专访篇

本期中国实验动物信息网特邀中国科学院广州生物医药与健康研究院华南干细胞与再生医学研究所所长赖良学教授为大家分享什么是亨廷顿舞蹈病？亨廷顿舞蹈病的发病机理是什么？大动物猪作为亨廷顿舞蹈病的实验动物模型有哪些独特优势？需要攻克哪些技术难关等系列问题。

中国实验动物信息网：首先祝贺赖教授团队近日成功培育出世界首例亨廷顿舞蹈病基因敲入猪，受到国内外学界的高度关注。请您介绍一下这一研究项目有哪些研究团队共同参与？ 

赖教授：谢谢。我们这一研究项目是从2014年初启动的。有我们中国科学院广州生物医药与健康研究院团队、暨南大学李晓江团队、美国Emory大学李世华团队、中山大学裴中团队、吉林大学、昆明农业大学魏红江团队等参与完成。

中国实验动物信息网：请赖教授介绍一下亨廷顿舞蹈病的发病机理？这一病症与其它神经退行性疾病有什么不同的地方？ 

赖教授：亨廷顿舞蹈病是一种罕见的常染色体显性遗传病。亨廷顿舞蹈病是由一个叫亨廷顿基因发生变异引起的，该基因可具有许多个谷氨酰胺氨拷贝的蛋白质。正常的亨廷顿蛋白含有10-25个谷氨酰胺重复序列（CAG）。但如果有的谷氨酰胺重复序列过长时，蛋白会发生错误折叠，该蛋白质的形状即发生改变，并在神经元内形成大的丛群。这将杀灭大脑纹状体部位的神经细胞，从而导致特有的运动协调力丧失和痴呆症。这种单基因突变引起的显性遗传神经退行性疾病，且可以遗传。而其他神经退行性疾病例如帕金森综合症和老年痴呆等神经退行性疾病往往由多个基因突变导致。

中国实验动物信息网： 为什么选择大动物猪作为亨廷顿舞蹈病的实验模型？它与小鼠、非人灵长类相比，有什么突出的优势？

赖教授：动物模型是生物医学研究中不可缺少的工具，受到取材和伦理道德的限制，很多研究无法直接在人体中进行，必须首先依靠动物模型进行广泛的实验评估和论证。与小鼠相比，其寿命短、器官大小和部分生理功能等与人类相差甚远，大脑皮层没有沟和回，而猪的寿命长，解剖、人类生理特征具有诸多相似性，大脑皮层有沟和回，与非人灵长类动物相比，繁殖周期短、一窝产仔多，成本低，并有成熟的体细胞克隆技术。所以，猪被认为是开展人类生物医学试验的更理想模型。比如，在以往的研究中，在小鼠上做出的亨廷顿舞蹈病的实验模型，很少能观察到神经元死亡，而在基因敲入亨廷顿舞蹈症猪上可以看到明显的神经元死亡，并且发生选择性的纹状体等特定部位。这些病理特征与人类更加接近，更能模拟人类神经退行性疾病。

中国实验动物信息网：历经四年精准地培育出了世界首例亨廷顿舞蹈病基因敲入猪，这期间遇到哪些困难？攻克了哪些技术难关？

赖教授：2010年，我和李晓江教授、李世华教授开展亨廷顿转基因猪模型，发现有明显与人类相似的病理特征，然而由于毒性太大过早死亡，无法传代。其后，我们的研究目标就一直是建立更能模拟并且可以稳定遗传的舞蹈症基因敲入猪模型。这个过程并不容易。首先，亨廷顿是由于CAG重复序列大于36个导致的，而这种CAG极其不稳定，而我们的第一代猪是150个CAG，因此为了获得稳定的150 CAG的猪，从质粒的构建、细胞的筛选都要挑选大量克隆来获得。但基因敲入的效率非常低，需要挑取状态好的来用于核移植，又加大了细胞的筛选。期间遇到了很多困难，比如由于HD的GC含量很高，所以要摸索不同的条件来鉴定；基因敲入的效率低，要尝试不同的转染比例来提高；细胞状态不好要加大数量以保证质量。这正是闫森的坚持，才使得实验的完成。猪有时候不易发情，我们还要反复的尝试核移植，遇到广州的高温、高湿天气我们也不放弃移植。李晓江教授、李世华教授从事研究亨廷顿领域多年，具有丰富的、高深的造诣，让我们少走了很多弯路，舞蹈症基因敲入猪模型的建立，离不开课题组所有人员的坚持和努力。

中国实验动物信息网：亨廷顿舞蹈病基因敲入猪的诞生，为培育其它神经退行性疾病大动物模型提供了技术范本和理论依据，下一步你们有哪些相关的研究计划？

赖教授：神经疾病基因敲入猪模型的建立，为我们提供了非常好的模型来研究人类的病理机制。下一步，我们将以舞蹈症基因敲入猪做范本，建立更多的在生物医药领域有重要应用价值基因敲入猪模型，利用猪来进行药物筛选，筛选出有效的药物；在猪身上尝试舞蹈症的基因治疗和干细胞治疗实验等。并且以针对神经退行性疾病，建立一套临床规范和体系，为今后的临床转化奠定基础，将来更广泛应用到其他疾病模型的研究中。

中国实验动物信息网：再次感谢赖教授接受中国实验动物信息网的特邀专访。