蜘蛛半夜結(jié)網(wǎng),向日葵清晨開放……自然界中大部分生物,都有按時間節(jié)奏調(diào)節(jié)自身活動的本領(lǐng)。但在現(xiàn)代社會,人們加班越來越多,出差要頻繁跨時區(qū),還有游戲組喜歡熬夜玩手機,越來越多的現(xiàn)代人開始陷入生物鐘紊亂的困擾。

生理節(jié)律紊亂,輕則導(dǎo)致失眠,重則致阿爾茲海默癥、抑郁癥、糖尿病、腫瘤等各種疾病??梢姡タ诉@些疾病,研究人體的生物節(jié)律就顯得至關(guān)重要。而要剖析清楚人類節(jié)律紊亂機理,并就此開發(fā)診斷治療手段,科學家們首先就要在動物上開展一系列實驗。

世界首例生物節(jié)律紊亂體細胞克隆猴模型誕生-肽度TIMEDOO

此前大多數(shù)節(jié)律研究都以小鼠為主要模型動物,小鼠之所以是科學家比較青睞的動物模型,是因為小鼠繁殖一代通常只需要3到4個月,要實現(xiàn)20代以上近親繁殖,耗費的時間相對較少。而實驗鼠大多都是通過20代以上近親繁殖,這樣可以確保它們的遺傳背景一致,從而不干擾藥效驗證。但小鼠卻不是攻克人類節(jié)律紊亂問題的最佳實驗對象,這是因為它們喜歡晝伏夜出,與人類白天活動晚上休息的生活習性恰好相反,因此其腦結(jié)構(gòu)、代謝速率也與人體差異很大,這就極大地制約了研究向臨床轉(zhuǎn)化。

由此科學家們把目光瞄準了靈長類動物,比如獼猴,獼猴的機體結(jié)構(gòu)與人類最接近,生活習性也相仿,堪稱研究人類生理節(jié)律問題的理想動物模型。

于是,中科院神經(jīng)科學研究所的研究團隊,開啟了實驗第一步:首次利用基因編輯方法剔除了體外受精獼猴胚胎中的生物節(jié)律核心基因,由此培育出了一批缺失該基因的獼猴。

世界首例生物節(jié)律紊亂體細胞克隆猴模型誕生-肽度TIMEDOO

缺失節(jié)律基因后,這只代號為A6的小獼猴睡眠紊亂癥狀最為明顯,跟它同批的基因編輯猴雖然都表現(xiàn)出晝夜活動紊亂、焦慮、精神分裂等癥狀,但嚴重程度還各不相同。原因是,它們來自不同母胎,遺傳背景各不相同,此外,基因編輯過程中也會出現(xiàn)嵌合率的差異,而這些差異使得這批猴子不能成為理想的動物模型。

中科院神經(jīng)科學研究所非人靈長類研究平臺主任孫強告訴記者,最好的動物模型應(yīng)該基因型一致、遺傳背景一致,這就好比高考要用同一張考卷一樣,只有標準相同,選拔結(jié)果才能相對更精準。而如果動物模型不一致,就相當于用不同的考卷考一批考生,最終是沒法選出優(yōu)良中差的。用動物模型篩藥也是一樣的道理。

那么,能不能用跟小鼠相同的近親繁殖法來實現(xiàn)實驗獼猴遺傳背景的一致呢?跟小鼠幾個月就能繁殖一代不同,獼猴孕育一代要5年左右,如果要繁殖20代,至少要耗費100年。那到底該怎么辦呢?科學家們想到了使用遺傳背景一致的克隆猴來做實驗。盡管克隆猴要為攻克人類疾病做出犧牲,但從全局來看,克隆實驗猴的使用總量相比自然孕育的實驗猴會大大減少,而實驗成功率會大大提升。

于是,基于”中中、華華“體細胞克隆技術(shù)的積累,研究團隊采集了A6實驗猴的體細胞,通過克隆技術(shù)獲得了世界上首批遺傳背景一致的生物節(jié)律紊亂獼猴模型。

世界首例生物節(jié)律紊亂體細胞克隆猴模型誕生-肽度TIMEDOO
世界首例生物節(jié)律紊亂體細胞克隆猴模型誕生-肽度TIMEDOO

跟蹤發(fā)現(xiàn),這批克隆猴中年齡最大的一只,已經(jīng)開始出現(xiàn)A6實驗猴抱頭、焦慮、怕人等癥狀,這也為團隊成功克隆了疾病模型猴。提供了佐證。

除了研究生物節(jié)律紊亂外,研究團隊還在同步研究攜帶其它疾病的克隆猴模型,比如阿爾茨海默癥、帕金森癥等這些對人類健康威脅很大,而診療手段卻一直停滯不前的疾病,還有糖尿病、腫瘤等幾乎是不治之癥的慢性病。此外,一些無法在小鼠模型上模擬的藥物副作用,也有望通過克隆實驗猴的模型加以解答。

據(jù)了解,未來這些批量化、標準化的疾病克隆猴模型將落戶松江G60腦智科創(chuàng)基地,通過與產(chǎn)業(yè)的密切結(jié)合,大大提速腦認知功能研究、重大疾病早期診斷干預(yù)以及新藥研發(fā)。中科院神經(jīng)科學研究所所長、中科院院士蒲慕明透露,目前已有很多跨國企業(yè)對這項成果表現(xiàn)出濃厚興趣,不少企業(yè)表示將在松江設(shè)立檢測部,而來自G60腦智科創(chuàng)平臺的克隆猴模型將來會在這些企業(yè)做藥物檢測。

更值得一提的是,這項成果的發(fā)布并沒有選擇國外學術(shù)期刊,而是在我國頂級綜合英文期刊《國家科學評論》上發(fā)表。這也彰顯了中國科學家對在非人靈長類研究領(lǐng)域領(lǐng)跑國際的自信。