中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院在大動(dòng)物基因編輯技術(shù)上取得新突破。賴(lài)良學(xué)課題組利用精確的基因編輯技術(shù)，在沒(méi)有引入外源基因的情況下，對豬胰島素基因進(jìn)行了定點(diǎn)修飾，使豬胰腺完全分泌人胰島素。該成果有望為糖尿病人提供更為理想的臨床異種胰島移植供體。

　　文/廣州日報記者羅樺琳 通訊員黃博純

　　豬胰島素長(cháng)期使用 容易誘發(fā)抗體產(chǎn)生

　　根據國際糖尿病聯(lián)盟在2015年最新發(fā)布的數據，世界范圍內共有4.15億成年人患有糖尿病。2015年有500萬(wàn)人因糖尿病而死亡，超過(guò)了瘧疾、肺結核與HIV的致死人數總和。

　　糖尿病及相關(guān)并發(fā)癥的治療費用十分巨大，估計每年超過(guò)6700億美元，高于美國全部的軍事費用。

　　目前，對糖尿病的治療包括胰島素注射和胰島移植。豬源胰島素曾經(jīng)被廣泛采用，利用豬胰島進(jìn)行異種移植治療糖尿病的相關(guān)研究，最近也取得良好進(jìn)展。但豬與人相比，胰島素蛋白存在一個(gè)氨基酸的差異，人胰島素B鏈第30位氨基酸是蘇氨酸，而豬胰島素是丙氨酸。

　　這一個(gè)氨基酸的差異使豬胰島素在人體中的降血糖效價(jià)較低，而且長(cháng)期使用容易誘發(fā)抗體產(chǎn)生。

　　通過(guò)基因修飾豬胰腺 可完全分泌人胰島素

　　3月18日，Journal of Molecular Cell Biology雜志（《分子細胞生物學(xué)雜志》）在線(xiàn)發(fā)表了中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院賴(lài)良學(xué)課題組的研究成果

“Genetically humanized pigs exclusively expressing human insulin are generated through custom endonuclease-mediated seamless engineering”。該研究利用精確基因編輯技術(shù)，對豬胰島素基因進(jìn)行了無(wú)痕定點(diǎn)修飾，使豬胰島素基因編碼生產(chǎn)人胰島素，成功建立了完全分泌人胰島素的基因編輯豬。

　　研究中，研究人員李小平博士、楊翌博士和王可品博士研究生等，將TALENs及CRISPR技術(shù)與單鏈寡核苷酸結合，建立了豬基因組無(wú)痕定點(diǎn)編輯技術(shù)，利用該技術(shù)在體細胞中將豬胰島素基因編碼B鏈第30位丙氨酸的密碼子GCC修改為編碼蘇氨酸的ACG，并獲得了純合子細胞株。同時(shí)，研究人員利用該細胞株作為核供體，通過(guò)體細胞核移植技術(shù)成功構建了人源化胰島素克隆豬，利用高分辨率液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀檢測證實(shí)，從該基因修飾豬胰腺中提取的胰島素完全為人胰島素，而不含豬胰島素。

　　為異種胰島移植 提供更理想供體

　　李小平博士解釋?zhuān)撗芯康囊饬x有兩個(gè)方面。從技術(shù)層面來(lái)看，該成果第一次在大動(dòng)物中實(shí)現無(wú)痕的基因組定點(diǎn)修飾?！耙酝幕蛐揎椉夹g(shù)，需要引入外來(lái)基因，比如細菌來(lái)源的抗性篩選基因、人基因等，而無(wú)痕修飾技術(shù)，不需要引入外來(lái)基因，比如本次基因修飾，僅修改了兩個(gè)堿基。定點(diǎn)無(wú)痕技術(shù)的建立，可降低安全風(fēng)險，將推動(dòng)基因突變大動(dòng)物疾病模型和具有農業(yè)育種價(jià)值的基因修飾大動(dòng)物的培育?！?/p>

　　而從研究成果看，人源化胰島素基因修飾豬，由于胰腺中產(chǎn)生的胰島素完全為人胰島素，將來(lái)可為糖尿病的治療提供人胰島素，同時(shí)也可以為臨床異種胰島移植提供更理想的供體。

　　“區別與其他器官組織的臨床移植，一名成人患者需要2~4個(gè)供體才能滿(mǎn)足移植胰島量，造成胰島供體更為緊缺；而豬胰島異種移植，目前已處于臨床前研究階段。完全產(chǎn)生人胰島素的豬胰島組織，結合現在的生物材料技術(shù)，有望為胰島移植治療糖尿病帶來(lái)新的突破?！崩钚∑奖硎?。

　　該研究獲得國家科技部“973”、“863”、國家自然科學(xué)基金、廣東省科技計劃專(zhuān)項和廣州市科創(chuàng )委的項目經(jīng)費支持。

　　《廣州日報》3月30日A5版 文章鏈接