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《Nature》:仇子龙、孙强团队全球首建自闭症猴模型 时间:2018-05-29

2016年1月26日,中科院上海生命科学研究院神经科学研究所仇子龙研究组与该研究所苏州非人灵长类研究平台孙强团队在《Nature》杂志发表论文,报道了他们在国际上率先建立了携带人类自闭症基因的非人灵长类动物模型——携带MECP2基因的食蟹猴,并且通过分子遗传学与行为学分析,发现MeCP2转基因猴表现出类人类自闭症的刻板行为与社交障碍等行为,并且这些特征可以稳定遗传给它的下一代。


自闭症猴模型在Nature刊出

自闭症猴模型在Nature媒体报导

烈冰的绵薄之助
上海烈冰也非常荣幸地参与了这项卓越的研究工作,为这项研究贡献了绵薄之力。为了证明转入的MECP2基因得到了正确的表达,研究者进行了转基因猴和野生型猴大脑皮层组织的比较转录组工作。我们利用Life Technologies的Ion Proton™测序平台进行了RNA测序并做了深入的生物信息学分析。结果证明转基因猴与野生型猴的大脑皮层在转录组水平上有明显的差异,特别是代谢和大脑发育相关的基因呈现显著不同的表达模式。这意味着转入的MECP2基因得到了正确的表达,调控了下游其他基因的表达。

(A)转基因猴比野生型猴大脑皮层转录组的火山图,示意差异基因的分布。(B)代谢通路和大脑发育相关基因的表达热图,示意转基因猴和野生型猴这两类基因表达水平上的巨大差异。(C)Life Technologies的Ion Proton™测序平台。

详细内容

有这么一群孩子,他们就像遥远的天空中闪烁的星星,远离我们的现实生活,这样的孩子被叫做“星星的孩子” 。他们不聋,却对声响充耳不闻;他们不盲,却对周围人与物视而不见;他们不哑,却不知该如何开口说话。他们犹如天上的星星独处一世界,他们还有一个共同的名字——自闭症儿童。自闭症(autism)为一种脑部因发育障碍所导致的疾病,其特征是情绪表达困难、社交互动障碍、语言和非语言的沟通有问题,以及日常上常见的、表现出限制的行为与重复的动作,明显的特定兴趣。不能进行正常的语言表达和社交活动,常做一些刻板和重复性的动作和行为。自闭症的病因仍然未知,很多研究人员怀疑自闭症是由基因控制,再由环境因素触发。自闭症现在还没有有效的治疗方法。

自闭症研究的一个重要障碍就是缺乏可以忠实地再现人类患者中的自闭症症状的动物模型。虽然已有小鼠自闭症动物模型,然而人类大脑与神经系统的复杂程度远非啮齿类可以比拟,在研究人类神经与精神方面的疾病时,小鼠动物模型往往显得捉襟见肘。为了获得更高级的动物模型和更复杂的神经系统来模拟人类复杂的神经系统,仇子龙和孙强团队尝试用非人灵长类动物——食蟹猴,这种神经系统与人类高度相似的猕猴,来构建携带人类MECP2基因的模型。首先通过使用慢病毒载体侵染方法,将人类自闭症相关MECP2基因转入食蟹猴的基因组中,成功构建了携带人类自闭症基因的转基因猴模型。研究组还通过精巢异体移植的方法,成功得到了携带人类MECP2基因的第二代转基因猴,通过动物行为学研究发现,其在社交行为等方面也表现出了与亲代相同的人类自闭症特征。

研究组通过细致而严谨的分子生物学与遗传学实验证明了MECP2被成功转入转基因猴,且得到正确的表达,并用丰富而有说服力的动物行为学实验证明了转基因猴在刻板行为、社交行为等方面都表现出明显的类似人类自闭症症状。 这项工作在某种意义上可以算是自闭症研究领域里程碑式的成就,为科学家深入研究自闭症的机理进而攻克自闭症打开一扇大门。