帕金森病（Parkinson’s disease, PD）主要影響65歲以上的老年人，發(fā)病率約2-3%。PD因較高的發(fā)病率、早期診斷困難及治療效果不佳等問題影響國民健康，給患者家庭與社會保障帶來負(fù)擔(dān)。目前，PD的病因與發(fā)病機(jī)制尚不明確，但表型清楚。PD的核心癥狀為運(yùn)動遲緩，伴隨靜止性震顫、肌強(qiáng)直與姿勢異常等臨床表現(xiàn)；其典型病理特征包括中腦黑質(zhì)致密區(qū)多巴胺能神經(jīng)元的大量丟失與相關(guān)腦區(qū)出現(xiàn)磷酸化α-synuclein聚集形成的路易小體。

由于醫(yī)學(xué)倫理學(xué)的限制與實驗風(fēng)險，操作PD病因并觀察疾病進(jìn)程的研究不可能在PD患者中開展。目前，可行的最佳方案是借助與人類行為表現(xiàn)、神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能均高度相似的非人靈長類動物來開展研究。為了探索PD的病因、早期診斷與干預(yù)等重要問題，亟須從發(fā)病原因和疾病發(fā)展過程的角度模擬PD發(fā)生的病因性生物醫(yī)學(xué)模型，而模擬人類PD基因突變的基因編輯PD動物模型是其中之一。神經(jīng)毒素誘導(dǎo)的經(jīng)典獼猴模型只能模擬PD的結(jié)果，不能從發(fā)病原因的角度模擬PD的發(fā)生與發(fā)展過程，不是病因性模型。因此，建立模擬人類PD病因與病程發(fā)展的非人靈長類動物基因編輯的PD模型，將為PD基礎(chǔ)研究、臨床早期診斷與治療的發(fā)展提供全新的思路。

中國科學(xué)院昆明動物研究所研究員胡新天課題組與中科院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心研究員仇子龍課題組長期合作，將腺相關(guān)病毒（Adeno-associated virus, AAV）作為載體工具，結(jié)合已知的PD風(fēng)險基因及其可能的致病機(jī)理，利用AAV介導(dǎo)的CRISPR/Cas9技術(shù)在成年獼猴黑質(zhì)區(qū)域直接編輯PINK1與DJ-1基因，建成首例成年獼猴基因編輯PD模型（圖1）。結(jié)果表明，黑質(zhì)原位基因編輯的成年獼猴出現(xiàn)了PD核心臨床運(yùn)動癥狀，包括運(yùn)動遲緩、震顫與姿勢異常等，且老年猴的癥狀更嚴(yán)重，發(fā)病進(jìn)程更急促，說明基因風(fēng)險與年齡因素可能共同參與PD的發(fā)病過程。病理染色的結(jié)果表明，基因編輯引發(fā)的黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元丟失超過60%，并出現(xiàn)了磷酸化alpha-synuclein的聚集，很可能是Lewy小體的早期形態(tài)。該獼猴模型出現(xiàn)了典型PD病理改變。結(jié)合上述經(jīng)典臨床癥狀，建立了首例具備PD核心表型的基因編輯獼猴模型。這一新型病因性獼猴模型將為PD的病因探索、早期標(biāo)記物發(fā)掘以及有效干預(yù)與治療策略開發(fā)等提供研究平臺。

相關(guān)研究成果以Co-editing PINK1 and DJ-1 Genes Via Adeno-Associated Virus-Delivered CRISPR/Cas9 System in Adult Monkey Brain Elicits Classical Parkinsonian Phenotype為題，發(fā)表在Neuroscience Bulletin上。復(fù)旦大學(xué)、云南大學(xué)附屬醫(yī)院參與研究。

研究工作得到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)研發(fā)計劃、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金面上項目、云南省科技廳基礎(chǔ)研究專項等的支持。該工作依托于昆明動物所承擔(dān)建設(shè)的“模式動物表型與遺傳研究國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施（靈長類）”。

論文鏈接

AAV9介導(dǎo)的CRISPR/Cas9基因編輯導(dǎo)致成年獼猴出現(xiàn)帕金森病核心表型

來源： 昆明動物研究所