非人灵长类，也就是各种猴子对于神经科学研究者而言有着非比寻常的意义，毕竟放眼整个世界，也就这群猴哥有着可以勉强比肩人类的大脑了。在今天的生命科学研究当中，一切生命现象都必须落实到基因上，就像物理学研究要把一切都落实到四种基本作用力上一样。可以说，理解猴子的大脑，本质上也是要理解猴子的基因。
那么怎样才能理解基因呢？这个事情其实有点像是修汽车。如果你想了解某个汽车零件的功能，最简单粗暴的办法就是把零件拆了、改了或是多装几个，看看汽车会出现什么变化。对应到基因的研究上，就是把基因敲除、敲入或是过表达。以CRISPR/Cas9等为代表的新一代基因编辑工具的出现，使得基因操作相对于十年前容易了许多，不过把这些技术应用在猴子身上依然困难重重。
不过，我国的科学家一直以来都在进行这方面的尝试，这次中国的脑计划也是把非人灵长类作为一个重点的，而且最近几年的确是成果不断。比如在2016年，中科院神经所的仇子龙和孙强合作，成功实现了猴子的基因过表达，并制作出了孤独症的猴子模型；在2017年，杨辉、熊志奇以及孙强合作，又通过基因敲除，成功做出了一种患有神经系统遗传病的猴子模型。
在对基因的各种操作当中，过表达和敲除都属于比较粗放的工作，而接下来要说的基因敲入则是个精细活。为此实现猴子的基因敲入，笔者所在团队测试了好几个方案，不过总体来讲，这些方案都是利用了细胞的一种“自我修复机制”。细胞里面的DNA每时每刻都会受到伤害，比如有些人喜欢抽烟，烟里面的一些有害物质便会进入细胞里与DNA发生一些化学物理的作用，可能就让DNA断裂成了好几段。
不过，细胞有很多修复DNA的机制，可以把断成一堆片段的DNA重新“粘”回一起去。
我们的技术方案其实就相当于利用了细胞犯的错误。首先，我们利用CRISPR/Cas9，非常精确地在指定的位置切断DNA链。然后，细胞肯定就会试图修复这里的DNA断裂。这时候，我们故意塞给细胞一大堆我们人工合成的DNA片段。这样一来，细胞就有很大可能错把我们塞进去的人工DNA片段拼进细胞的DNA当中。
这些人工DNA片段完全可以按照我们的意愿来随意设计，这样就实现了精确、高效地定点插入我们想要的DNA片段的目标。
我们先在老鼠身上试用了这个方法，结果非常成功。接下来就与神经所非人灵长类平台的孙强老师一起合作，在猴子的Actb基因当中的某个特定位置上插入了一个特殊的荧光标记。这样一来，凡是表达这个基因的细胞都会发出红色荧光。实验表明，基因敲入可以高效地在猴子胚胎上实现，研究成果在2017年5月的Cell Research上发表。
通过优化实验系统和一系列的条件摸索，我们进而将基因编辑过的胚胎移植到代孕的猴妈妈体内，最后生下了五只小猴。通过表皮荧光检查，它们果然表达了红色荧光，跟我们预期的一样。除了成功诞生的小猴外，还有一些猴子胚胎流产了。这是因为实验操作必须把猴子的卵子取出来，在体外受精然后再移植回去，多多少少会有一点点损伤。
当然，目前的基因敲入猴子只是能发出红色荧光而已，还不能直接用在神经科学研究当中。在以后的工作中，我们将会进一步深化这个一技术的应用，制作出真正具有神经科学研究价值的猴模型。这些猴模型对于人类理解大脑的结构和功能，以及治疗许多神经系统疾病，比如阿尔兹海默病、帕金森病等有着非常巨大的潜力。