豬在解剖學、生理病理學、營養代謝和疾病特征等方面都與人類相似度較高,基因修飾豬現已是疾病發生機制、病理毒理研究、治療藥物評估等眾多領域所需的重要動物模型。但是大型基因修飾動物模型生產難度大、步驟繁瑣、耗時長、成本高昂。隨著基因編輯技術的突破,規律性短重復回文序列簇(CRISPR)和 CRISPR 相關蛋白 9(Cas9)構成的 CRISPR/Cas9 技術大大提高了基因突變效率,降低了基因修飾動物模型的造模成本,同時簡化了步驟,推進了基因修飾豬的廣泛應用。本文主要綜述了基因修飾豬的生產方法以及利用 CRISPR/Cas9 技術生產人類疾病動物模型豬的研究進展。
規律性短重復回文序列簇(CRISPR)和 CRISPR 輔助蛋白 9(Cas9)構成的 CRISPR/Cas9 基因編輯技術快速推進了基因修飾豬作為醫學研究模式動物的廣泛應用。而高效的靶基因單鏈向導 RNA(sgRNA)是利用 CRISPR/Cas9 技術進行基因編輯成功的關鍵,對于豬等繁殖周期較長的大動物,則需要在實施動物實驗前,在體外篩選出高效的 sgRNA 以避免時間和資源成本浪費。另外,如何高效獲得陽性基因編輯單克隆細胞是目前尚待解決的難題。本研究建立了靶向豬基因組的 sgRNA 快速篩選方法,利用熒光載體富集基因編輯細胞,同時探索利用圖案微陣列培養技術快速獲得單克隆細胞的方法,在此基礎上高效獲得延胡索酰乙酰乙酸酶(Fah)基因編輯細胞,為后續生產作為人類肝細胞生物反應器的Fah基因敲除豬奠定基礎。