利用一种名为CRISPR的基因组编辑技术，中国南京医科大学的沙家豪等科研人员成功改变了双胞猕猴胚胎的两个靶基因，基因改造后的猕猴大部分细胞中含有新的变异基因，而且其在出生后的2.5个月表现出健康的状态。沙家豪等的研究为建立用于研究人类疾病的非人类灵长类动物模型提供了一种相对快速而又便宜的方法。相关研究文献被发表于《细胞》杂志，而《科学》杂志也在最近做了相关报道。

对此，美国麻省理工大学的神经学专家Guoping Feng表示：“该项研究成果具有重要意义，因为这是将CRISPR技术应用于灵长类动物的首个证据。”而Feng也同样在尝试通过CRISPR技术来对猕猴进行基因编辑。由于CRISPR技术的精确性和高效性，它一经出现就让科研人员振奋不已，其强大的“魅力”已在体外细胞以及多种动物模型（从酵母到小鼠）中都得到了体现。宾夕法尼亚州匹兹堡大学医学院的生殖学家Gerald Schatten相信，CRISPR终将被应用于人体胚胎。

美中不足的是，CRISPR技术在猕猴中的有效性不及其在鼠类中那么明显，“但我们相信这已经足够使其发挥作用了。”文章第一作者沙家豪博士如是说。因此，要想获得成功，你手头上必须有大量的胚胎。此外，基因改造后的猕猴体内仍有一部分细胞逃过了被改变的“命运”，这表明该项技术仍有改进的空间。对此，Feng的同事、麦戈文研究院大脑研究所的Robert Desimone认为，这说明CRISPR尚未迎来其黄金时代。

事实上，这种基因“改造”的猴子并非是首例。早在2000年，科研人员就利用病毒载体成功将一种绿色荧光蛋白（green fluorescence protein，GFP）导入到猕猴的胚胎中，并培育出能够“发光”的猕猴。随后，有些研究小组将GFP或疾病基因载入了其他猴子体内，并证明这些植入的新基因能够被遗传至实验动物的后代，而这一点正是创建人类疾病模型的关键。然而，上述研究的共同特点是，这些植入的新基因都是被随机地插入在猴子的基因组中，并没有特定的靶向位置。CRISPR技术则能够通过匹配的RNA构造来精确地靶向特定的DNA序列。在小鼠体内，该技术不仅能够插入基因，还能删除或修改现存的基因，而这将有助于研究者利用猴子来构建更多疾病模型。

沙家豪博士的相关研究是与南京大学的生殖学家Huang Xingxu（专攻基因编辑）、以及来自于云南灵长类生物医学研究重点实验室的Ji Weizhi（2010年构建了携带GFP基因的转基因小鼠）合作完成的。该研究小组计划在3个基因中植入变异基因：RAG-1，对于B细胞和T细胞的发育至关重要；NR0B1，在决定性别和胚胎干细胞功能方面具有重要作用；PPAR-γ，编码脂肪细胞产生过程中的一种关键蛋白质。以RAG-1为例，如果能够利用CRISPR技术将RAG-1缺陷基因导入猴子体内，所培育的RAG-1基因缺陷猴就可以作为一种免疫缺陷疾病的研究模型。

在收集了198个猴子的卵子并将其受精后，沙家豪的研究小组对单细胞胚胎植入了CRISPR的两个关键组成部分：基因匹配的RNAs以及生产Cas9的遗传指令。随后，研究人员将成功“改造”的83个胚胎植入到29只代孕母猴中。最后，有10只母猴成功怀孕，生产了19只小猴。上文提到的双胞胎猴子——Ningning和Mingming就出生于2013年的11月份，而其他的代孕母猴则发生了流产或尚未生产。

这 两只小猴目前表现很健康，并未因为靶基因变异或携带非靶基因的改变而出现任何疾病症状。可能的原因是，该项研究最终仅编辑了3个靶基因里的2个，并未改变 NR0B1基因。此外，沙家豪及其同事还发现，不同的组织中靶基因序列被删除的程度各不相同，这主要是因为在对基因进行编辑的时候，并非发生于单细胞胚胎 期，而是发生于后期胚胎发育阶段，因此，并非所有的细胞都到了等同程度的编辑。对此，美国麻省Broad研究所的Feng Zhang——CRISPR技术的先驱表示：“要构建遗传模型，我们必须先解决这个镶嵌问题。”

其他的研究小组也并未远远落后于该中国研究团队。美国的Feng Zhang及其同事曾试图利用CRISPR技术敲除人类的遗传性疾病——自闭症的一个致病基因——SHANK3，并成功让猕猴怀上了被编辑后的胚胎。另一项尚未发表的日本科研项目则利用类似的基因编辑技术来删除狨猴体内的SHANK3基因或免疫调控基因。这些个体更小，也更快发育成熟的猴子对于科研来说显得更具有性价比。

沙家豪博士及其团队的这项研究的成功使得科研基因投资人员对这类试验有了更多的信心。美国麦迪逊威斯康星州国家灵长类动物研究中心的Thaddeus Golos表示，这将引起新一轮科研基金研究的潮流。而他们也正在尝试利用CRISPR来创建帕金森病的狨猴模型。

（作者：沈颖、刘荣军)

参考文献：Science 2014;343:476-477