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中國創建世界首批生物節律紊亂體細胞克隆猴模型

2019-01-24 07:15:09|來源:中央廣電總臺國際在線|編輯:靳松

生物節律紊亂體細胞克隆猴

  國際在線報道(記者 李晉):一年前,中國科學院率先突破非人靈長類體細胞克隆世界難題,此後經過中國科研工作者的不懈努力,中國科學家近期成功創建了世界首批生物節律紊亂體細胞克隆猴模型,實現人類疾病模型上的應用,該成果將有望大大促進生命科學和醫學的發展,加快中國新藥創制與研發的進程。

生物節律紊亂體細胞克隆猴

  雄雞報曉,蜘蛛半夜結網,向日葵在清晨開放 ……自然界所有生物都存在按照時間來調節自身活動的生物節律現象。對人類而言,生物節律紊亂與睡眠障礙、阿爾茨海默病、抑鬱症、糖尿病、腫瘤、以及心血管等疾病密切相關。然而傳統上基於小鼠等動物模型的研究很大程度上制約了生物節律紊亂機理研究和相關疾病治療手段的研發,中國科學院神經研究所所長蒲慕明院士就此認為,非人靈長類動物與人類最接近,是研究節律紊亂相關疾病機理和診治手段比較理想的動物模型:“現在的幾乎所有的做藥效檢測的模型都是用小白鼠,但是大家都知道小白鼠跟人的解剖生理是差距非常之大,所以小白鼠上有效藥效到人身上很可能沒有效,而獼猴的各種認知功能,各種生理功能跟人是非常相近的,所以功能指標也可以在獼猴上從發病之前早期慢慢的觀察能夠決定這些指標,有了指標之後,我們這些模型就可以來進行治療干預治療或者康復的手段。”

生物節律紊亂體細胞克隆猴

  2017年年底,世界上首批體細胞克隆猴“中中”和 “華華”先後誕生,中國成為第一個實現了非人靈長類動物體細胞克隆的國家。與此同時,中國科學院神經科學研究所、上海腦科學與類腦研究中心研究團隊致力於節律紊亂等相關疾病非人靈長類動物模型的構建,經過兩年努力,該團隊利用基因編輯技術,成功構建了世界首批核心節律基因BMAL1敲除食蟹猴模型,仔細驗證後發現了敲除猴模型存在晝夜節律紊亂,並表現出類似精神分裂症的症狀,為模擬人的節律紊亂相關疾病邁出了關鍵的一步。研究團隊選取生物節律紊亂症狀最明顯的基因編輯猴,通過體細胞克隆技術,成功獲得了五隻BMAL1基因敲除的克隆猴。蒲慕明院士解釋説:“這些猴子的體細胞的來源是一隻猴子,經過基因編輯之後,得到生物鐘紊亂的各種症狀,我們就把那只猴子拿來做體細胞克隆體,每一個細胞裏面基因都是一樣的,所以你就可以做出一批。我們做個最好的比喻,就是孫悟空身上拔毛之後,出來一批孫悟空小猴子,科學神話一樣的道理。”

生物節律紊亂體細胞克隆猴

  值得一提是,這是國際上首次成功構建一批遺傳背景一致的生物節律紊亂獼猴模型。該項成果1月24日以兩篇系列論文形式在線發表于《國家科學評論》期刊。該研究基於晝行性的非人靈長類動物模型,將生物節律與睡眠問題、精神疾病、免疫炎症反應、早衰等重大疾病聯繫起來,既可為開發這些疾病的治療手段提供穩固可靠的理論基礎,又可將其與臨床相結合尋求對人類更精準有效的干預方法。中科院神經科學研究所劉真研究員介紹説:“我們首次利用攜帶有特定的基因編輯的體細胞得到了這種克隆猴,而且最重要是我們得到了一批遺傳背景和基因型一致的克隆猴,這為後續的研究提供了很好的模型。我們正在和即將開展的研究有一系列的模型,包括腦疾病、心血管疾病、腫瘤、眼疾病等各種各樣的模型。 ”

中科院神經科學研究所劉真研究員。攝影:李晉

  應該説,非人靈長類的節律紊亂模型有望給節律研究帶來新的突破,中國在非人靈長類模型製備技術上的領先,將促進中國整體科研實力提升,也是神經科學研究走向世界前列的歷史機遇。蒲慕明院士認為:“要達到我們現在的水準,現在看來我們其他國家跟我們的差距拉得更大了,因為我們現在更近了一步,國際上對於我們在克隆猴疾病模型領域非常關注,也非常願意合作,我們現在包括美國、歐洲、澳大利亞、以色列、匈牙利各個國家都有科學家跟我們聯繫,這個工作是在中國腦計劃裏面是一個重要的部分。克隆效率的提高是實現真正應用的關鍵,這是我們未來要突破的一個重大的里程碑。”

中國科學院神經研究所所長蒲慕明院士。攝影:李晉

  2018年,中國科學院啟動了升級版的B類先導專項腦認知與類腦前沿研究,先後取得了國際學術界廣泛認可的一系列原創成果。中國科學院前沿科學與教育局副局長張永清認為,作為該專項的重要成果,生物節律紊亂體細胞克隆猴模型表明,中國正式開啟了批量化、標準化創建疾病克隆猴模型的新時代,為腦認知功能研究、重大疾病早期診斷與干預、藥物研發等提供新型高效的動物模型。該成果的應用有助於縮短藥物研發週期,提高藥物研發效率,必將極大地促進生命科學和醫學的發展,加快中國新藥創制與研發的進程:“此次生物節律紊亂體細胞克隆模型的成功創建,必將加速推進腦科學與智慧技術領域成果的轉移轉化,助力健康中國2030目標的實現。 目前我國在非人靈長類體細胞克隆技術及非人靈長類疾病模型創建上已取得系列的研究成果,創新無止境。”

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