近年來，基因組編輯工具應用廣泛，而成簇的規(guī)律間隔的短回文重復序列（CRISPR）技術(shù)更是掀起了基因組編輯的熱潮。CRISPR是自然存在于細菌DNA中的序列，與CRISPR相關(guān)（Cas）核酸酶共同起作用，指導RNAs保護細菌基因組免受侵入性噬菌體中檢測到的靶向特異性序列的攻擊。

      最近已經(jīng)出現(xiàn)原理論證研究，利用該系統(tǒng)的高序列特異性，來治療動物模型中的遺傳性疾病，以及制備來源于受影響患者的無病干細胞。CRISPR還可讓我們制備具有特異基因突變的小鼠模型，能比現(xiàn)有方法在更短的時間段內(nèi)達到研究目的。據(jù)報道，在2014年早些時候， CRISPR-Cas系統(tǒng)已經(jīng)成功作為一種工具，在人類細胞中執(zhí)行高效、高特異性的全基因組篩選，2014年在增強靶標特異性方面已經(jīng)取得了巨大的進步，從而為尋找人類健康和疾病相關(guān)的基因功能，開辟了無限的可能性。

      例如，2月5日，來自軍事醫(yī)學科學院放射與輻射醫(yī)學院研究所等處的研究人員，在Nature旗下子刊《Gene Therapy》發(fā)表一項最新研究，探討了靶定HBV抗原（HBsAg）編碼區(qū)的CRISPR/CRISPR相關(guān)Cas9系統(tǒng)，在細胞培養(yǎng)系統(tǒng)和活體動物體內(nèi)的效果。結(jié)果表明，CRISPR/Cas9可在體內(nèi)和體外抑制HBV復制和表達，可能是HBV感染一種新的治療策略。3月12日，美國索爾克生物研究所的研究人員找到了一種方法，首次將來自X-連鎖SCID患者的細胞轉(zhuǎn)化為干細胞樣狀態(tài)，修復基因突變，并在實驗室中促使修復的細胞成功產(chǎn)生NK細胞，從而為這種罕見病的治療帶來了希望。

      4月9日，來自云南中科靈長類生物醫(yī)學重點實驗室、中科院遺傳與發(fā)育生物學研究所、昆明理工大學和埃默里大學醫(yī)學院等處的研究人員，在國際雜志《Human Molecular Genettics》發(fā)表題為“Functional disruption of the dystrophin gene in Rhesus Monkey Using CRISPR/Cas9”的研究論文。這項研究利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)，功能性地破壞獼猴中的肌營養(yǎng)不良蛋白基因。

      這篇論文的通訊作者分別為云南中科靈長類生物醫(yī)學重點實驗室理事長季維智、中科院遺傳與發(fā)育生物學研究所研究員李曉江博士。季維智博士歷任中國科學院昆明研究室副主任、主任、副所長；擔任中國科學院昆明研究所第四任所長、所黨委委員、研究員；云南省動物生殖生物學重點實驗室主任，從事靈長類生物學/生殖發(fā)育生物學研究。其帶領(lǐng)的云南中科靈長類生物醫(yī)學重點實驗室，在2013年利用目前世界最新的基因組編輯技術(shù)CRISPR/Cas9和TALENs，實現(xiàn)獼猴和食蟹猴兩個物種的靶向基因修飾，同年10月和11月分別獲得世界首例經(jīng)過CRISPR/Cas9基因靶向修飾及TALENs基因靶向修飾的兩只小猴，研究成果相繼發(fā)表在Cell、Cell Stem Cell雜志，引發(fā)全球科學界和媒體的高度關(guān)注。

      李曉江博士1991年在美國Oregon Health Science University 獲博士學位，美國約翰霍普金斯大學博士后，2010年入選中組部千人計劃，從事遺傳性神經(jīng)退行性疾病的病理機制研究、細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運與早期神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育研究，研究成果多次發(fā)表在PNAS、Cell Res、Hum Mol Genet、Neuron、JCB、Brain、JBC等國際知名期刊。

      CRISPR/Cas9已被用于不同物種的基因組遺傳修飾，包括靈長類動物。不幸的是，這種新技術(shù)確實會產(chǎn)生嵌合突變（mosaic mutations），而且我們還不知道這種突變是否可以功能性地破壞靶基因，或引起人類疾病中所看到的病理學跡象。如果我們要使用CRISPR/Cas9制備大的人類疾病動物模型，就必需解決這些問題。

      在這項研究中，研究人員使用CRISPR/Cas9靶定獼猴的肌營養(yǎng)不良蛋白（dystrophin）基因，以產(chǎn)生可導致Duchenne型肌營養(yǎng)不良癥（DMD，肌營養(yǎng)不良的X連鎖隱性形式）的突變。檢測相對靶向率表明，CRISPR/Cas9靶定可能會導致獼猴肌肉中高達87%的肌營養(yǎng)不良蛋白基因發(fā)生嵌合突變。

      此外，CRISPR/Cas9可在雄性和雌性獼猴中誘發(fā)突變，具有早期DMD中所看到的顯著耗盡的肌萎縮蛋白和肌肉變性。這些研究結(jié)果表明，無論遺傳模式如何，CRISPR/Cas9可以有效地制備人類疾病的猴模型。新生Cas9靶向獼猴中存在變性的肌細胞，表明在疾病早期進行干預治療，可有效緩解肌病變。

(來源：生物通)