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[转载]哈尔滨医科大学成功利用CRISPR/Cas9技术在小鼠上实现基因敲除
热度 1 xucq45 2015-3-14 23:01
我校成功利用CRISPR/Cas9技术在小鼠上实现基因敲除 作者：网宣办 文章来源：本站原创 点击数：907 更新时间：2015-3-11 11:23:06 　　1月3日随着Science杂志在线公布了CRISPR/Cas9技术的研究成果，这项新的基因编辑技术迅速席卷全球，其效率高、速度快、简单经济的特点，立即使CRISPR/Cas9技术成为生物医学界的宠儿。 　　2014年在校长杨宝峰院士的领导下，哈尔滨医科大学转基因实验室高旭教授团队开始攻关CRISPR/Cas9技术。日前，该团队已成功应用该技术首次在小鼠体内敲除了M3受体基因，标志着我校步入了最早利用CRISPR/Cas9技术构建基因敲除小鼠的国际领先行列。 　　基因敲除动物模型一直以来是在活体动物上开展基因功能研究、寻找合适药物作用靶标的重要工具。传统的基因敲除方法流程繁琐、技术要求高，而且费用大、耗时较长。CRISPR/Cas源自细菌和古细菌的免疫系统，可利用靶点特异性的RNA将Cas9核酸酶带到基因组上的特定位置，从而实现对基因位点的精确切割，更可在体内同时完成多基因敲除。这种基因组编辑新技术的实验周期和材料成本较传统基因敲除技术大大降低，无物种限制，具有更强的扩展性，将广阔应用于疾病模型建立、药物靶点筛选、并正在成为新一代基因治疗手段。 　　学校多年来致力引进人才，建立高新技术平台，使哈尔滨医科大学在科研上取得了一次又一次突破，涌现出一大批优势学科和科研团队，学校整体科研水平蒸蒸日上。如今，在学校的大力支持下转基因实验室已成为我校科研的优势和特色之一。多年来，高旭教授团队在不断优化稳定传统转基因/敲除技术的基础上，一直密切跟踪国际最新的发展动向，此次在CRISPR/Cas9技术上取得的突破性进展，将使转基因技术平台以更高的效率、更广泛地服务于我校的科研建设。
个人分类: 校园风光|3015 次阅读|2 个评论
POWER of TALEN and CRISPER-Cas9——科学研究与基因治疗
AndrewZHOU 2014-5-5 03:41
POWER of TALEN and CRISPER-Cas9——科学研究与基因治疗 2007年，著名神经科学家 饶毅教授（前北京大学生科院院长） 在其个人博客中曾经如此总结基因治疗领域那时（2007年之前）的研究现状： 迄今做的多的是遗传病的体细胞基因疗法。已知一些遗传病是单个基因变化所造成。如果是功能缺乏性的变化,就可用基因疗法,人为地引入一个正常的基因,从而治疗疾病。这种治疗已有临床实验了。这种用途有几个局限因素。 不是所有基因变化可以用引入正常基因所纠正。比如一个基因变化后,不是简单的失去功能,而是起了一个新的功能而造成疾病的话,单靠引入正常基因是不能治病的,这时需要的是要去掉原来的坏基因,换上好基因。这种基因置换型的基因疗法,在人类尚无成功进行。 然而到了2014年，伟大的 CRISPER-Cas9 等新技术的出现“似乎”正在改变着这一领域的研究现状。 CRISPER-Cas9 等新技术引发的“基因治疗”话题，在过去的一年犹如在科学研究领域造成的轰动效应一样，也在“基因治疗”领域大放异彩。 基因治疗的概念科研界及医学界早就有，早期这一概念对于临床的应用价值诚如饶教授所说是不大的，基因打靶技术曾经让很多的科学家、企业似乎看到了基因治疗的春天，但事实证明还有很多困难需要克服。许多因为达不到百分之百的疗效，这些技术用于基因治疗的指导意义不大。科学家越来越多的明确了很多遗传性疾病在DNA水平上的病因，特别是中国的科学家、医生在祖国如此丰富的遗传样本库中研究清楚了越来越多的各种遗传性疾病分子机制或者染色体变异的机制，也分析了生理病理的机制，但彻底的治疗往往变得束手无策。从ES细胞打靶技术到ZFN技术，从ZNF技术到TALEN技术，再到现在的 CRISPER-Cas9 , 尤其是 CRISPER-Cas9 ，从2013年初出现至今，“基因治疗”已经是星火燎原之势在发展，不管是在科学研究领域还是在企业应用领域。 附件中第一篇文章 nature ZFN 治疗血友病 2011.pdf 是2011年Katherine A. High实验室nature ZFN治疗血友病的文章。而就在去年12月7号，Katherine A. High实验室又发表了Blood 文章，报道了ZFN高效基因治疗成体血友病小鼠肝脏实现（附件第二篇文章）。 blood ZFN 高效治疗成鼠肝脏血友病 2013.pdf 去年12月5号， 自 去年 CRISPER-Cas9 技术出来后，荷兰Hubrecht研究所Hans Clevers研究组，利用 CRISPER-Cas9 在人类干细胞中纠正了与囊性纤维化有关的缺陷。 CSC CRISPER-Cas9 治疗囊性纤维化缺陷-荷兰.pdf 文章发表在Cell Stem Cell。国内这方面，上海生化所李劲松研究组也在 同一天同期 发表了Cell Stem Cell 文章，报道了 CRISPER-Cas9 基因治疗白内障小鼠（附件第三、第四篇文章，有兴趣的科友可以下载阅读）。 CSC CRISPR-Cas9 治疗白内障 2013 生化所李劲松.pdf 荷兰和上海两个课题组同一天在线发表简报（Brief Report），其意义不言而喻。期间强劲的新闻报道采访李劲松教授时，李教授说，33%的注射的突变体受精卵长成了无白内障疾病的小鼠，当时那周五晚上的上海东方卫视还特别报道了这项小鼠基因治疗成果。不管是将现有的ES细胞基因打靶技术（同源重组）、TALEN技术， CRISPER-Cas9 技术应用在基因工程 小鼠模型制备用于科学研究 ，还是将这些技术应用在 小鼠基因治疗用于临床研究 ，在未来，笔者相信基因治疗领域将是一片繁荣。换言之，一场新的战役已经开始打响。从受精卵开始治疗，到有细胞增殖功能的肝细胞治疗，再到将来不增殖的细胞如何治疗，亦或许结合近十年左右火热的胚胎干细胞，iPS细胞技术，笔者相信“基因治疗”的梦想已然不远。 以上是最有前景的“基因治疗”领域，在科学研究发展到今天，尤其是中国的生命医学研究发展到今天，CRISPER-Cas9技术的强大力量已经在科学研究领域，特别是在实验动物、植物、微生物等等研究领域越来越热火朝天！不管你是研究哪一个生命医学研究领域的科学家，这项技术绝对值得你好好阅读了解一下。详细可首先下载如下中文综述附件阅读。 靶向基因修饰新技术—TALEN和CRISPR-Cas9 基因疗法概况 2007-6-7 饶毅 分子生物学在过去半个世纪的发展，对人类健康和医学发展产生了质的推动。其成果之一是带动过去十几年医学分子生物学的成长，已经形成一门新的学科分子医学。基因疗法就是其中一个令人兴奋的领域。它的应用范围较广，不只限于传统概念中的遗传疾病，对肿瘤、传染病等都提供了新的治疗或预防途径。 　　基因疗法是基于对遗传物质即核酸的应用。广义而言,人为地有目的地对人体DNA或RNA进行处理,都是基因疗法。实际应用上,目前主要在于三个方面。一是跟踪体内细胞,二是治疗疾病,三是预防疾病。 　　体内细胞跟踪,是将特定的示踪基因,导入一定细胞内, 以后可以靠追踪这个基因来观察这些细胞到身体什么部位,命运如何等。严格地说,这只是帮助一些研究工作,不是治疗。但这种方法,可以用来辅助一些真正的治疗,比如看疗效或帮助跟踪肿瘤转移情况。 　　治疗疾病,是通常人们最容易想到的基因疗法的用途。理论上,可以有体细胞基因治疗和性细胞基因治疗二种。前者是对个体基因治疗,不影响其后代。后者是对个体的遗传系统进行改造,以至影响其后代的基因。这样,性细胞基因疗法将影响人类将来,有广泛社会后果,因此,社会和伦理的重要课题没有达到人类人类共识前,现在不能进行人类性细胞的基因疗法方面的研究。这个情况主要不是技术上的问题,因为在老鼠里,科学家们已经做了大量的性细胞基因改造的工作。对人类进行的基因疗法, 现在都是体细胞治疗。迄今做的多的是遗传病的体细胞基因疗法。已知一些遗传病是单个基因变化所造成。如果是功能缺乏性的变化,就可用基因疗法,人为地引入一个正常的基因,从而治疗疾病。这种治疗已有临床实验了。这种用途有几个局限因素。不是所有基因变化可以用引入正常基因所纠正。比如一个基因变化后,不是简单的失去功能,而是起了一个新的功能而造成疾病的话,单靠引入正常基因是不能治病的,这时需要的是要去掉原来的坏基因,换上好基因。这种基因置换型的基因疗法,在人类尚无成功进行。非遗传病的基因疗法有多方面。一个是可以作为给药系统,比如肾透析的病人血中红细胞会下降,常规对策是用红细胞生成素。这种药价格昂贵,长期注射给药也不方便。理论上,可以把红细胞生成素的基因导入体内,让人体细胞自行造药。基因疗法也可用于许多肿瘤的治疗。比如很多肿瘤是因一个叫p53的基因变化所致。将正常的p53导入肿瘤细胞,在有些肿瘤中有治疗作用。基因疗法应用于传染病方面的研究，也有很多科学家重视。特别是病毒类的疾病，常规疗法很少有效。人们寄希望于基因疗法。目前做的最多的自然是爱滋病。 　　基因疗法的第三大主要应用是预防疾病。这项应用是近几年特别才重视起来的。从其趋势来看有可能是最快能成熟起来的技术。因为制造基因疫苗来防病，用的是基因技术中最简易和可行的部分：表达基因产物。这个产物如果是可以引起保护性免疫的合适的旦白质，就可以有疫苗作用。基因长期表达产物，是多数基因疗法需解决的问题，但这一问题对疫苗最容易解决，因为疫苗不要求长期产生旦白质，只要短期有足量旦白质产生就可以了。已经有成功的例子，显示可以用基因疫苗替代卡介苗对付结核病。对其它一起常见传染病，比如在中国威害大的肝炎， 基因疫苗的前景也很吸引人。 　　对基因疗法研究最多的是美国，六年前批准第一次进入人体以来，到现在已有一百多个临床实验，美国国立卫生研究院，每年提供约二亿美元用于基因疗法有关的研究。而且产业界也兴趣日增，目前产业界对基因疗法的投资，已经超过国家投资。各方面来的信心使基因疗法这个年轻的领域充满活力。在基因载体的完善,转导能力的改进、表达水平的提高，临床应用和观察,疗效判断等多方面,都有科学家和临床医生在进行不断的努力。 　　美国科学家重视的,首先自然是美国常见的疾病。这样,给中国科学家和临床工作者留下了一片需进行研究的领域：中国常见或特有的疾病。对这些病的治疗和预防进行探讨,也是中国人群对中国科学家和临床医生的要求。
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基因敲除大鼠疾病模型研究的文献分析 1995 - 2010
xupeiyang 2010-9-16 14:58
最新研究论文： http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2010/9/237636.shtm 华人科学家首次培育出基因敲除大鼠 http://www.gopubmed.org/web/gopubmed/1?WEB1mOWEB10O00d000j10020001000h00100090000 gene Knockout rats and Disease Models 249 documents semantically analyzed Top Years Publications 2009 35 2008 34 2010 25 2005 23 2007 21 2002 21 2003 21 2006 16 2001 16 2004 12 1997 7 2000 6 1999 5 1996 4 1998 2 1995 1 1 2 Top Countries Publications USA 104 Japan 34 Germany 18 Canada 13 United Kingdom 12 Italy 8 France 7 Spain 6 Netherlands 6 Australia 4 Denmark 4 South Korea 4 Switzerland 4 China 4 Finland 3 Sweden 2 Ireland 2 Czech Republic 2 Brazil 1 Hungary 1 1 2 1 2 3 ... 7 Top Cities Publications Boston 9 Tokyo 7 Los Angeles 6 Bethesda 6 New York City 6 Kyoto 5 Milan 4 San Diego 4 Durham 4 Toronto 4 London 3 Montreal 3 Berlin, Germany 3 Barcelona 3 Utrecht, Netherlands 3 Chicago 3 Seoul, South Korea 3 Pittsburgh 3 Baltimore 3 San Francisco 3 1 2 3 ... 7 1 2 3 ... 8 Top Journals Publications J Neurosci 15 Circulation 9 Proc Natl Acad Sci U S A 7 Circ Res 6 Neurobiol Dis 5 J Biol Chem 4 J Neurochem 4 Toxicol Pathol 4 J Immunol 3 J Clin Invest 3 Nat Med 3 Exp Neurol 3 Am J Physiol Heart Circ Physiol 3 Adv Exp Med Biol 3 Neuroscience 3 J Neurosci Res 3 Cardiovasc Res 3 J Am Soc Nephrol 3 Carcinogenesis 3 Stroke 3 1 2 3 ... 8 1 2 3 ... 212 Top Terms Publications Animals 249 Mice 228 Rats 221 Mice, Knockout 214 Disease Models, Animal 210 Genes 181 Humans 105 Proteins 97 Models, Animal 68 Mice, Inbred C57BL 64 RNA, Messenger 59 Transgenes 54 Gene Expression Regulation 50 Gene Expression 48 Rats, Sprague-Dawley 47 Mutation 44 Neurons 43 Mice, Transgenic 43 Therapeutics 42 Cells, Cultured 42 1 2 3 ... 212 1 2 3 ... 81 Top Authors Publications Cuppen E 3 Hashimoto N 2 Nozaki K 2 Haag J 2 Gould M 2 Seeman P 2 Vezzani A 2 Ku G 2 Ryu E 2 Ron D 2 Greene L 2 Cardiff R 2 Szabo C 2 Pacher P 2 Liaudet L 2 Mabley J 2 Taketo M 2 Oshima M 2 Wang Y 1 Streicher J 1 1 2 3 ... 81
个人分类: 基因组学|4914 次阅读|0 个评论
基因敲除与抗衰老研究信息分析
xupeiyang 2009-10-5 07:58
http://www.sciencenet.cn/htmlnews/2009/10/223847.shtm 研究发现敲除试验鼠某基因可助其抗衰老 英国研究人员在10月2日出版的新一期美国《科学》杂志上发表论文说，敲除实验鼠体内负责编码产生S6激酶1（一种核糖体蛋白）的基因，可以起到热量限制的效果，实验鼠患与衰老有关疾病的情况可大大减少，其中雌性实验鼠的寿命可延长约五分之一。 英国伦敦大学学院研究人员比较了基因敲除小鼠与普通实验鼠在出生后600天时的健康状况。这一年龄段相当于人类的中年阶段。 结果发现，雌性基因敲除实验鼠更精瘦，骨骼更强壮；尽管其食物摄取量增加，但身体脂肪含量却减少；它们并未出现中年阶段常见的胰岛素敏感度下降现象，因此不会患Ⅱ型糖尿病。在机动性实验中，它们的表现也好于普通实验鼠，这表明它们在平衡、力量及协调性方面优于后者。它们体内的Ｔ细胞也显得更年轻，说明其免疫水平高于同龄普通实验鼠。 此外，雌性基因敲除实验鼠平均存活了约950天，比普通实验鼠长约160天，寿命延长20%。雄性基因敲除实验鼠健康状况也好于普通实验鼠，不过其寿命与普通实验鼠并无太大差别。 研究人员表示，S6激酶1负责调节蛋白质翻译及细胞能量的代谢，抑制其表达可以起到热量限制的作用，这一实验再次证明，减少热量摄取对健康有益。 此前动物实验已多次证明，减少热量摄取有益于动物的健康。还有证据表明，尽管不清楚热量限制是否能延长人类寿命，但确实对人体健康有益。研究人员表示，这一研究为开发抑制人类衰老的药物提供了思路。 更多阅读 《科学》发表论文摘要（英文） Science 2 October 2009: Vol. 326. no. 5949, pp. 140 - 144 DOI: 10.1126/science.1177221 Ribosomal Protein S6 Kinase 1 Signaling Regulates Mammalian Life Span Colin Selman, 1 ,* Jennifer M. A. Tullet, 2 Daniela Wieser, 3 Elaine Irvine, 1 Steven J. Lingard, 1 Agharul I. Choudhury, 1 Marc Claret, 1 Hind Al-Qassab, 1 Danielle Carmignac, 4 Faruk Ramadani, 5 Angela Woods, 6 Iain C. A. Robinson, 4 Eugene Schuster, 3 Rachel L. Batterham, 1 Sara C. Kozma, 7 George Thomas, 7 David Carling, 6 Klaus Okkenhaug, 5 Janet M. Thornton, 3 Linda Partridge, 2 David Gems, 2 Dominic J. Withers 1 ,8 , Caloric restriction (CR) protects against aging and disease, but the mechanisms by which this affects mammalian life span are unclear. We show in mice that deletion of ribosomal S6 protein kinase 1 (S6K1), a component of the nutrient-responsive mTOR (mammalian target of rapamycin) signaling pathway, led to increased life span and resistance to age-related pathologies, such as bone, immune, and motor dysfunction and loss of insulin sensitivity. Deletion of S6K1 induced gene expression patterns similar to those seen in CR or with pharmacological activation of adenosine monophosphate (AMP)activated protein kinase (AMPK), a conserved regulator of the metabolic response to CR. Our results demonstrate that S6K1 influences healthy mammalian life-span and suggest that therapeutic manipulation of S6K1 and AMPK might mimic CR and could provide broad protection against diseases of aging. 1 Institute of Healthy Ageing, Centre for Diabetes and Endocrinology, Department of Medicine, University College London, London WC1E 6JJ, UK. 2 Institute of Healthy Ageing, Department of Genetics, Evolution and Environment, University College London, London WC1E 6BT, UK. 3 European Bioinformatics Institute, Wellcome Trust Genome Campus, Hinxton, Cambridge CB10 1SD, UK. 4 Division of Molecular Neuroendocrinology, Medical Research Council National Institute for Medical Research, London NW7 1AA, UK. 5 Laboratory of Lymphocyte Signalling and Development, The Babraham Institute, Cambridge CB22 3AT, UK. 6 Cellular Stress Group, Medical Research Council Clinical Sciences Centre, Imperial College, London W12 0NN, UK. 7 Department of Cancer and Cell Biology, Genome Research Institute, University of Cincinnati, Cincinnati, OH 45237, USA. 8 Metabolic Signaling Group, Medical Research Council Clinical Sciences Centre, Imperial College, London W12 0NN, UK. * Present address: Institute of Biological and Environmental Sciences, University of Aberdeen, Aberdeen AB24 2TZ, UK. To whom correspondence should be addressed. E-mail: d.withers@ucl.ac.uk