本項目屬于生命科學(xué)中的動物模型研究領(lǐng)域。動物模型是科學(xué)研究不可缺少的工具,由于小鼠與人類差異較大,豬等大動物模型在生命科學(xué)研究中的應(yīng)用越來越受到重視。但在豬等大動物上因缺乏胚胎干細(xì)胞(ES)系,主要利用體細(xì)胞核移植技術(shù)制作基因修飾模型豬。受體細(xì)胞增殖能力和同源重組效率限制,基因打靶和多基因修飾大動物制作效率低下。
本項目緊密圍繞基因修飾大動物制作存在的技術(shù)難題,從基因修飾技術(shù)和供體細(xì)胞選擇方面對大動物基因修飾技術(shù)進(jìn)行研究,取得了一系列技術(shù)突破和原創(chuàng)性研究成果:首次將鋅指核酸酶(ZFN)介導(dǎo)的基因打靶技術(shù)和2A介導(dǎo)的多基因轉(zhuǎn)移技術(shù)應(yīng)用于豬的基因修飾,解決了大動物基因打靶效率低和多基因轉(zhuǎn)移協(xié)同表達(dá)困難的問題;建立了可示蹤OCT4表達(dá)的OG2轉(zhuǎn)基因豬模型,用于豬誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS)和ES研究,并首次通過核移植技術(shù)成功獲得iPS 克隆豬。通過以上研究建立了高效的基因打靶和多基因修飾豬制作技術(shù)體系,并為以iPS代替ES進(jìn)行基因修飾大動物的制作打通了技術(shù)路線。在取得技術(shù)突破的同時,還成功建立了人類亨廷頓舞蹈癥模型豬,并首次在亨廷頓舞蹈癥動物模型腦中觀察到與人類亨廷頓舞蹈癥患者類似的神經(jīng)細(xì)胞凋亡現(xiàn)象。相關(guān)成果發(fā)表于Cell Res.和Hum Mol Genet.等雜志。
項目成果發(fā)表后,被中央電視臺、中國科學(xué)報和光明日報等多家媒體報道。項目在大動物基因修飾技術(shù)方面所取得的突破及所獲得的動物模型將進(jìn)一步促進(jìn)基因修飾大動物作為生物醫(yī)藥模型的研究,有助于推動生物醫(yī)藥業(yè)的發(fā)展。