克隆猴“五兄弟”失眠了!

作者: 丁佳、黄辛、何静

来源: 中国科学报

发布日期: 2019-01-30 17:00:00

中科院脑科学与智能技术卓越创新中心研究团队首次披露了世界首例生物节律紊乱的体细胞克隆猴模型,这5只小克隆猴将为解开人类健康的未解之谜作出贡献。

还记得去年萌翻了全球的世界首批体细胞克隆猴“中中”和“华华”吗?最近,两个姐妹有了5个“小兄弟”。不过,跟它们的“姐姐”不同,这5只小克隆猴身上所肩负的使命要更加特殊一些,它们将为解开人类健康的未解之谜作出贡献。

日前,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、上海脑科学与类脑研究中心研究团队在我国顶级综合英文期刊《国家科学评论》在线发表两篇论文,首次披露了世界首例生物节律紊乱的体细胞克隆猴模型。

生物节律对生物体维持健康的生理状态至关重要。生物节律紊乱与睡眠障碍、阿尔茨海默氏病等神经退行性疾病,抑郁症等精神类疾病,糖尿病,肿瘤,以及心血管疾病等密切相关。

现代生活让人的作息时间很难遵循体内的生物钟,加班、出差,甚至玩手机,越来越多的人面临着生物钟紊乱的困扰,这使得对生物节律的研究显得更加紧迫而重要。

中科院院士、中科院神经所所长蒲慕明认为,这也是当前脑疾病药物研发进展缓慢、失败率始终居高不下的重要原因。因此,人们开始寄希望于跟人类最为接近的非人灵长类动物——猕猴等大型动物开始进入科学家的视野。

在中科院战略性先导科技专项(B类)“脑认知与类脑前沿研究”等项目的支持下,中科院神经所研究员张洪钧、孙强、刘真等合作,首次利用CRISPR/Cas9方法,敲除了猴胚胎中的生物节律核心基因BMAL1,在2016年中旬繁殖了一批BMAL1缺失的猕猴。

结果发现,这些小猴子不再按照24小时的周期活动,在夜间活动明显增多,这说明它们可能出现了失眠问题。随后,研究人员通过手术,在猴子背部皮下埋入了记录脑电和肌电的设备,之后分析其睡眠周期发现,敲除猴的浅睡眠和熟睡期都明显减少。

孙强表示,使用基因编辑技术获得的基因敲除猴并不“完美”。这是由于这些猴子不光遗传背景不一样,还属于“嵌合体”,也就是体内不同细胞的基因型有差异,它们表现出上述症状的严重程度并不一致,因此不能算是理想的动物模型。

为此,中科院脑科学与智能技术卓越创新中心研究团队采集了一只睡眠紊乱症状最明显的BMAL1敲除猕猴的体细胞,试图通过此前掌握的体细胞克隆技术,做出基因敲除克隆猴。

但结果让他们松了一口气。研究人员获得了5只BMAL1基因敲除的克隆猴,从而在国际上首次成功构建了一批遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴模型,并且成功率与“中中”和“华华”克隆实验相当。

蒲慕明认为,这一成果表明,中国正式开启了批量化、标准化创建疾病克隆猴模型的新时代,为脑认知功能研究、重大疾病早期诊断与干预、药物研发等提供了新型高效的动物模型。

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