Page 183 - 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

性，HMEJ 介导的敲入策略为构建靶向基因修饰的猴模型提供了可能性。另一篇
文章由昆明理工大学季维智、南京医科大学郭雪江与上海科技大学黄行许团队合
作完成，他们运用 CRISPR/Cas9 首次在食蟹猴中实现了 Oct4-hrGFP 基因敲入。

由于 OCT4 是干细胞重编程中的重要转录因子，该工作也为灵长类的相关重编程
研究提供了一个很好的研究工具。
近几年关于利用胚胎基因 KI 的方法构建非人灵长类疾病模型，除了上述两
个案例外，并没有更多的报道，归根结底是因为依赖于 HR 修复的基因 KI 的效

率特别低。为了突破这一瓶颈，科学家巧妙地利用 DSBs 修复的各个途径（NHEJ、
HR 和 MMEJ）的特征和序列偏好，开发了多种高效的基因 KI 策略，比如：
HITI 和 KiBL 都是由基于 NHEJ 修复途径将外源供体片段整合至 CRISPR/Cas9
诱导的 DSBs 位点；单链寡聚核苷酸（ssODNs）和 EasiCRISPR 等方法是基于

HR 修复途径介导的；CRISPITCh 策略是依赖 MMEJ 修复途径介导的；而杨辉团
队开发的 HMEJ 基因敲入策略更是涉及 HR、NHEJ 和 MMEJ 等三种修复途径，
大大拓宽了该策略的使用范围。不仅如此，为了提高基因敲入的效率，科学家们
还进行了诸多的尝试，如优化 Cas9 蛋白序列和结构、优化 Cas9 蛋白表达时长以

及时期、优化 sgRNA 核苷酸序列的设计、对 sgRNA 和供体 DNA 序列进行不同
的化学修饰、调节 DSBs 不同修复途径蛋白的表达以及小范围内调整靶标位点的
染色质环境等，上述方法都能够或多或少地提升基因敲入的效率。以上方法的探
索，都将为长片段基因敲入疾病工具猴模型的开发提供非常宝贵的经验。

（四）基于体细胞基因编辑构建的非人灵长类模型
主流的人类致病基因修饰的非人灵长类动物模型主要基于在受精卵中进行的
转基因或者基因编辑操作构建，虽然这样的基因修饰猴模型具有非常重要的应用
前景，但是构建成本高、成功率低、周期长、易产生嵌合体、脱靶，以及种群很

小等问题极大地限制了模型猴的应用。为了打破这一限制，科学家将 CRISPR 系
统和腺病毒或脂质纳米颗粒（LNP）等基因传递技术联合使用，基于体细胞基因
编辑构建非人灵长类模型，近期也取得了重要的研究进展。
2020 年，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心仇子龙团队在青春

期猕猴的海马体（DG 和 CA1-4）中通过 AAV 传递靶向基因编辑工具诱导了
MeCP2 基因突变。在 MeCP2 基因突变猴中发现了许多类似自闭症的行为异常，
包括社交互动缺陷、睡眠模式异常、不敏感厌恶刺激、异常的手部动作和有缺陷

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