我科学家创建世界首批生物节律紊乱体细胞克隆猴模型——克隆猴家族又添新成员

2019-02-06 20:29:37 来源:经济日报 作者:沈慧 责任编辑:王一 字号:T|T
摘要】时而嬉笑打闹,时而目瞪口呆,还记得此前诞生的世界首批体细胞克隆猴“中中”“华华”吗?这不,最近俩姐妹又新添了5位小伙伴——不同的是,这是5只BMAL1基因被敲除的克隆猴,具有重大科学意义。

登上《国家科学评论》的首批核心节律基因BMAL1敲除猕猴。(资料图片)

新闻发布会现场。沈 慧摄

  时而嬉笑打闹,时而目瞪口呆,还记得此前诞生的世界首批体细胞克隆猴“中中”“华华”吗?这不,最近俩姐妹又新添了5位小伙伴——不同的是,这是5只BMAL1基因被敲除的克隆猴,具有重大科学意义。

  近日,《国家科学评论》在线发表了这一最新研究成果:中科院神经科学研究所“三剑客”(研究员孙强、刘真、张洪钧)经过两年努力,利用CRISPR/Cas9技术,成功构建了世界首批核心节律基因BMAL1敲除猕猴模型,仔细验证后发现,敲除猴模型存在昼夜节律紊乱,并表现出类似精神分裂的症状。

  找到节律研究理想动物模型

  雄鸡报晓,蜘蛛半夜结网,向日葵在清晨开放……

  从简单的单细胞生物,到复杂的哺乳动物,自然界中大部分生物,都拥有按时间节奏调节自身活动的本领,即“生物节律”。

  生物节律系统在维持机体内在的生理功能(如睡眠/觉醒系统、体温、代谢和器官功能等),适应环境的变化等方面扮演着重要角色。有关研究表明,生物节律紊乱与代谢综合征、自身免疫、神经退行性疾病和癌症等疾病密切相关。

  然而,多数节律研究使用的小鼠等动物模型,与人的昼夜活动周期、脑结构和代谢速率等存在明显差异,由此造成的结果是:药物研发人员在小鼠模型上花费大量人力物力财力筛选到的候选药物,使用在病人身上大都无效,或有不可接受的副作用。这极大制约了生物节律紊乱机理研究和相关疾病治疗手段的研发。

  在此背景下,与人类最接近的非人灵长类动物成为科学家们梦寐以求的实验对象。

  “猕猴除了具有昼行性这一特性,在脑结构和功能上与人类高度相似,可以用来研究脑疾病和高级认知功能。”中国科学院院士、中国科学院神经科学研究所所长、脑智卓越中心主任蒲慕明说。

  据世界卫生组织调查,过去十多年,全球各类疾病给社会造成的负担中,脑疾病占28%,已超过心血管疾病和肿瘤。

  然而,时至今日,脑疾病的致病机理仍不清楚,尚缺乏特异的药物靶点。而且,相关神经性药物研发动辄需要十多年,耗资数十亿美元,失败率却大于90%。

  为何?常用药物研发动物模型——小鼠,与人类相差甚远,是个重要原因。

  “小鼠的遗传背景与人类相差较远,在此基础上研发的药物,百分之九十以上对人类没用。”蒲慕明解释。

  向着科学的高峰努力奔跑,2018年,两只名为“中中”和“华华”的克隆猴诞生。从此,拔根汗毛吹口气就能变出一堆小猴子的神话变为了现实。

  “按照传统方法,培养一批可用于药物研发的猴子需要花费五六年,体细胞克隆猴的实现,弥补了猕猴繁殖周期长、单胎数量少的不足,可以构建出足够数目的具有统一遗传背景的动物模型。”蒲慕明表示。

  科学家们看来,“中中”“华华”两姐妹的横空出世,标志着非人灵长类克隆时代的到来。

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