世界首例生物节律紊乱体细胞克隆猴模型诞生 2018年1月“中中”在我国诞生

中国科学院神经科学研究所的生物节律与衰老疾病研究组和非人灵长类研究平台经过两年努力，利用CRISPR/Cas9技术，成功构建了世界首例核心节律基因BMAL1敲除食蟹猴模型，发现了敲除猴模型存在昼夜节律紊乱，表现出类似精神分裂症的症状，并构建了世界首批生物节律紊乱体细胞克隆猴模型。我国顶级综合英文期刊《国家科学评论》1月24日凌晨在线发表了两篇该重大成果的研究论文。

生物节律是生物体内多种生理学和生物化学过程波动的基础，它在维持机体内在的生理功能(如睡眠/觉醒系统、体温、代谢和器官功能等)及适应环境的变化方面扮演着重要角色。生物节律紊乱与睡眠障碍、神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)、精神类疾病、糖尿病、肿瘤、以及心血管等疾病密切相关。

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经过两年多的努力，首次利用CRISPR/Cas9方法，敲除了体外受精猴胚胎中的生物节律核心基因BMAL1，产生了一批BMAL1基因缺失的猕猴。并利用克隆技术，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。这些猕猴具有昼夜活动紊乱、睡眠障碍、焦虑和精神分裂症等表型，血液分析也表明其与炎症、睡眠障碍、抑郁等相关的基因表达水平显著上调，这为模拟人的节律紊乱相关疾病迈出了关键的一步。

这项研究成果，填补了生物节律紊乱研究高等动物模型的空白，突破了利用活体猕猴体细胞克隆的难题。非人灵长类生物节律紊乱模型为我国新药创制与研发“神助攻”，将应用于神经退行及精神等疾病的药物、物理干预研究。

据悉，该成果得到了中国科学院战略性先导科技专项(B类)“脑认知与类脑前沿研究”和上海市市级科技重大专项“全脑神经联接图谱与克隆猴模型计划”的大力支持。

重磅！世界首个体细胞克隆猴“中中”在我国诞生

1月25日电(王莹)中国科学院24日举行新闻发布会，宣布我国在国际上首次实现了非人灵长类动物的体细胞克隆：2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴“中中”在中国科学院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心的非人灵长类平台诞生;12月5日第二个克隆猴“华华”诞生。生物学国际顶尖学术期刊《细胞》(Cell)将以封面文章发表此项成果，并于2018年1月25日在线发表(online)。该成果标志中国率先开启了以体细胞克隆猴作为实验动物模型的新时代，实现了我国在非人灵长类研究领域由国际“并跑”到“领跑”的转变。

自1997年首个体细胞核移植克隆动物“多莉”羊出生以来，利用体细胞克隆技术不仅诞生出包括马、牛、羊、猪和骆驼等在内的大型家畜，还诞生了包括小鼠、大鼠、兔、猫和狗在内的多种实验动物，但与人类相近的灵长类动物(猕猴)的体细胞克隆一直没有解决，成为世界性难题。

记者了解到，近20年来，美国、中国、德国、日本、新加坡和韩国等多家科研机构在此方面进行不断探索和尝试，但始终未能成功。一个主要限制性因素是供体细胞核在受体卵母细胞中的不完全重编程导致胚胎发育率低。同时，用作受体的卵母细胞数量有限，且非人灵长类动物胚胎操作技术尚不完善，也是影响实现非人灵长类动物体细胞克隆的重要因素。

视频为体细胞克隆猴“中中”和“华华” 中科院供

按照中国科学院前瞻性战略部署，在蒲慕明院士的带领下，位于上海的中国科学院神经科学研究所孙强研究员率领以博士后刘真为主的团队，经过五年的不懈努力，熟练掌握并改进了非人灵长类动物体细胞核移植的显微操作技术，同时不断尝试各种实验方法，通过表观遗传学修饰促进体细胞核重编程，显著提高了体细胞克隆胚胎的囊胚质量和代孕猴的怀孕率，成功地突破了这个生物学前沿的难题，在国际上首次实现了非人灵长类动物的体细胞克隆。这一成功标志着中国率先开启以猕猴作为实验动物模型的时代，这一突破也实现了“领跑、弯道超车、三个面向”的目标，进一步巩固了中国科学家在我国即将启动的灵长类全脑介观神经联接图谱国际大科学计划中的主导地位。

据孙强研究员介绍，体细胞克隆猴的重要性在于能在一年内产生大批遗传背景相同的模型猴。“使用体细胞在体外有效地做基因编辑，准确地筛选基因型相同的体细胞，用核移植方法产生基因型完全相同的大批胚胎，用母猴载体怀孕出生一批基因编辑和遗传背景相同的猴群。这是制作脑科学研究和人类疾病动物模型的关键技术。”

图为体细胞克隆猴“中中”和“华华” 中科院供图

除了在基础研究上有重大意义外，此项成果也为解决我国人口健康领域的重大挑战做出贡献。据介绍，利用体细胞克隆技术制作脑疾病模型猴，为人类面临的重大脑疾病的机理研究、干预、诊治带来前所未有的光明前景。

“当前很多神经精神疾病不能得到有效治疗的一个重要原因是，药物研发通常使用的小鼠模型和人类相差甚远，在小鼠模型上花费巨大资源筛选到的候选药物用在病人身上大都无效或有不可接受的副作用。”孙强说。体细胞克隆猴的成功，以及未来基于体细胞克隆猴的疾病模型的创建，将有效缩短药物研发周期，提高药物研发成功率，使我国率先发展出基于非人灵长类疾病动物模型的全新医药研发产业链，促进针对阿尔茨海默病、自闭症等脑疾病，以及免疫缺陷、肿瘤、代谢性疾病的新药研发进程。