記者從中國(guó)科學(xué)院獲悉，經(jīng)過(guò)四年努力，廣東科學(xué)家領(lǐng)銜的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)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。它能精準(zhǔn)模擬出人類神經(jīng)退行性疾病，為治療亨廷頓舞蹈病、老年癡呆等疾病提供穩(wěn)定、可靠的動(dòng)物模型，推動(dòng)藥物篩選和治療方案制定。該項(xiàng)成果于北京時(shí)間3月30日凌晨在線發(fā)表于《細(xì)胞》雜志上。論文共同通訊作者為暨南大學(xué)粵港澳中樞神經(jīng)再生研究院李曉江教授、中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院賴良學(xué)研究員、美國(guó)Emory大學(xué)李世華（Shihua Li）教授。

為什么選擇豬作為疾病實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?/strong>

亨廷頓舞蹈癥、阿爾茲海默癥、帕金森病、肌萎縮側(cè)索硬化癥等是當(dāng)今社會(huì)嚴(yán)重威脅人類健康的神經(jīng)退行性疾病。由于缺乏合適的動(dòng)物模型進(jìn)行藥物篩選，目前尚無(wú)有效的治療方法。

小鼠作為最常見(jiàn)的動(dòng)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。然而李曉江團(tuán)隊(duì)在研究中發(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。“許多有治療效果的藥物在小鼠模型中有效，在臨床上對(duì)病人往往無(wú)效。”

記者了解到，早在2008年，“夫妻檔”李曉江、李世華在美國(guó)Emory大學(xué)合作者的支持下，成功建立了世界首只轉(zhuǎn)基因亨廷頓病猴模型，但由于表達(dá)外源性致病基因片段的毒性過(guò)強(qiáng)，轉(zhuǎn)基因亨廷頓病猴模型無(wú)法達(dá)到篩選治療疾病的藥物的目的。

最后，科學(xué)家為何將目光鎖定在豬身上？賴良學(xué)解釋說(shuō)，豬的心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、皮膚、營(yíng)養(yǎng)需要、骨骼發(fā)育以及礦物質(zhì)代謝等都與人的情況極其相似，豬的體型大小和馴服習(xí)性允許進(jìn)行反復(fù)采樣和進(jìn)行各種外科手術(shù)。“與非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物相比，豬的基因多樣、繁殖周期短、一窩產(chǎn)仔多，便于根據(jù)特殊需要進(jìn)行選育。所以，豬的疾病模型用于做藥物篩選、人類疾病研究、干細(xì)胞治療的研究結(jié)果，更容易轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用。”

據(jù)介紹，作為華南地區(qū)重要的大動(dòng)物疾病模型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)之一，賴良學(xué)團(tuán)隊(duì)先后建立了50余種在生物醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有重要價(jià)值的轉(zhuǎn)基因和基因打靶克隆豬。2010年，“夫妻檔”找到了賴良學(xué)，合作建立了首例轉(zhuǎn)基因亨廷頓病模型豬。

大膽設(shè)想 “基因魔剪”和克隆技術(shù)來(lái)幫忙

選擇豬作為疾病實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒⒎且粍谟酪荨[在科學(xué)家面前的是一個(gè)難題，與轉(zhuǎn)基因亨廷頓病猴模型一樣，豬模型不易存活，無(wú)法傳代。對(duì)此，李世華經(jīng)過(guò)鉆研認(rèn)為，該病是內(nèi)源性基因突變而造成的，直接把豬的內(nèi)源性基因改變?yōu)橥蛔兓颍i的病理變化應(yīng)該與病人的病理狀態(tài)更接近。

2013年，基因編輯技術(shù)（CRISPR/Cas9）被廣泛應(yīng)用于哺乳動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，研究團(tuán)隊(duì)大膽嘗試，利用該技術(shù)建立亨廷頓基因敲入豬模型。經(jīng)團(tuán)隊(duì)通力合作，研究人員成功將人突變的亨廷頓基因插入到豬的內(nèi)源性亨廷頓基因的表達(dá)框中，培育出帶有突變基因的新生豬。

觀察5個(gè)月后，這些豬不但能夠模擬亨廷頓病患者在大腦紋狀體的神經(jīng)元選擇性死亡的典型病理特征，在行為上也表現(xiàn)出類似亨廷頓病“舞蹈樣”的異常行為。難能可貴的是，這些病理及行為學(xué)表型都可以穩(wěn)定地遺傳給后代。據(jù)介紹，目前疾病模型豬已繁殖到第二代。這意味著這一團(tuán)隊(duì)成功了！他們?cè)趪?guó)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(dòng)物模型。

造福人類 促進(jìn)阿爾茲海默癥、帕金森癥等疾病的新藥研發(fā)

作為世界首例亨廷頓病基因敲入豬模型，在模擬病人的神經(jīng)病理變化特別是腦疾病方面，大動(dòng)物模型比小動(dòng)物模型更具優(yōu)勢(shì)。據(jù)科研人員介紹，神經(jīng)疾病基因敲入豬的成功，將推動(dòng)我國(guó)發(fā)展出大動(dòng)物疾病模型的醫(yī)藥研發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)針對(duì)阿爾茲海默癥、帕金森癥等神經(jīng)退行性疾病，以及免疫缺陷、腫瘤、代謝性疾病的新藥研發(fā)進(jìn)程。同時(shí)，該動(dòng)物模型可用于干細(xì)胞治療等手段的臨床前評(píng)價(jià)，最終造福于人類。

從事多年研究亨廷頓病的權(quán)威專家、美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校楊向東(X. William Yang)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。

中科院院士裴鋼教授指出，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，這次我國(guó)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(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。（王瑩）