Page 181 - 动物生物技术与繁殖研究

第六章 人类疾病动物模型的发展

疾病模型。抗肌萎缩蛋白（Dys）主要分布于心肌和骨骼肌细胞，可以保护肌细
胞膜在肌肉收缩时不受损伤。Dys 基因突变会引起杜氏肌萎缩症（DMD）。将
Cas9mRNA 和靶向 Dys 基因的 sgRNA 注射进猕猴胚胎中，构建出 DMD 疾病模

型猴，发现在雄性和雌性猴子中都能成功诱发突变，并且早期的 DMD 症状伴随
着明显的 Dys 蛋白水平降低以及肌肉的退化。昼夜节律失调会导致身体功能障碍
和疾病，如睡眠障碍、代谢疾病、心血管疾病、免疫疾病和肿瘤、出生缺陷和生
殖问题，以及神经和精神疾病。然而，关于昼夜节律系统如何影响这些疾病或昼

夜节律调节成分等知之甚少。2019 年，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新
中心孙强与张洪钧团队合作使用 CRISPR/Cas9 技术建立了 BMAL1（一个关键的
昼夜节律成分）敲除的猕猴模型，随后通过体细胞核移植（SCNT）技术克隆了
BMAL1 修饰的食蟹猴。

将靶向 BMAL1 外显子 13 和 8 的 sgRNA 分别显微注射到食蟹猴受精卵中并
移植，基因型鉴定得到 2 只雄性和 1 只雌性的 BMAL1 敲除模型猴，昼夜节律调
节的关键成分，如 PER1、PER2、CRY1 和 CRY2 在这些敲除猴中都被下调。与
野生型对照相比，基因敲除猴夜间活动升高，REM（快速眼动）、NREM（非快

速眼动）和总睡眠减少。这是首次建立 BMAL1 基因敲除的非人类灵长类动物模
型，将有助于阐明生物节律失常衍生疾病的新机制，并为其开发新的治疗方法。
Phelan-McDermid 综合征与 SHANK3 基因的突变或破坏高度相关。研究人员利
用 CRISPR/Cas9 介导食蟹猴 SHANK3 基因突变。体细胞基因型分析以及脑活检

证实了 SHANK3 基因发生了突变并且 SHANK3 蛋白水平降低。突变体表现出睡
眠障碍、运动障碍和重复行为增加，以及社交和学习障碍。
总之，SHANK3 突变的食蟹猴模型表现出了自闭症谱系障碍和 Phelan-
McDermid 综合征的显著特征。PINK1 基因的突变会导致人类早发性帕金森病

（PD）和选择性神经退行性变。研究人员将整合优化后的靶向 PINK1 基因的
CRISPR/Cas9 系统注射到食蟹猴受精卵中并移植，在三只新生猴中实现了对目标
位点精确有效的基因编辑，突变猴成纤维细胞中 PINK1 的移码突变导致 mRNA
减少。研究结果表明，将 Cas9（D10A）切口酶 mRNA 和截短的 sgRNA（都被

证明能够降低脱靶的效率，提高靶标基因的特异性）共同注射到单细胞食蟹猴胚
胎中，可以成功构建非人灵长类的 PD 疾病模型。

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