李曉江：用CRISPR構建大型神經變性病動物模型

　　動物模型對于幫助我們了解神經退行性疾病的發病機制、并找到治療方法，是非常有價值的。因為相比較嚙齒動物來說，大型動物更接近于人類，它們為確定人類中所看到的重要病理事件，提供了很好的模型；大型動物對于驗證有效的治療方法或確定治療靶標，也是非常重要的。由于缺乏來自大型動物的胚胎干細胞系，我們很難用傳統的基因打靶技術，來構建神經退行性疾病的大型動物模型。

　　近年來，CRISPR/Cas9已被成功應用于不同物種基因組的遺傳修飾。最近，中科院遺傳與發育生物學遺傳研究所的李曉江博士，在國際學術期刊《Molecular Neurodegeneration》（影響因子6.563）發表綜述文章，討論了用CRISPR/Cas9技術來構建大型動物模型，能夠更為真實地模擬人類退行性疾病。

　　李曉江博士是中組部“千人計劃”、中科院遺傳與發育生物學研究所博導、研究員，主要研究方向是與年齡相關的神經退行性疾病分子機制，包括帕金森病、亨廷頓病、肌萎縮性側索硬化癥（ALS），使用各種轉基因動物模型闡明這些疾病的發病機制，作為通訊作者或共同通訊作者，他的研究成果多次發表在PNAS、Cell Res、Hum Mol Genet、Neuron、JCB、Brain、JBC等國際知名期刊。

　　就在2015年的上半年，李曉江研究員課題組就接連在《Human Molecular Genettics》、《Neuron》、《PLOS Genetics》和《Journal of Neuroscience》等國際權威期刊發表多篇學術論文，利用小鼠和獼猴等動物作為模型，解析年齡相關的神經退行性疾病分子機制。其中有一項研究，四月份發表于《Human Molecular Genettics》，利用CRISPR/Cas9系統，功能性地破壞獼猴中的肌營養不良蛋白基因，指出了利用CRISPR/Cas9有效制備人類疾病大型動物模型的可能性。

　　神經退行性疾病——阿爾茨海默氏病（AD）、帕金森病（PD）、肌萎縮性側索硬化癥（ALS）、亨廷頓氏病（HD）和額顳葉癡呆（FTD），都具有年齡依賴性和選擇性神經退行性變。隨著人類壽命的延長，這些神經退行性疾病具有更高的患病率；然而，大多數這些神經退行性疾病的發病機制仍不清楚，對這些重要的腦部疾病，我們仍然缺乏有效的治療方法。

　　在這篇綜述中，作者指出，轉基因方法和CRISPR/Cas9可以用來制備疾病的大型動物模型，如神經退行性疾病的非人靈長類動物模型。CRISPR/Cas9是一種新的基因組修飾工具，可以有效并容易地靶定不同物種生殖細胞和體細胞中的任何基因。因此，CRISPR/Cas9能夠實現非人靈長類動物和大型動物的基因組編輯，以產生基因突變，忠實地模仿人類患者的病理學。

　　由于CRISPR/Cas9能夠破壞兩個等位基因，因此，這一系統可以讓我們用首建動物（founder animals）來調查靶基因的功能缺失。在使用CRISPR/Cas9技術時，需要考慮脫靶效應和鑲嵌突變。盡管我們已經在基因組編輯方面獲得了重大的進展，但是，用目前的技術，通過CRISPR/Cas9的基因敲入率仍然較低。

　　然而，新的基因組編輯工具正在迅速發展，將顯著提高打靶率，并減少脫靶效應和鑲嵌突變效應。新開發的CRISPR/Cas9技術將促進神經退行性疾病的非人靈長類動物和大動物模型的生成，并加強我們對這些重要疾病的發病機制的認識。