李晓江：用CRISPR构建大型神经变性病动物模型

　　动物模型对于帮助我们了解神经退行性疾病的发病机制、并找到治疗方法，是非常有价值的。因为相比较啮齿动物来说，大型动物更接近于人类，它们为确定人类中所看到的重要病理事件，提供了很好的模型；大型动物对于验证有效的治疗方法或确定治疗靶标，也是非常重要的。由于缺乏来自大型动物的胚胎干细胞系，我们很难用传统的基因打靶技术，来构建神经退行性疾病的大型动物模型。

　　近年来，CRISPR/Cas9已被成功应用于不同物种基因组的遗传修饰。最近，中科院遗传与发育生物学遗传研究所的李晓江博士，在国际学术期刊《Molecular Neurodegeneration》（影响因子6.563）发表综述文章，讨论了用CRISPR/Cas9技术来构建大型动物模型，能够更为真实地模拟人类退行性疾病。

　　李晓江博士是中组部“千人计划”、中科院遗传与发育生物学研究所博导、研究员，主要研究方向是与年龄相关的神经退行性疾病分子机制，包括帕金森病、亨廷顿病、肌萎缩性侧索硬化症（ALS），使用各种转基因动物模型阐明这些疾病的发病机制，作为通讯作者或共同通讯作者，他的研究成果多次发表在PNAS、Cell Res、Hum Mol Genet、Neuron、JCB、Brain、JBC等国际知名期刊。

　　就在2015年的上半年，李晓江研究员课题组就接连在《Human Molecular Genettics》、《Neuron》、《PLOS Genetics》和《Journal of Neuroscience》等国际权威期刊发表多篇学术论文，利用小鼠和猕猴等动物作为模型，解析年龄相关的神经退行性疾病分子机制。其中有一项研究，四月份发表于《Human Molecular Genettics》，利用CRISPR/Cas9系统，功能性地破坏猕猴中的肌营养不良蛋白基因，指出了利用CRISPR/Cas9有效制备人类疾病大型动物模型的可能性。

　　神经退行性疾病——阿尔茨海默氏病（AD）、帕金森病（PD）、肌萎缩性侧索硬化症（ALS）、亨廷顿氏病（HD）和额颞叶痴呆（FTD），都具有年龄依赖性和选择性神经退行性变。随着人类寿命的延长，这些神经退行性疾病具有更高的患病率；然而，大多数这些神经退行性疾病的发病机制仍不清楚，对这些重要的脑部疾病，我们仍然缺乏有效的治疗方法。

　　在这篇综述中，作者指出，转基因方法和CRISPR/Cas9可以用来制备疾病的大型动物模型，如神经退行性疾病的非人灵长类动物模型。CRISPR/Cas9是一种新的基因组修饰工具，可以有效并容易地靶定不同物种生殖细胞和体细胞中的任何基因。因此，CRISPR/Cas9能够实现非人灵长类动物和大型动物的基因组编辑，以产生基因突变，忠实地模仿人类患者的病理学。

　　由于CRISPR/Cas9能够破坏两个等位基因，因此，这一系统可以让我们用首建动物（founder animals）来调查靶基因的功能缺失。在使用CRISPR/Cas9技术时，需要考虑脱靶效应和镶嵌突变。尽管我们已经在基因组编辑方面获得了重大的进展，但是，用目前的技术，通过CRISPR/Cas9的基因敲入率仍然较低。

　　然而，新的基因组编辑工具正在迅速发展，将显著提高打靶率，并减少脱靶效应和镶嵌突变效应。新开发的CRISPR/Cas9技术将促进神经退行性疾病的非人灵长类动物和大动物模型的生成，并加强我们对这些重要疾病的发病机制的认识。