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创建世界首例生物节律紊乱体细胞克隆猴模型
自然界中大部分生物,从简单的单细胞生物,到复杂的哺乳动物,都拥有按时间节奏调节自身活动的本领,称之为生物节律。生物节律是生物体内在的时间控制系统,是生物体内多种生理学和生物化学过程波动的基础。生物节律系统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)、适应环境的变化等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(如抑郁症)、糖尿病、肿瘤、以及心血管等疾病密切相关。
小鼠和果蝇等动物模型因其与人的昼夜活动周期、脑结构和代谢速率等存在明显差异,极大地制约了生物节律紊乱机理研究和相关疾病治疗手段的研发,而非人灵长类动物与人类最接近,是研究节律紊乱相关疾病机理和诊治手段比较理想的动物模型,因此建立非人灵长类生物节律紊乱模型迫在眉睫。
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以国家重大需求为导向,致力于节律紊乱等相关疾病非人灵长类动物模型的构建,在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”的大力支持下,经过两年多的努力,首次利用CRISPR/Cas9方法,敲除猴胚胎中的生物节律核心基因BMAL1,产生了一批BMAL1缺失的猕猴,行为学分析表明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,转录组数据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,为模拟人的节律紊乱相关疾病迈出了关键的一步。
但通过基因敲除方法获得的第一代模型猴个体间存在遗传背景和基因编辑嵌合率差异,所获得的五只BMAL1敲除猴表现出上述症状的严重程度不一致,因此不能作为理想的动物模型。为此,中心研究团队在此基础上,采集了一只睡眠紊乱最明显的BMAL1敲除猕猴的体细胞,通过体细胞克隆技术,获得了五只BMAL1基因敲除的克隆猴,这是国际上首次成功构建一批遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴模型。
2019年1月24日,该成果在我国顶级综合英文期刊《国家科学评论》在线发表了题为《BMAL1敲除猕猴表现出睡眠紊乱与精神相关异常,BMAL1 knockout macaque monkeys display reduced sleep and psychiatric disorders》和《利用体细胞核移植技术克隆基因敲除猴模型,Cloning of a gene-edited macaque monkey by somatic cell nuclear transfer》两篇系列研究论文。
上述成果被国际同行评价为:“这项研究首次证实通过体细胞核移植技术可以克隆成年基因修饰猴。这为(在短期内)生产一批无嵌合体的基因修饰猴提供了一个完美的解决方案。这样的克隆猴(模型)对人类疾病研究有重要价值……”;“这是一个新颖的模型,对疾病医疗手段研发极为有用……”;“利用(体细胞)克隆技术获得遗传背景一致的猴模型将会加速对疾病发病机理及治疗靶点(筛查)的研究进程……”。该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、药物研发等提供新型高效的动物模型;该成果的应用有助于缩短药物研发周期,提高药物研发成功率,必将极大地促进生命科学和医学的发展,加快我国新药创制与研发的进程。
相关阅读
-
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创建世界首例生物节律紊乱体细胞克隆猴模型
2019年,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心,中国科学院...
-
所谓生物安全实验室,也就是生物实验室,是进行与生物科相关实验的场所。一般学校里都会有生物实验室,医院的验血实...
-
百度创始人兼首席执行官李彦宏、特斯拉CEO埃隆·马斯克、英伟达创始人兼CEO黄仁勋、以及OpenAI CEO萨姆·奥特曼等杰出人物,榜上有名,成为全球AI领域的佼佼者。...
-
导语:设计一款电脑游戏可不是小任务,但要是你有一个好到无法不付诸行动的点子,那么眼下就是最好的动手时间啦!如...
-
3月25日,胡润研究院发布《2024胡润全球富豪榜》,52岁的埃隆·马斯克以1.67万亿元人民币的财富重登首富宝座,钟睒睒财富比去年缩水9%仍连续第四次成为中国首富。...
-
云南实验动物学会主办的云南实验动物信息平台...
-
Nature 神经科学综述|生命节律:生命周期中昼夜节律紊乱与脑疾病发生的联系
Nature 神经科学综述|生命节律:生命周期中昼夜节律紊乱与脑疾病发生的联系,节律...
-
前瞻基因产业全球周报第88期:华大“三联”检测试剂盒获欧盟认证,齐碳科技发布国产首台四代基因测序仪
华大基因:新冠甲流乙流“三联”检测试剂盒完成欧盟CE认证9月23日晚间,国内基因测序上市公司深圳华大基因股份有限公司)公告披露...
-
6300万年前的白垩纪,恐龙正式告别历史舞台,给我们留下了一个生物史上最大的谜团:恐龙到底是怎么灭绝的?...
-
我辈俗人,学习《易经》的现实意义是什么?,易经,国学,人生,生活,卦象,占卜...
-
在动物界的江湖上,一直流传着这样一句话:非洲乱不乱,平头说了算。没错,这里的平头哥就是我们今天要介绍给大家的...
发表评论
版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容,请发送邮件举报,一经查实,本站将立刻删除。