戴一凡教授：利用CRISPR/Cas9基因编辑技术建立基因改造猪

6月17日，由生物谷主办的“2016（第三届）基因编辑研讨会”在沪隆重召开。南京医科大学特聘教授戴一凡为我们带来了关于“利用CRISPR/Cas9基因编辑技术建立基因改造猪”的精彩报告。

戴一凡博士现为南京医科大学特聘教授，江苏省异种移植重点实验室主任。戴一凡教授主要从事转基因大动物和异种移植方面的研究，建立基因改造的克隆猪作为异种移植的供体，以求解决目前供体严重不足的现状，研究成果先后于2002年和2006年两次进入美国《Discover》杂志全球前100位重大科学新闻。曾获器官移植领域的Fujisawa年轻科学家奖。

本次会议中，戴一凡教授首先提到CRISPR/Cas9基因编辑技术的广泛应用大大促进了建立基因改造猪的速度和效率。十几年前，戴一凡教授带领的团队曾利用传统的同源重组基因打靶技术建立了国际上第一批aGal敲除猪，大大促进了异种移植领域的进展。这一研究成果花费了2年多的时间和大量的人力物力。而目前利用CRISPR/Cas9基因编辑技术只需要短短6个月时间就能获得纯合的多基因改造猪。

随后，戴一凡教授结合他们实验室的具体研究为我们讲解了CRISPR/Cas9基因编辑技术在基因改造猪上的应用。首先，最新研究报道利用CRISPR/Cas9同时敲除三个关键猪糖分子基因（GGTA1/CMAH/β4GalNT2 genes），可消除超级性排斥反应。戴教授实验室目前也在重复这个最新的研究成果，且计划利用这种三基因敲除产生心脏瓣膜。其次，利用CRISPR/Cas9可以一次性去除猪内源性病毒，这项工作是由哈佛医学院George Church实验室2015年底发表在Science杂志上。

接下来，戴一凡教授提出利用种间囊胚互补产在猪上产生人的器官，从而实现异种移植所需要的三个条件。第一，需要找到对于猪的器官或者细胞发育的关键基因，并在猪上进行敲除。第二，需要找到合适的培养naive状态的灵长类胚胎干细胞或者诱导多能干细胞的条件，因为用naive状态下的干细胞才能实现很好地分化。第三，伦理问题。

随后，戴教授结合这三个问题以及已有研究进展和他们实验室的研究情况进行了深入讲解。对于第一个条件，戴教授拓展道，目前已知的关键基因比如Pxd-1对于猪胰腺的发育至关重要，IgM对于猪B淋巴细胞的形成不可或缺。并且对于眼睛，心脏和肺发育的关键基因也已经找到。戴教授也希望通过这些关键基因实现马的诱导多能干细胞在猪中长成马的肺，相关工作正在推进。对于第二个条件，戴教授提到了最新同行还未正式发表，但已有新闻报道的“科学家使‘人猪合体’胚胎可存活28天”的工作。对于第三个条件，戴教授讲解了一些可能的解决办法，比如通过导入中枢神经系统或生殖系统特异的致死基因到人的干细胞中，这样，干细胞就不会在猪的脑子或者生殖系统中发育，形成人们最担心的整合到猪的神经或者生殖系统的情况。或者通过修饰人的干细胞，使它们只能发育成特定的组织或器官。

最后，戴教授简单介绍了关于利用CRISPR/Cas9基因编辑技术建立基因敲除猪疾病模型的工作。

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