科技日報北京10月27日電(記者付麗麗)腦功能與腦疾病研究離不開合適的動物模型。27日,記者從中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所召開的“腦疾病家犬模型成果研討會”上獲悉,該所張永清團隊與國內(nèi)外多家科研機構(gòu)協(xié)力攻關(guān),在國際上首創(chuàng)孤獨癥家犬模型,并研發(fā)出適配家犬模型瞳孔大小的實時測量技術(shù),為下一步利用家犬模型開展腦疾病基礎(chǔ)研究和臨床轉(zhuǎn)化奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)成果近日在《自然》系列期刊《分子精神病學》以姊妹篇文章形式在線發(fā)表。
張永清介紹,孤獨癥是兒童和青少年常見的精神疾病,突觸后致密區(qū)支架蛋白Shank3突變是導致孤獨癥最常見的突變之一。目前,國際上常用小鼠作為孤獨癥研究模型。然而,小鼠(平滑腦)和人類(溝回腦)在大腦結(jié)構(gòu)、功能和行為上存在明顯差異,限制了孤獨癥小鼠研究成果的臨床轉(zhuǎn)化,凸顯了開發(fā)其它動物模型的必要性。
張永清團隊與北京希諾谷生物科技有限公司等經(jīng)過近8年合作,利用基因編輯技術(shù)CRISPR/Cas9成功構(gòu)建出Shank3突變?nèi)⒎庇齻鞔?。突變?nèi)畯?fù)現(xiàn)了孤獨癥患者典型社交回避和緊張焦慮的臨床表現(xiàn)。
“近年來,我國科學家在世界上首創(chuàng)了孤獨癥的非人靈長類模型。由于成本高、繁殖慢,靈長類模型的應(yīng)用潛力和規(guī)模受限。家犬是與人類最親近的動物,且繁育快、成本低,作為新型腦疾病研究模型具有獨特優(yōu)勢。”張永清說。
合作團隊利用基因編輯技術(shù),充分發(fā)揮家犬豐富多樣的社交行為和高度發(fā)達的情感認知功能等優(yōu)勢,以臨床上常見的Shank3基因突變?yōu)榍腥朦c,在國際上首創(chuàng)孤獨癥家犬模型。
研究顯示,突變?nèi)m然社交動機正常,但社交接觸后表現(xiàn)出明顯的退縮行為,面對困難向人類求助的主動性也顯著降低。
此外,團隊還研發(fā)出適用于家犬的瞳孔測量儀。利用該測量儀,團隊檢測了突變?nèi)诓煌碳l件下的瞳孔大小變化。結(jié)果顯示,突變?nèi)追磻?yīng)與孤獨癥患者一致,而且突變?nèi)耐自谡B曇舸碳l件下放大更明顯,提示其對聲音更為敏感。
中國科學院院士、暨南大學粵港澳中樞神經(jīng)再生研究院院長蘇國輝等專家認為,孤獨癥犬模型的成功構(gòu)建,將促進其病理生理機制的闡明,并為藥物研發(fā)提供新的實驗體系。