1。3 基因编辑技术在模式动物上的应用论文网

基因编辑与敲除的模式动物模型一直都是在活体动物上开展基因功能研究、筛选药物的关键性研究载体。自从第三代技术CRISPR/Cas9基因编辑技术诞生以来，多种模式动物例如果蝇、线虫、小鼠、斑马鱼等被大量地运用到相关的研究中[10]。其中典型的代表为小鼠和斑马鱼。

1。3。1 小鼠

    小鼠作为基础生命科学研究领域最佳的模式生物，其基因组计划已经基本完成，基因组序列中的大量信息为生命科学研究中基因调控表达、胚胎发育以及疾病的分子机制的探索和研究提供了坚实的基础。且小鼠的生理生化过程与人类极为相似，其基因组更是与人类保持着98%的同源性。故小鼠作为模式动物，其体内的各类生化生理反应可以很好地代替和模拟人类的疾病发病过程以及用药后产生的药物反应。小鼠的强繁殖能力和相对较早的性成熟时间更利于实验室各项研究的快速、便捷地开展。基于小鼠的极大优势，利用小鼠作为模式动物，CRISPR/Cas9技术在癌症与其他病理性基因的治疗、干细胞为基础的基因治疗、细胞克隆等方面的研究中得以广泛运用，且均取到了巨大的突破[10]。

1。3。2 斑马鱼

斑马鱼是一种小型热带淡水鱼，体表有类似于斑马的银白相间条纹而得名。近30年，斑马鱼模型在实验室生理功能研究中得到了迅速的发展和广泛的应用[11]。斑马鱼作为除小鼠以外的第二大模式生物具有明显的优势，其基因序列和人类基因有着高达87%的同源性，大量的基于斑马鱼的实验结果大多数情况下可应用在人类身上。除此之外，斑马鱼作为模式生物还具有体型小，代时短，易于大规模养殖，产卵量大，胚胎透明、体外发育等优势[12]。能满足研究者大量筛选的需求，能在较短时间内获得大量的实验数据从而缩短实验周期，提高效率。

在国际上，斑马鱼模式生物的使用已经逐渐发展并深入到生命体的多种系统（例如:神经系统、免疫系统、心血管系统、生殖系统等）的发育、功能和疾病机理病因（例如，神经退行性疾病、遗传性心血管疾病、糖尿病等）的研究中，一些小分子化合物的大规模新药筛选也逐渐以斑马鱼作为模型[12]。目前CRISPR/Cas9技术主要于斑马鱼模型中用于基因鉴定和多功能研究，蛋白质等大分子有机物功能的探究，以及利用斑马鱼建立疾病模型进行药物筛选等方面的研究分析。结合斑马鱼胚胎和幼鱼发育快速的特点，CRISPR/Cas9对读码框序列的高效编辑使得可以在相对较短的时间内建立并筛选出稳定可遗传的突变斑马鱼，从而能够快速有效地推进生命科学相关研究。

1。4 本研究的目的及意义

CRISPR/Cas9基因编辑系统是一类相当高效的转化工具，对生命科学研究和疾病医疗都能够产生显著的影响和重要的推动作用。事实上，这一类新兴的编辑技术极大地扩展了我们对模式生物的处理和研究能力，同时开辟了针对遗传疾病的基因治疗之路，意义深远。从改变老鼠皮毛的颜色到设计不传播疟疾的蚊子和抗虫害作物，再到修正镰状细胞性贫血等各类遗传疾病等等。目前该技术成功应用于人类细胞、斑马鱼和小鼠以及细菌的基因组精确修饰，修饰类型包括基因定点突变、基因定点敲入、两位点同时突变和小片段的缺失等[13]。该项技术具有突变效率高、实验过程操作简便以及成本低的特点，因此，被认为是一种极佳的基因组定点编辑的分子工具，在分子研究等方向的研究领域中均具有广阔的应用前景。文献综述

我国一直处在CRISPR基因编辑技术研究的前沿，南京大学的研究人员于2014年就已对外宣布成功研制出发生了定向突变的基因工程猴，这是有史以来世界上首次成功地在灵长类目动物身上成功应用该编辑技术。16年四川大学的一个中国科学家团队开展首例对人体的CRISPR技术试验。由此可见，该技术将在生物医学领域引起一场巨变。研究人员希望利用这一项技术调整人类基因并借此消除相关疾病，创造生命力更顽强的植物，以及作为消灭病原体的方法。我校生命科学研究院首次引入该项技术，并尝试独立完成CRISPR/Cas9技术的系统建立和使用，为后续研究奠定技术基础。