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《Nature》:仇子龍、孫強團隊全球首建自閉癥猴模型 時間:2018-05-29

2016年1月26日,中科院上海生命科學研究院神經科學研究所仇子龍研究組與該研究所蘇州非人靈長類研究平臺孫強團隊在《Nature》雜志發表論文,報道了他們在國際上率先建立了攜帶人類自閉癥基因的非人靈長類動物模型——攜帶MECP2基因的食蟹猴,并且通過分子遺傳學與行為學分析,發現MeCP2轉基因猴表現出類人類自閉癥的刻板行為與社交障礙等行為,并且這些特征可以穩定遺傳給它的下一代。


自閉癥猴模型在Nature刊出

自閉癥猴模型在Nature媒體報導

烈冰的綿薄之助
上海烈冰也非常榮幸地參與了這項卓越的研究工作,為這項研究貢獻了綿薄之力。為了證明轉入的MECP2基因得到了正確的表達,研究者進行了轉基因猴和野生型猴大腦皮層組織的比較轉錄組工作。我們利用Life Technologies的Ion Proton?測序平臺進行了RNA測序并做了深入的生物信息學分析。結果證明轉基因猴與野生型猴的大腦皮層在轉錄組水平上有明顯的差異,特別是代謝和大腦發育相關的基因呈現顯著不同的表達模式。這意味著轉入的MECP2基因得到了正確的表達,調控了下游其他基因的表達。

(A)轉基因猴比野生型猴大腦皮層轉錄組的火山圖,示意差異基因的分布。(B)代謝通路和大腦發育相關基因的表達熱圖,示意轉基因猴和野生型猴這兩類基因表達水平上的巨大差異。(C)Life Technologies的Ion Proton?測序平臺。

詳細內容

有這么一群孩子,他們就像遙遠的天空中閃爍的星星,遠離我們的現實生活,這樣的孩子被叫做“星星的孩子” 。他們不聾,卻對聲響充耳不聞;他們不盲,卻對周圍人與物視而不見;他們不啞,卻不知該如何開口說話。他們猶如天上的星星獨處一世界,他們還有一個共同的名字——自閉癥兒童。自閉癥(autism)為一種腦部因發育障礙所導致的疾病,其特征是情緒表達困難、社交互動障礙、語言和非語言的溝通有問題,以及日常上常見的、表現出限制的行為與重復的動作,明顯的特定興趣。不能進行正常的語言表達和社交活動,常做一些刻板和重復性的動作和行為。自閉癥的病因仍然未知,很多研究人員懷疑自閉癥是由基因控制,再由環境因素觸發。自閉癥現在還沒有有效的治療方法。

自閉癥研究的一個重要障礙就是缺乏可以忠實地再現人類患者中的自閉癥癥狀的動物模型。雖然已有小鼠自閉癥動物模型,然而人類大腦與神經系統的復雜程度遠非嚙齒類可以比擬,在研究人類神經與精神方面的疾病時,小鼠動物模型往往顯得捉襟見肘。為了獲得更高級的動物模型和更復雜的神經系統來模擬人類復雜的神經系統,仇子龍和孫強團隊嘗試用非人靈長類動物——食蟹猴,這種神經系統與人類高度相似的獼猴,來構建攜帶人類MECP2基因的模型。首先通過使用慢病毒載體侵染方法,將人類自閉癥相關MECP2基因轉入食蟹猴的基因組中,成功構建了攜帶人類自閉癥基因的轉基因猴模型。研究組還通過精巢異體移植的方法,成功得到了攜帶人類MECP2基因的第二代轉基因猴,通過動物行為學研究發現,其在社交行為等方面也表現出了與親代相同的人類自閉癥特征。

研究組通過細致而嚴謹的分子生物學與遺傳學實驗證明了MECP2被成功轉入轉基因猴,且得到正確的表達,并用豐富而有說服力的動物行為學實驗證明了轉基因猴在刻板行為、社交行為等方面都表現出明顯的類似人類自閉癥癥狀。 這項工作在某種意義上可以算是自閉癥研究領域里程碑式的成就,為科學家深入研究自閉癥的機理進而攻克自閉癥打開一扇大門。


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