于自发肿瘤发病率低,所以需要建立NHPs 的实验肿瘤模型来研究人类癌症。本文以NHPs 乳腺癌模型为例进行阐述。
 
3.1 乳腺癌模型
 
乳腺癌是女性中发病率最高的一种癌症。尽管预防、诊断以及治疗上都有了极大的提高,但在女性肿瘤死亡率中仍排在前列。目前公认激素水平可以调节乳腺癌在女性中的发生率,利用这一思路进行动物模型创建进行癌症研究成为热点。国外研究学者对213 只猴子口服各种合成口服避孕药(包括雌激素、乙炔孕酮等),最后主要在高剂量治疗组中鉴定出17 个乳腺癌模型。据研究报道树鼩自发乳腺癌的发生比较频繁,1966 年Nuture首次报道了一列树鼩自发性乳腺癌,表明树鼩是适合建立乳腺癌模型。另外,树鼩作为低等灵长类动物,具有体型小、饲养和成本远低于猴子等高等灵长类动物,可能是研就癌症的一个更好的模型。目前主要是运用DMBA灌胃的方法建立树鼩的乳腺癌肿瘤模型,此模型与人类乳腺癌在形态学方面比较相似,但与人高比例的导管癌有一定的差异。另外一种是用慢病毒表达PyMT 癌基因建立新型树鼩乳腺癌模型。该模型具有肿瘤生长快和诱发率高等优点,也存在肿瘤类型是乳头状癌,而在人乳腺癌中主要是导管癌。从长远来看,建立人自身导致乳腺肿瘤癌基因所诱发的非人灵长类乳腺肿瘤模型,创建与乳腺癌发病机理和病理一致的模型,为解析乳腺癌发病机制和抗乳腺癌新药研发很有必要。
 
3.2 其它肿瘤模型
 
已被证明人类所有的癌症基因在人和黑猩猩之间是高度保守的,NHPs 是研究癌症治疗和化学预防药物的理想模型。尤其是恒河猴被认为是卵巢癌化学预防NHPs 模型的理想候选。其它肿瘤模如感染性肿瘤,其中如幽门螺杆菌和胃癌,幽门螺杆菌感染是一种诱发胃肿瘤的潜在危险因素。幽门螺杆菌已经被证明可以感染包括黑猩猩,恒河猴,食蟹猴和日本猕猴等非人灵长类。病毒相关肿瘤,疱疹病毒和T 细胞淋巴瘤,已有研究报道HVS 感染普通狨猴和猫头鹰猴等其它新世界猴引起急性外周T 血细胞淋巴瘤。辐射引发的脑肿瘤等其它NHPs肿瘤模型也被更多的研究,然而NHPs 的使用在癌症研究中,它们是有限的,因为研究成本很高,此外肿瘤在NHPs 中的发病率很低。
 
三、NHPs 模型在人类重大疾病机理解析与药效学评价中的运用
 
1.脑疾病研究进展
 
脑科学与脑疾病研究是国际上的研究热点,目前主要围绕以特定的重要脑功能和相关脑疾病为目标、从介观层面(介于微观的脑细胞研究与宏观的大脑皮层研究之间)入手的脑研究。试图从学习记忆、感知觉、情绪、抉择四个特定脑功能网络着手,破解大脑活动的机理,同时为痴呆、慢性疼痛、抑郁、成瘾等相关的神经疾病寻找病因和对策。目前,非人灵长类在临床神经科学研究中,利用非人灵长类开展的研究有助于对阿尔茨海默氏病、帕金森氏病等神经系统疾病的的治疗。本文以NHPs 模型在研究阿茨海默病的疾病机理与药效学评价中应用为例,说明其在研究神经系统疾病方面的重要作用。
 
1.1 AD 疾病机理解析与药效学评价研究进展
 
阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease, AD)是发生在老年前期与老年期的一种常见的神经退行性脑病,主要表现为认知和记忆功能逐渐丧失。遗传因素是AD 最重要的风险因子之一。目前,国内姚永刚课题组利用整合分析的方法,总结了 AD 的脑组织基因表达谱及其遗传易感基因名录,筛选到在疾病发生早期起关键调控作用的上游调控因子YAP1。功能实验表明,YAP1 表达水平的变化,能扰乱整个表达调控网络,从而促进 AD 的发生。同时搭建了AlzData 数据库。甲醛诱导的神经毒性在AD 病理形成过程中起着重要的作用,异常升高的甲醛水平与记忆损伤及 Aβ 沉积、Tau 蛋白过度磷酸化、神经元丢失等 AD 特征性病理症状紧密相关。白藜芦(Resveratrol, Res),作为一种多酚类抗氧化剂,已经证明其在 AD 治疗中有潜在的应用前景。然而,Res介导的神经保护作用能否对抗甲醛诱导的 AD 病理相关神经损伤还有待进一步阐明。胡新天等报道Res 对N2a细胞系的预孵育降低tau 蛋白苏氨酸 181 位点的磷酸化水平,这种 Res 对抗甲醛的可能的神经保护效应机制为 AD 治疗提供了另外一种视角。徐林等学者提出忆提取的“ 快速泛化 ”与AD 的发病机制有关,为该领域的研究提供了全新思路。
 
目前,国外研究学者主要提出“阿尔兹海默病患者机体的多种类型细胞中都能发现线粒体异常状况”、“炎症是诱发痴呆症和阿尔兹海默病的主要原因”、“高尔基体或有望治疗AD 病”等,为AD 的治疗提供新的思路。
 
2.感染性疾病研究进展
 
建立一种能有效模拟人类感染性疾病的的动物模型,对病毒感染性疾病的致病机制和防治研究具有重要意义。本文以NHPs 模型在艾滋病疾病机理研究中的应用为例,说明其在研究人类传染性疾病方面的重要作用。
 
2.1 艾滋病(AIDS)疾病机理解析与药效学评价研究进展
 
NHPs 被认为是研究艾滋病毒(HIV-1)感染的理想动物模型,NHPs 模型在艾滋病发病机理、传播途径、免疫反应以及疫苗开发药物治疗等方面的研究具有重要作用。目前国内新的研究发现新型 HLA-A11 剪接异构体HLA-A11svE4,其有抗原递呈以及抑制NK 细胞的活化及对靶细胞的杀伤作用,在HIV 免疫逃逸中起重要作用。以及国内学者发现第 7 外显子的缺失会影响TRIMCyp 的 HIV-1 限制能力、自发多聚体的形成以及亚细胞定位。国外最新研究通过肠道给药4 只感染高剂量SHIV 的恒河猴33C6-IgM4 治疗后,成功阻止了恒河猴发生病毒血症,首次证明粘膜IgM 可以防止经粘膜的HIV 感染,对HIV 预防和疫苗开发有一定的帮助。美国国立卫生研究院国家过敏和传染病研究所(NIAID)研究提出两种转基因的广泛中和的抗体(bNAbs)保护恒河猴免受恒河猴病毒伤害。另外美国埃默里大学耶基斯国家灵长类动物研究中心Guido Silvestri 博士团队提出灵长类有艾滋病自愈能力,其基因有望成为治愈HIV 关键,通过将其与人类和其他非人类灵长类动物的基因组进行比较,发现乌白眉猴遭受SIV 感染却不产生AIDS,其免疫系统蛋白ICAM2 因子缺失,有改变的TLR4 蛋白,低活性形式的TLR4 可能减少针对SIV 感染的免疫激活,白眉猴和其他自然寄主为科学家提供了一个路线图,为科学家们提供了一种应对AIDS 的路线图。
 
3.肿瘤疾病机理研究
 
目前,需要更多的NHPs 肿瘤模型来更好地了解人类癌变机制,并为癌症患者设计更有效的预防和治疗方案。理想的癌症研究动物模型应该忠实地反映人类疾病的各个方面,如病因学、病理学、遗传学。此外,肿瘤模型应具有高发生率和相对较短的潜伏期的特点。随着技术的发展,NHPs 有可能成为人类癌症研究的工具。本文以NHP 乳腺癌模型在乳腺癌致病机制中的应用为例,说明NHP 模型在研究肿瘤疾病方面的重要作用。
 
3.1 乳腺癌机理解析与药效学评价研究进展
 
目前公认性激素(雌激素)和(孕激素)是刺激乳腺上皮细胞增生的重要因素。雌激素被认为是发现乳腺癌的根源。临床上,乳腺癌根据雌激素受体 (ER)、孕激素(PR)和人表皮生长因子受体 2 (HER2) 表达情况,分成:Luminal A,Luminal B,HER2 和三阴性乳腺癌(Triple Negative Breast Cancer, TNBC)等四种亚型,其中三阴性乳腺癌占15%左右。三阴性乳腺癌由于具有很强的侵袭性和缺少可以靶向的药物,且具有非常高的异质性,是所有乳腺癌类型中预后最差的一种。
 
国内实验室陈策实课题组与美国德克萨斯大学医学部周嘉教授团队、南方医科大学附属上海奉贤区中心医院冯景团队展开合作研究,证明KFL5、YAP、TAZ 可作为治疗三阴性乳腺癌的潜在靶点。另外还有趣的发现二甲双胍抑制 KLF5 转录因子表达抑制三阴性乳腺癌干细胞以及的塞米松诱导 KLF5 导致乳腺癌化疗药物耐受;miR217 可以抑制 KLF5 从而抑制三阴性乳腺癌;小分子化合物 YD277 通过激活内质网应激抑制三阴性乳腺癌,为临床治疗三阴性乳腺癌方面提供了理论依据。国内还有学者提出阻断线粒体这一分子途径可以降低乳腺癌侵袭性。国外研究学者队利用CRISPR 技术,对乳腺癌重要风险基因BRCA1 进行了“饱和式”的基因编辑,详细解析了近4000 个不同的单核苷酸变异会对这条基因产生怎样的影响。
 
四、非人灵长类动物模型领域的发展展望
 
综上所述,我国不但有丰富的非人灵长类资源,还在人类重大疾病建模方面已经有了很好的积累,尤其在转基因猕猴模型方面,我们已处于世界领先的地位。虽然目前科学家们已经在非人灵长类中建立了较高效的基因操作方法(如慢病毒转染和 CRISPR/Cas9 基因编辑),但这两种方法获得的转基因个体仍有严重的嵌合体现象。嵌合意味着每个首建动物有不同的基因型,这就导致几乎不可能用首建猴进行科学研究和大规模的药物筛选等应用。因此,可以说目前的非人灵长类转基因技术还未达到完美,还需改进和优化。下一步,我们应该积极开展新的非人灵长类转基因技术的研究与应用以及非人灵长类动物模型的加速传代研究。在此基础上,我们应加大投入,针对灵长类脑科学重大问题以及其他只有利用灵长类动物才能够模拟的人类疾病,加紧创建一批遗传修饰及药物灵长类动物模型,建立遗传背景可控的灵长类品系,巩固领先优势,抢占制高点。
 
另外,非人灵长类实验动物以及灵长类近亲树鼩是我国的优势与特色模式动物。我国应当加快非人灵长类战略资源的实验动物化,化灵长类资源优势为最终的研究实力优势, 对于新型灵长类动物资源如平顶猴和树鼩,需加大加快其实验动物化进程,创建一批遗传修饰灵长类动物, 建立遗传背景可控的灵长类动物。与此同时, 加强创建环境因素诱导的,能较好模拟疾病的自然发展过程的非人灵长类模型。
 
最后,还应该高度重视的问题是非人灵长类模型动物的表型分析技术的研发。表型,又称性状,指个体形态、功能等各方面的表现,是基因型和环境共同作用的结果。因此,疾病的各种行为、生理和病理特征也是表型。虽然我们可通过转基因和环境因素诱导来建立疾病模型,但是要利用这些模型进行相关疾病机理研究和药物筛选,表型分析是基础。换句话说,没有有效的表型分析手段,模型也失去了意义。因为老鼠和人类在个体、行为的复杂程度上相差很大,现有的鼠类的分析系统又很难移植到非人灵长类上。由于历史的原因,国内外尚未大规模利用非人灵长类建模来研究非人灵长类重大疾病的历史,国内外大多非人灵长类研究处于“小作坊”式的状况,缺乏集成的、系统的表型分析系统来研究发病机理和药物评价等。
 
 
参考文献:见国家实验动物专家委员会简报 2018年第35期
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