灵长类动物基因编辑技术研究进展

灵长类动物因与人类在遗传、生理和神经功能上的高度相似性而使其在生物医学研究领域中占有非常重要的地位。构建人类疾病的灵长类动物模型,是研究疾病发病机理和探索潜在治疗手段的重要途径,而通过基因编辑的方法获得灵长类动物模型是研究一些遗传性疾病最可靠的方法。灵长类动物基因编辑技术先后经历了传统的转基因和精准基因打靶两个时代。对近年来灵长类动物基因编辑研究进行综述,重点介绍最新的利用核酸酶技术进行精准基因编辑的研究进展。     

非人灵长类胚胎工程研究进展

由于非人灵长类动物与人类在进化上的亲缘关系和生理特征上的高度相似,它们在人类传染病、生殖、发育、代谢、神经和衰老等研究领域具有重要的应用价值。现对非人灵长类动物的常见胚胎工程技术进行综述,包括非人灵长类动物的配子收集、体外受精和胚胎移植等;同时,还结合基因组编辑技术的发展,简要介绍了近年来胚胎工程技术在非人灵长类动物基因编辑方面的应用。     

非人灵长类动物模型在女性不孕症研究中的运用

不孕症是当今影响人类生活和健康的三大主要疾病之一,中国最新的统计数据显示女性不孕症的发病率已高达18%。虽然已经发现了许多不孕症的潜在致病基因,但尚不清楚不孕症的分子机制以及致病通路。动物模型是研究人类疾病不可缺少的实验工具。非人灵长类动物(non-human primates, NHPs)模型是与人亲缘性最高的动物模型,其中猕猴和食蟹猴是实验室最常用的非人灵长类动物模型,与人类约有95%以上的基因同源性,且与人类生殖特征、生殖周期等极其相似。相较于小鼠、大鼠等不能完全代表不孕症临床表型的模式生物来说,NHPs模型是研究不孕症的最佳选择。该文就NHPs模型在女性不孕症中的运用进行了总结,进一步对NHPs模型的应用提出一些思考,望为生殖健康的相关研究提供参考。     

恒河猴在生殖生物学中的应用进展

目的非人灵长类动物在生殖生物学研究领域是一种非常重要的实验动物。人类利用非人灵长类动物与人的生物学等方面相似的特征,开展了生殖生物学、生理学、药理学、毒理学以及生育调节等方面的研究工作,为生殖生物学基础研究以及人类健康和疾病问题的基础研究和临床前研究提供了理想的动物模型。随着生命科学的发展,对非人灵长类实验动物质量提出了更高的要求,人们认识到实验时,应用健康的优质非人灵长类动物的重要性。本文简要概括了非人灵长类动物恒河猴的生物学特性,阐述了非人灵长类动物恒河猴在生殖生物学中的应用研究。     

非人灵长类基因修饰模型研究进展

非人灵长类动物在生命科学基础研究和生物医药研究领域具有非常重要的地位。近年来随着慢病毒载体转染及靶向核酸酶(ZFN,TALEN,CRISPR/Cas9)等基因操作技术的出现,科学家们成功地获得了外源基因过表达的转基因猴和目的基因定点切割的基因编辑猴。文中对目前利用慢病毒载体获得转基因猴和利用靶向核酸酶获得基因编辑猴的研究进展进行了综述,并讨论了基因修饰猴的嵌合体现象、脱靶现象及非人灵长类动物较长性成熟时间这几个影响非人灵长类基因修饰模型推广应用的因素,最后展望了非人灵长类基因修饰模型构建技术的研究热点及发展趋势。     

非人灵长类动物在病毒感染模型中的研究进展

动物疾病模型作为研究人类疾病的中介,在医学研究中发挥着巨大的作用.非人灵长类动物与人类的免疫学和生理学相似性,使非人类灵长类动物模型在研究病毒发病机理、免疫力、疫苗和药物抗感染功效等方面具有重要价值,对研究人类病毒感染性疾病以及新型病毒如SARS-CoV-2的治疗和预防发挥着不可或缺的作用.本文主要介绍了非人灵长类动物...     

基于基因编辑技术的非人灵长类动物模型构建

非人灵长类疾病模型在生命科学和生物医药领域具有非常重要的地位。近年来,随着经典的靶向核酸酶(ZFNs、TALENs和CRISPR/Cas9)基因编辑技术的出现,科学家已经成功获得了多种人类疾病相关的非人灵长类模型。该文首先介绍了经典基因编辑技术和以此为基础开发的单碱基编辑(base editing, BE)以及先导编辑(prime editing, PE)技术的研究进展,随后对近年来通过不同基因编辑技术获得的非人灵长类疾病模型进行了综述,最后对目前已获得的和正在构建的非人灵长类模型的管理、保种以及动物伦理和福利等方面进行了展望。     

狨猴生殖工程与基因修饰研究进展

人类疾病相关基因修饰动物模型已成为研究人类疾病分子机理和治疗靶点的重要途径和材料.狨猴是最小型实验灵长类动物,其体型小、繁殖快、遗传进化及生理生化方面与人类接近,是人类疾病动物模型研究的理想实验动物之一.因此,利用高效的生殖工程技术和基因编辑技术创制基因修饰狨猴具有巨大的生物医药价值.本文就狨猴生殖工程技术和基因修饰进行综述,旨在开拓人类疾病动物模型,推动疾病机理和新药创制的突破性发展.     

基因编辑动物模型在人类疾病研究中的应用

近年来,随着以CRISPR/Cas9为代表的多种CRISPR系统的开发和不断改进,基因编辑技术逐渐完善,并广泛应用于人类疾病动物模型的制备。基因编辑动物模型为人类疾病的发病机理、病理过程以及预防和治疗等方面的研究提供了重要的素材。目前,用于人类疾病研究的基因编辑动物模型主要有小鼠、大鼠为代表的啮齿类动物模型和以猪为代表的大动物模型。其中啮齿类动物在机体各方面与人类差别较大,且寿命短,无法对人类疾病的研究和治疗提供有效评估和长期追踪;而猪在生理学、解剖学、营养学和遗传学等各方面与人类更接近,是器官移植和人类疾病研究领域重要的动物模型。文中主要介绍了基因编辑动物模型在神经退行性疾病、肥厚心肌病、癌症、免疫缺陷类疾病和代谢性疾病等5种人类疾病研究中的应用情况,以期为人类疾病研究及相关动物模型的制备提供参考。     

非人灵长类糖尿病动物模型研究进展

糖尿病是继心血管疾病和肿瘤之后的另一种严重危害人类健康的重要慢性疾病,据世界卫生组织(WHO)报道,2009年全世界约有2.2亿糖尿病患者。对糖尿病发病机理的研究、预防和诊断、治疗药物的筛选和评价都需要合适的动物模型。在已报道的糖尿病动物模型中,非人灵长类动物糖尿病病程、病症与人类的糖尿病最为相似。该文从糖尿病动物模型的来源归纳了目前报道的主要的非人灵长类糖尿病模型,重点介绍了猕猴、食蟹猴和树鼩糖尿病模型及其特征,并对该领域的发展提出了一些思考。     

基因编辑猴模型及其在基因治疗研究中的应用前景

基因编辑技术的开创性进展使得利用CRISPR技术建立猴模型并开展病变基因校正成为目前基因治疗研究领域的热点。非人灵长类与人类在进化关系上最为接近,在模型构建、疾病机制研究以及药物研发方面优势突出。随着基因修饰技术在非人灵长类上的逐步应用,目前已经构建出多种与临床患者病症高度吻合的疾病模型,为开展遗传疾病的基因治疗打下了坚实基础。然而,目前基因递送和基因修复系统面临巨大挑战,能否安全、高效、精确地修复致病基因是基因治疗临床转化的关键问题,现将综述基于猴模型开展基因治疗研究的前景及挑战。     

非人灵长类肿瘤模型研究进展(英文)

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。现在的肿瘤活体实验绝大部分采用啮齿类实验动物如小鼠和大鼠,这是因为它们具有个体小、繁殖迅速、遗传背景清楚、转基因技术成熟等优势。但是啮齿类和人的亲缘关系比较远,许多从啮齿类动物模型获得的研究结果不能在人体重现。非人灵长类动物在遗传进化、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。本文对现有的非人灵长类肿瘤研究做一综述,主要集中介绍用化学和生物致癌剂在不同的非人灵长类动物诱导肿瘤的研究,为将来用非人灵长类动物研究人类癌症奠定基础。     

营养与病毒感染性疾病动物模型

当前新现病毒性疾病的研究最大的＂瓶颈＂在于没有胜任动物模型。建立在非人灵长类动物基础上的模型,虽然可以部分复制人类疾病特征,但其经济性欠佳且与动物权益的保护有所冲突;而啮齿类动物对新现病毒的易感性往往较低,也不能很好地复制人类疾病。本文对营养、免疫及疾病易感性关系研究的进展进行文献回顾,以发现解决当前难题的线索。     

非人灵长类局部脑缺血动物模型研究现状

非人灵长类动物在种系发生上较啮齿类更接近于人类,用来制备局部脑缺血模型可以更好的拟合临床症状和机理。通过对国内外非人灵长类动物局部脑缺血模型的制备方法和应用现状进行收集、分类和述评,展望非人灵长类动物模型的应用前景,尤其是利用低等灵长类动物树鼩研究缺血性中风的优势。     

非人灵长类动物精子冻存技术的研究进展

随着生物医学技术的发展,应用非人灵长类动物模型进行基础科学研究日益广泛。与此同时,由于栖息地破坏、狩猎和基因隔离,许多非人灵长类动物濒临灭绝。因此,改进非人灵长类动物精子冻存技术对物种遗传资源的保藏具有重要的意义。本文概述了非人灵长类动物的精液特征,介绍了精液液化和冷冻精子质量评估的方法,分析了冷冻保护剂、冷冻稀释液及冷冻方法等因素对精子冻存效果的影响,总结了目前非人灵长类精子冷冻常用的冷冻保存液和冷冻方法,并对相关精子参数进行了比较,同时探讨了非人灵长类动物精子冻存研究面临的困境,并提出了可行的方案。总之,本文综述了近年来非人灵长类动物精子冻存的重要研究成果,对开发新的冷冻保护剂及改进冷冻技术具有一定的参考价值。     

灵长类动物的基因定向修饰——记运用CRISPR/Cas9技术获得基因定向敲除食蟹猴

早在2001年1月,美国科学家在Science上报道了世界上第一只转基因恒河猴,他们利用慢病毒转染法成功地将绿色荧光蛋白(GFP)转入恒河猴早期胚胎,并通过胚胎移植获得了GFP整合和表达的转基因猴ANDi,这是转基因技术在非人灵长类上的首次成功尝试。2008年,Shang-Hsun Yang等人成功构建出了亨廷顿疾病(HD)的转基因恒河猴模型,作者将84个CAG重复序列连接到人HTT基因第一个外显子上,并将其包装成高滴度的慢病毒粒子(滴度109 PFU/mL)后,在卵母细胞带下注射病毒后再进行单精注射受精和胚胎移植,成功得到了第一个转基因非人灵长类疾病模型。然而,通过慢病毒介导的方式产生的转基因动物,外源基因的随机插入使得它的表达和功能的实现具有一定的不确定性。在灵长类动物中,由于技术限制无法通过与大小鼠同样的技术路线获得精确基因修饰的动物。以TANLENs、CRISPR/Cas9技术为代表的人工核酸酶介导的基因组编辑技术的诞生,使得在灵长类动物中实现精确基因修饰成为可能。季维智研究员团队与南京医科大学沙家豪教授和南京大学黄行许教授团队密切合作,成功运用Crispr/Cas9技术获得了世界上首例基因定向敲除食蟹猴,证实了CRISPR/Cas9系统可以在灵长类动物中很好地工作,并产生活体动物。这为灵长类疾病动物模型的发展奠定了良好的基础。     

非人灵长类帕金森病模型研究进展

帕金森病是第二大神经退行性疾病,目前没有有效的治疗措施。非人灵长类动物在基因序列、大脑解剖、生殖生理和免疫系统等方面与人类有着极高的相似性,非人灵长类PD动物模型有助于阐明PD病因和发病机制,在新的治疗方法和药物研发中具有重大的应用价值。该文对当前非人灵长类PD模型研究进展作一综述。     

结核分枝杆菌感染的动物模型

复制结核分枝杆菌感染的动物模型是进行结核病研究的基础。本文分别对小鼠、豚鼠、兔和非人灵长类动物结核模型的特点及其应用进行综述,并指出慢性持续性感染模型是结核动物模型研究的重点。     

精原干细胞介导的基因编辑动物模型研究进展

合适的动物模型对于人类疾病的研究和药物开发至关重要。精原干细胞是位于睾丸组织曲细精管基底膜上的一类具有自我更新和分化潜能的成体干细胞,可以定向分化产生精子。利用精原干细胞作为基因编辑的对象,生产基因编辑的精子进行受精有望成为建立基因编辑动物疾病模型的一条有效途径。该文就精原干细胞的生物学特征、体外培养以及精原干细胞介导的基因编辑动物模型的进展和优缺点进行了阐述。     

PCSK9的靶向基因治疗

心血管疾病是全球非传染性疾病致死的主要原因。降低血液低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol, LDL-C)是预防和治疗动脉粥样硬化引起的冠状动脉疾病的主要手段。人类遗传学研究发现携带PCSK9功能缺失突变的个体血液LDL-C含量显著降低,对心血管疾病有明显的保护作用。这使得PCSK9成为基因编辑治疗以降低血液胆固醇的理想靶点。当前的研究证明在小鼠和非人灵长类动物中靶向敲除肝脏PCSK9可显著降低血液低密度脂蛋白胆固醇,展现该基因治疗策略的发展前景。该文介绍了PCSK9基因与心血管疾病的关系,并综述了基因组编辑技术的发展及其体内靶向PCSK9基因以降低LDL-C的研究进展。