专访篇
那么体外受精犬有什么优势?可以应用在哪些研究领域?特别在疾病模型研究方面的应用有哪些?具有怎样的应用前景?本期中国实验动物信息网特邀北京希诺谷生物科技有限公司冯冲博士为大家详细讲解。
中国实验动物信息网:首先祝贺冯博士你们希诺谷公司团队继2016年世界首例基因编辑疾病模型犬“苹果”、2017年世界首例基因编辑克隆犬暨我国首例自主研发的体细胞克隆犬“龙龙”之后,现在又获得我国首批体外受精犬(即“试管狗”),在犬科领域的研究方面取得重要进展。您可以介绍一下开展体外受精犬这项研究的历程吗?目前他们的生活状态怎样?
冯冲:我们的技术团队从2017年8月开始进行体外受精的预实验,大概用了2个月的时间完成了体外部分的实验,从2017年10月开始尝试对体外受精的卵裂胚进行胚胎移植,并不断优化实验方案。2018年2月开始集中做犬IVF的实验,共移植受体犬4只,其中2只妊娠,共产下8只IVF幼犬。目前幼犬已转移至我们在十三陵的实验动物基地,体型及健康状态等与普通繁育的比格犬没有差别。
中国实验动物信息网:请冯博士介绍一下体外受精犬的技术研究路线?与体外受精婴儿是一样的方法吗?攻克了哪些技术难点?
冯冲:我公司秦毓敏研究员是这项工作的主要完成人,由她来介绍本工作的细节。
秦毓敏:IVF犬的技术路线大致分为:获得成熟犬卵母细胞——主要通过发情鉴定,判断供体母犬的排卵时间,利用手术冲卵的方法获得体内成熟的犬卵母细胞;获得公犬精液并获能——挑选健康公犬,采用人工采精的方法获得新鲜犬精液,在体外对公犬精液经过一系列获能操作,使精子获能;受精——将成熟卵母细胞与适宜浓度的获能精液放入胚胎培养液中共培养14 h,更换新的胚胎培养液;胚胎移植——将早期卵裂胚通过手术的方法转移入相同发情阶段的受体母犬输卵管内,等待B超检测。
总体来说,IVF犬的技术研究路线与人的试管婴儿是一样的方法。但由于犬特殊的生殖生理学特点,我们在进行IVF犬技术研究的过程中需要解决的技术难点包括:1.发情鉴定——准确判断母犬的发情阶段,以获得成熟的犬卵母细胞,并选择合适的受体母犬;2.犬卵母细胞的体外受精——需要合适的胚胎培养基以及适宜浓度的获能精子;3.胚胎移植——根据胚胎发育阶段判断胚胎移植的位置等。
中国实验动物信息网: 请您谈谈通过不同技术研发的体外受精犬、基因编辑犬、体细胞克隆犬有什么区别?各种犬有什么优势?
冯冲:体外受精犬是在体外将成熟卵母细胞与获能精子共培养获得胚胎后移植入受体母犬体内,最终获得与受体母犬不存在血缘关系的子代犬。犬IVF技术使现代遗传方法更有效地应用于犬,对于配子保存、保护濒危犬科动物具有非常重要的意义。基因编辑犬是利用基因编辑技术敲除或敲入犬的某个基因,对犬进行定向编辑,获得拥有人们所希望表型的犬。基因编辑犬具有解决与基因相关的犬科疾病,制备疾病模型犬,培育具有优秀性能的工作犬等优势。体细胞克隆犬是通过核移植的方法去掉卵母细胞的核,并将供体体细胞注入去核卵母细胞中,最终发育成一个与细胞供体犬完全一样的个体。体细胞克隆犬可以复制与体细胞供体完全一样的个体。三种技术各有优势,在实际应用中,我们可以把他们结合起来,对于犬科动物的繁育、疾病模型的制备、“复活”宠物、对有遗传疾病的犬科动物经过基因编辑进行治疗。
中国实验动物信息网:体外受精犬可以应用在哪些研究领域?特别在疾病模型研究方面的应用有哪些?国外有相关研究吗?您认为他们未来的应用前景如何?
冯冲:体外受精犬可以应用于犬科动物的繁育、濒危动物的保护等方面。在疾病模型研究方面,可以通过体外受精技术对疾病模型犬进行快速繁育,扩大种群数量,缩短实验时间。
2015年美国获得了世界首例IVF犬,与我们不同的是,他们使用的是冷冻复苏后的胚胎,另外还有一些国外的学者尝试使用体外成熟的犬卵母细胞进行体外受精,但均未获得IVF犬。我们的技术团队也进行了体外成熟犬卵母细胞IVF的试验,目前结果喜人。体内成熟犬卵母细胞已经成功获得了IVF犬,随后体外部分的试验受制于犬卵母细胞的体外成熟情况,IVF技术是一个良好的工具,有望利用于犬科动物的繁育以及濒危物种保护等方面。
中国实验动物信息网:您或您团队下一步在基因编辑或体外技术方面还有哪些计划?除了在犬方面开展研究外,在其它大动物、啮齿类动物是否开展了相应研究?
冯冲:我们的研究团队还将继续致力于基因编辑模型犬,以及体外成熟犬卵母细胞IVF犬等的研究。除犬外,还对猫、马等动物开展相应的研究。
中国实验动物信息网:感谢冯博士接受中国实验动物信息网的特邀专访。
现任北京希诺谷生物科技有限公司 技术总监。
冯冲博士自2008年起从事动物体细胞克隆及基因编辑研究,作为主要完成人之一获得了多种转基因或基因敲除猪。2008-2011年获得转sfat1基因的富含ω-3多不饱和脂肪酸猪、敲除肌肉生长抑制素MSTN基因的瘦肉型猪、敲除α1,3半乳糖基转移酶(α1,3GT,GGTA1)基因的异种移植供体猪。2012年获得人补体调控蛋白CD46的转基因猪利用和基因组编辑技术TALEN突变GGTA1双等位基因敲除猪。2013年获得了GTKO/hCD46/hTM的抗凝血失调的多基因修饰猪。参与多项“863”、“973”及国家重大专项项目的研究工作。2016年加入北京希诺谷生物科技有限公司,从事体细胞克隆犬及基因敲除犬疾病模型研究。2017年,利用体细胞克隆技术成功获得APOE基因编辑克隆犬,使我国成为首个完成基因编辑克隆犬研究的国家。