本项目属于生命科学中的动物模型研究领域。动物模型是科学研究不可缺少的工具,由于小鼠与人类差异较大,猪等大动物模型在生命科学研究中的应用越来越受到重视。但在猪等大动物上因缺乏胚胎干细胞(ES)系,主要利用体细胞核移植技术制作基因修饰模型猪。受体细胞增殖能力和同源重组效率限制,基因打靶和多基因修饰大动物制作效率低下。
本项目紧密围绕基因修饰大动物制作存在的技术难题,从基因修饰技术和供体细胞选择方面对大动物基因修饰技术进行研究,取得了一系列技术突破和原创性研究成果:首次将锌指核酸酶(ZFN)介导的基因打靶技术和2A介导的多基因转移技术应用于猪的基因修饰,解决了大动物基因打靶效率低和多基因转移协同表达困难的问题;建立了可示踪OCT4表达的OG2转基因猪模型,用于猪诱导多能干细胞(iPS)和ES研究,并首次通过核移植技术成功获得iPS 克隆猪。通过以上研究建立了高效的基因打靶和多基因修饰猪制作技术体系,并为以iPS代替ES进行基因修饰大动物的制作打通了技术路线。在取得技术突破的同时,还成功建立了人类亨廷顿舞蹈症模型猪,并首次在亨廷顿舞蹈症动物模型脑中观察到与人类亨廷顿舞蹈症患者类似的神经细胞凋亡现象。相关成果发表于Cell Res.和Hum Mol Genet.等杂志。
项目成果发表后,被中央电视台、中国科学报和光明日报等多家媒体报道。项目在大动物基因修饰技术方面所取得的突破及所获得的动物模型将进一步促进基因修饰大动物作为生物医药模型的研究,有助于推动生物医药业的发展。