(来源:广药白云山)
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近日,广州医药研究总院有限公司国家犬类实验动物资源库(以下简称“国家犬库”)和中山大学生命科学学院黄军就教授团队联合在眼科学国际知名期刊《Experimental Eye Research》(中科院期刊2区)上发表科研论文《A novel X-linked retinitis pigmentosa beagle dog model for ophthalmic research established rapidly by editing the RPGR gene in zygotes》。该论文是关于X连锁视网膜色素变性(X-Linked Retinitis Pigmentosa,XLRP)比格犬模型研究的重要成果。国家犬库副主任胡敏华博士与中山大学生命科学学院黄军就教授为该文的共同通讯作者。
该研究开创性地通过高效的基因编辑技术,快速构建了能准确模拟人类XLRP疾病进程的犬类模型。这一模型填补了人类眼科基因编辑大动物疾病模型领域的技术空白,其所呈现的疾病表型介于病情快速进展的小鼠模型表型和病情缓慢进展的人类患者表型之间,因此特别适用于应用细胞、基因疗法治疗XLRP疾病的干预时机和剂量优化等方面的研究,有望成为相关先进治疗药物的临床前研究关键模型。
遗传性视网膜疾病(IRD)是导致全球数百万人视力严重受损甚至失明的重要原因,其中,X连锁视网膜色素变性(XLRP)因其发病早、症状重而备受关注。该疾病主要由RPGR基因突变引起,导致患者视力进行性下降,目前仍缺乏有效的治疗方法。
近年来,基因编辑及干细胞技术的进步为X连锁视网膜色素变性的治疗带来了新的希望。相关先进治疗药物的有效性与安全性等问题需要通过动物模型来进行临床前评价研究,从而推动相关药物进入临床试验阶段。相比起小动物,犬类等大动物在遗传和生理上与人类更接近,是对基因治疗和细胞治疗的有效性、安全性进行评价研究的理想模式动物。
研究团队采用CRISPR/Cas9基因编辑系统,通过多靶点引导RNA(gRNAs)和受精卵显微注射技术,一步法高效获得了RPGR基因敲除的F0代比格犬。实验结果显示,F0代雌性犬表现出典型的XLRP疾病症状,包括在功能层面,暗适应下的视杆细胞反应和明适应下的视锥细胞功能均呈现进行性下降;在结构层面,光学相干断层扫描显示外核层厚度随年龄增长逐渐变薄;在形态层面,眼底照相显示视网膜动脉变细,并伴有轻微的色素沉积。研究还发现,F1代半合子雄性犬,在7月龄时即表现出比F0代更严重的疾病表型,包括显著的视杆和视锥功能下降以及外核层变薄等症状,这证实了该模型的遗传稳定性和表型可重复性。
依托广州医药研究总院建立的国家犬类实验动物资源库是全国唯一的犬类实验动物资源库,肩负着国家犬类实验动物战略资源的收集保存、开发利用与共享的重任。近年来国家犬库致力于人类疾病模型犬的研究,并在犬基因编辑技术领域率先取得多项突破,先后研发出全球首例基因敲除犬、首例单碱基突变甲型血友病模型犬、首例基因编辑视网膜色素变性模型犬等,填补领域空白。
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