CRISPR/Cas9作为一种强大的基因编辑技术，一直是科学家们研究的热点。经过多项研究证实，CRISPR/Cas9能够通过剪辑敲除动物实验中很多致病基因。下面再生医学网就为您推送一条相关资讯。

　　致死基因是指基因功能缺失导致个体在胚胎期和出生后死亡的一类基因，包括胚胎期致死基因和出生后致死基因。研究预测致死基因约占小鼠总基因的30%，因其在机体中发挥重要作用而备受关注。

　　来自首都医科大学附属北京口腔医院/基础医学院王松灵教授团队发表题为"Generating viable mice with heritable embryonically lethal mutations using the CRISPR/Cas9 system in two-cell embryos"的研究成果，基于CRISPR/Cas9系统创建了二细胞胚胎一步显微注射法构建致死基因敲除小鼠模型的新方法。

　　这一研究成果公布在Nature Communications杂志上，已申报国家发明专利。文章第一作者为首都医科大学仵毅博士与张婧博士，王松灵教授与基础医学院陈柏安副教授为共同通讯作者。

　　王松灵教授团队长期研究唾液腺功能，基于唾液腺发现人细胞膜上硝酸盐转运通道Sialin蛋白（由Slc17a5基因编码），但由于Slc17a5基因是出生后致死基因（敲除该基因的小鼠在出生后3周内即死亡），因此如何构建成年期Slc17a5基因敲除小鼠模型成为研究该基因在成体内功能的关键技术瓶颈和难题。

　　基于Cre/Loxp重组系统的条件性基因敲除小鼠模型是研究致死基因成年机体内功能的现有方法，但该方法存在制作难度高、周期长（2年以上）等缺点，同时无法快速实现致死基因体内功能筛查，资源占用量大，不利于致死基因功能的研究。

　　近几年发展起来的CRISPR/Cas9是一种由RNA指导Cas核酸酶对靶向基因进行特定DNA修饰的技术，由于CRISPR/Cas9系统基因敲除效率高，传统的受精卵显微注射方式通常造成致死基因全身性敲除的首建鼠无法出生（胚胎期致死基因）或性成熟前死亡（出生后致死基因），因此运用CRISPR/Cas9系统通过受精卵注射方式亦无法构建可传代繁育的致死基因全身性敲除小鼠模型。

　　针对上述两个传统技术的不足，王松灵教授团队探讨研发高效构建致死基因敲除小鼠模型的技术，形成基于CRISPR/Cas9系统将sgRNA和Cas9 mRNA或蛋白质在二细胞胚胎期一次注射至其中一个卵裂球的研究策略（见下图）。王松灵教授团队利用该策略成功构建了Slc17a5出生后致死基因敲除嵌合小鼠，该小鼠可以携带致死基因突变并传代繁育，并发现Slc17a5基因敲除可致成年小鼠颌下腺组织内硝酸盐与唾液酸的转运明显低下。

　　为了验证该策略的广谱适用性，该研究团队随机选取了另外一个出生后致死基因Ctla4和两个胚胎致死基因Virma及Dpm1，利用该策略构建了这些基因的敲除嵌合小鼠，发现该类小鼠均可携带这些致死基因突变并传代繁育。利用本方法构建的小鼠可研究致死基因成年期的功能，如发现Virma基因敲除会导致成年小鼠局灶性节段性肾小球硬化；Ctla4基因敲除可致小鼠成年期脾脏内Treg细胞增殖。

　　这项研究创建的二细胞胚胎一步注射法既解决了传统CRISPR/Cas9系统方法无法构建全身性致死基因敲除小鼠的难题，又弥补了常规条件性基因敲除小鼠模型无法快速实现致死基因组织功能筛查的缺陷，从而为致死基因体内功能研究提供新的技术和思路。

　　该研究的发表也标志着首都医科大学实验动物部在基因工程动物模型构建方面具有较好水平，能满足校内外众多领域关于致死性基因和常规基因敲除、基因编辑、脑重大疾病动物模型构建等动物实验技术需求。

　　再生医学网认为，关于CRISPR基因编辑技术，我国一直走在世界前沿，此次首都医科大学动物部的新研究，不仅让我国基因编辑技术的研究更进一步，也为早日应用在临床上提供助力。