复杂疾病小鼠模型构建新策略:类精子单倍体胚胎干细胞介导的半克隆技术

赖梭梅,丁一夫, 李劲松.复杂疾病小鼠模型构建新策略:类精子单倍体胚胎干细胞介导的半克隆技术[J].实验动物与比较医学,Oct. 2021, 41(5)

推荐语:“类精子干细胞”(即小鼠孤雄单倍体胚胎干细胞)是中国科学院分子细胞科学卓越创新中心李劲松团队率先建立,后证明其能代替精子使卵子受精产生健康小鼠(即“半克隆技术”),并利用类精子干细胞携带CRIPSR/Cas9文库实现了小鼠个体水平的遗传筛选,推动基于类精子干细胞技术的基因组标签计划。相关研究成果于2011年和2012年入选“中国科学十大进展”。

基因修饰小鼠模型一直是科学界广泛使用的动物模型之一。该模型的使用让阐明人类疾病发生机制并进行新药临床前试验变得更为直观、简便。但是目前使用传统技术手段如原核注射、卵胞质内注射、基于胚胎干细胞的囊胚注射或四倍体补偿获得的基因修饰小鼠模型只是部分模拟了人类疾病的一些基因突变,尚不能完全概括人类疾病的生理和病理机制。要想解决这些问题,需要建立一个可以最大程度上模拟患者复杂体系及相关复杂机制的人源化或类人化小鼠模型。而类精子单倍体胚胎干细胞技术的出现为构建精确可控、多基因、复杂编辑的小鼠模型提供了一种全新的有力工具。基于类精子单倍体胚胎干细胞获得多基因精准编辑的复杂疾病小鼠模型,可以在生物个体水平上阐述多个基因协同互作的效应,更充分地模拟复杂的、可能受多个基因影响的人类疾病的各种病理特征,从而挖掘新的诊断和治疗方法。

本文从类精子单倍体胚胎干细胞技术的发展历程谈起,在阐述类精子单倍体胚胎干细胞特性的基础上,结合基因修饰小鼠模型的发展历史,重点介绍了构建利用半克隆技术建立基因修饰小鼠的胚胎操作技术、类精子单倍体胚胎干细胞构建小鼠模型的应用及展望。文章包括3张图1个表,内容详实、系统,对科研工作者认识该技术并用于人类疾病动物模型建立具有重要的学习参考价值!

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