24日，《國家科學(xué)評論》在線(xiàn)發(fā)表了最新研究成果：中科院神經(jīng)科學(xué)研究所“三劍客”（研究員孫強、劉真、張洪鈞）經(jīng)過(guò)兩年努力，利用CRISPR/Cas9技術(shù)，成功構建了世界首批核心節律基因BMAL1敲除獼猴模型，仔細驗證后發(fā)現，敲除猴模型存在晝夜節律紊亂，并表現出類(lèi)似精神分裂的癥狀。比如，怕人，經(jīng)常兩手抱頭躲在角落，而且出現了避免與人對視等種種精神問(wèn)題！
精神分裂？
是不是大吃一驚？保溫杯泡枸杞，走起來(lái)！
獼猴，節律研究的理想動(dòng)物模型
雄雞報曉，蜘蛛半夜結網(wǎng)，向日葵在清晨開(kāi)放......
從簡(jiǎn)單的單細胞生物，到復雜的哺乳動(dòng)物，自然界中大部分生物，都擁有按時(shí)間節奏調節自身活動(dòng)的本領(lǐng)，即生物節律。
生物節律系統在維持機體內在的生理功能（如睡眠/覺(jué)醒系統、體溫、代謝和器官功能等），適應環(huán)境的變化等方面扮演著(zhù)重要角色。有關(guān)研究表明，生物節律紊亂與代謝綜合癥、自身免疫、神經(jīng)退行性疾病和癌癥等疾病密切相關(guān)。
然而，多數節律研究用的小鼠等動(dòng)物模型，因其與人的晝夜活動(dòng)周期、腦結構和代謝速率等存在明顯差異，由此造成的結果是：藥物研發(fā)人員在小鼠模型上花費大量人力物力財力，篩選到的候選藥物用在病人身上，大都無(wú)效，或有不可接受的副作用。這極大地制約了生物節律紊亂機理研究和相關(guān)疾病治療手段的研發(fā)。
在此背景下，與人類(lèi)最接近的非人靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物，成為科學(xué)家們夢(mèng)寐以求的實(shí)驗對象。
“獼猴除了具有晝行性這一特性，在腦結構和功能上與人類(lèi)高度相似，可以用來(lái)研究腦疾病和高級認知功能?！敝锌圃涸菏?、中科院神經(jīng)科學(xué)研究所所長(cháng)、腦智卓越中心主任蒲慕明說(shuō)。
向著(zhù)科學(xué)的高峰努力奔跑，2018年，兩只名為“中中”和“華華”的克隆猴誕生。從此，拔根汗毛吹口氣就能變出一堆小猴子的神話(huà)變?yōu)榱爽F實(shí)。
“按照傳統方法，培養一批可用于藥物研發(fā)的猴子常常需要花費五六年，體細胞克隆猴的實(shí)現，彌補了獼猴繁殖周期長(cháng)、單胎數量少的不足，可以構建出足夠數目的具有統一遺傳背景的動(dòng)物模型?！逼涯矫鞅硎?。
在科學(xué)家們看來(lái)，“中華”兩姐妹的橫空出世，標志著(zhù)非人靈長(cháng)類(lèi)克隆時(shí)代的到來(lái)。
克隆猴，最大意義在于批量制造基因編輯猴
“中中”“華華”的誕生，僅是萬(wàn)里長(cháng)征走完了第一步。
蒲慕明說(shuō)，克隆猴的最大意義之一在于，可以由此批量制造經(jīng)過(guò)基因編輯的猴子，從而為醫療界相關(guān)藥物研發(fā)提供更優(yōu)質(zhì)的疾病模型。
不過(guò)，“中中”和“華華”都是野生猴子，使用的細胞來(lái)自于流產(chǎn)猴胚胎，從應用價(jià)值上來(lái)說(shuō)，不如基因修飾的猴子那么大。
瞄準基因修飾猴，發(fā)起進(jìn)攻，早在2015年底，神經(jīng)所科研團隊就利用CRISPR/Cas9技術(shù)，敲除了生物節律核心基因BMAL1，產(chǎn)生了一批BMAL1缺失的獼猴。
結果如何？這些猴子有沒(méi)有表現出預想的節律紊亂癥狀呢？
答案是肯定的。
等到半年后小猴斷奶，研究人員從多個(gè)方面開(kāi)始觀(guān)察敲除猴的生物節律。他們給猴子們佩戴了“小米手環(huán)”，以便隨時(shí)監測到它們的晝夜活動(dòng)情況，發(fā)現敲除猴不再按照24小時(shí)的周期活動(dòng)，在夜間活動(dòng)明顯增多。
這意味著(zhù)什么？敲除猴出現了失眠的問(wèn)題。
不僅如此，他們還有如下異常表現：
比如，快速眼動(dòng)睡眠（REM，淺睡期）和慢波睡眠（NREM，熟睡期）明顯減少；
幫助進(jìn)入睡眠的褪黑素分泌較少；
當保育員靠近敲除猴時(shí)，它會(huì )雙手抱住頭部，蜷縮在角落里，不敢活動(dòng)；
如果將敲除猴放入一個(gè)新環(huán)境中，它也不能很快地適應，不敢像正常猴那樣在環(huán)境中自由探索。
這僅僅是偶然嗎？研究人員又給猴子們做了一個(gè)經(jīng)典的聽(tīng)覺(jué)刺激實(shí)驗。
在給出的一連串規律的聲音中隨機插入特殊的聲音，記錄猴子聽(tīng)到聲音時(shí)的腦電圖，研究人員發(fā)現：敲除猴大腦在識別和反應這些特殊事件的能力上不如正常猴，這與精神分裂患者的情況類(lèi)似。
而相關(guān)的實(shí)驗數據亦說(shuō)明了同樣的問(wèn)題。比如，研究人員發(fā)現與壓力應激相關(guān)的皮質(zhì)醇，在敲除猴的血液中一直處于高水平。
“行為學(xué)分析表明這些獼猴具有晝夜活動(dòng)紊亂、睡眠障礙、焦慮和精神分裂癥等表型?！睆埡殁x告訴記者，血液分析也表明其與炎癥、睡眠障礙、抑郁等相關(guān)的基因表達水平顯著(zhù)上調，這為模擬人的節律紊亂相關(guān)疾病邁出了關(guān)鍵的一步。
如此大費周章構建基因敲除猴為哪般？其實(shí)，研究者最期望的就是在這些猴身上找到類(lèi)似節律紊亂患者的癥狀，而這才是非人靈長(cháng)類(lèi)較之小鼠等實(shí)驗動(dòng)物的真正優(yōu)勢。
先前的很多研究表明節律紊亂或睡眠障礙還是一些精神疾病，如，雙向情感障礙、抑郁癥、自閉癥譜系障礙的早期癥狀。但是，很難認定一只小鼠有抑郁或是雙向情感障礙之類(lèi)的問(wèn)題。
“從本次的研究可以看到，猴子表現出怕人，避免與人對視等癥狀，是以前在小鼠身上很難觀(guān)察到的?！睆埡殁x說(shuō)。
效率，下一步攻關(guān)的重點(diǎn)
敲除猴的異常表現，讓張洪鈞等人興奮不已。
如果克隆基因敲除猴，由此誕生的克隆猴，其表現是否一如既往？
像克隆“中中”“華華”那樣，這一次，研究團隊選中了睡眠紊亂最明顯的BMAL1敲除獼猴的體細胞，通過(guò)體細胞克隆技術(shù)，獲得了五只BMAL1基因敲除的克隆猴。
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。
聽(tīng)起來(lái)似乎很簡(jiǎn)單，不過(guò)是重復“中中”“華華”的克隆方法，沒(méi)啥技術(shù)含量。其實(shí)不然。
根據劉真的說(shuō)法，克隆的成功率與作為核供體的細胞有很大的關(guān)系。但細胞和人一樣會(huì )在生長(cháng)繁殖的過(guò)程中逐漸衰老，隨著(zhù)細胞不斷分裂，其中會(huì )積累越來(lái)越多的DNA突變，細胞質(zhì)量也會(huì )逐漸下降。
劉真介紹，“中中”“華華” 所用到的胎猴體細胞，本身就來(lái)自尚未出生的小猴，十分年輕，自然活力強。但是，實(shí)際制作基因編輯猴所用的細胞比這要“年老”很多，更何況基因編輯本身還會(huì )對細胞的DNA造成一些損傷。
經(jīng)過(guò)這么一番折騰后，克隆的成功率會(huì )跌到多少？劉真心里也沒(méi)底。
要知道，“中中”、“華華”的克隆成功率較低?！翱寺『锍杀靖甙?，如果由此構建經(jīng)過(guò)基因編輯后的克隆猴的成功率太低，很可能就會(huì )因為成本問(wèn)題而讓這項技術(shù)長(cháng)期停留在紙面上?！比绻?huì )將怎樣，劉真不敢想象。
幸運的是，他們成功了。
經(jīng)過(guò)兩年努力，研究團隊利用CRISPR/Cas9技術(shù)和克隆技術(shù)，成功構建了世界首批核心節律基因BMAL1敲除克隆猴模型。
一次制備5只基因敲除的克隆猴，這在很大程度上打消了人們對克隆效率的擔憂(yōu)。
而從結果來(lái)看，本次實(shí)驗的基因敲除非常成功。
“這項研究首次證實(shí)通過(guò)體細胞核移植技術(shù)可以克隆成年基因修飾猴。這為（在短期內）生產(chǎn)一批無(wú)嵌合體的基因修飾猴提供了一個(gè)完美的解決方案。這樣的克隆猴（模型）對人類(lèi)疾病研究有重要價(jià)值……”；
“這是一個(gè)新穎的模型，對疾病醫療手段研發(fā)極為有用……”；
“利用（體細胞）克隆技術(shù)獲得遺傳背景一致的猴模型將會(huì )加速對疾病發(fā)病機理及治療靶點(diǎn)（篩查）的研究進(jìn)程……”
隨著(zhù)研究成果發(fā)表，國際同行的贊譽(yù)接踵而至。
在專(zhuān)家們看來(lái)，該成果表明中國正式開(kāi)啟了批量化、標準化創(chuàng )建疾病克隆猴模型的新時(shí)代，為腦認知功能研究、重大疾病早期診斷與干預、藥物研發(fā)等提供新型高效的動(dòng)物模型；該成果的應用有助于縮短藥物研發(fā)周期，提高藥物研發(fā)效率，必將極大地促進(jìn)生命科學(xué)和醫學(xué)的發(fā)展，加快中國新藥創(chuàng )制與研發(fā)的進(jìn)程。
“效率是應用的關(guān)鍵，因為研究項目時(shí)間較緊，這一次僅獲得了五只BMAL1基因敲除的克隆猴，如何進(jìn)一步提升效率，一次性‘復制’出更多只，這將是研究團隊下一步攻關(guān)的重點(diǎn)?！逼涯矫鞅硎?。
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