剛生下來(lái)時(shí)，它們如正常小豬一般活潑可愛(ài)。但幾個(gè)月后，它們就逐漸不由自主地“跳舞”：步態(tài)不穩，身軀抖動(dòng)，有的走路時(shí)后腿交叉，在跑步機上它們無(wú)法前行，只能縮成一團。

　　3月30日，生物學(xué)頂尖學(xué)術(shù)期刊《細胞》發(fā)表一項重大研究成果，廣東科學(xué)家領(lǐng)銜的國際研究團隊，在世界上首次培育出了“亨廷頓舞蹈病”基因敲入豬，將為神經(jīng)退行性疾病的研究提供動(dòng)物實(shí)驗模型。

　　這樣特殊的豬，是如何培育出來(lái)的？在本期科技能見(jiàn)度，南方日報記者就請來(lái)了領(lǐng)銜該項研究的暨南大學(xué)粵港澳中樞神經(jīng)再生研究院教授李曉江、中科院廣州生物醫藥與健康研究院研究員賴(lài)良學(xué)、美國Emory大學(xué)教授李世華，為大家解密。

　　亨廷頓舞蹈癥患者的子女50%幾率會(huì )患病

　　阿爾茨海默病、帕金森病、肌萎縮側索硬化癥（“漸凍人”）等都屬于神經(jīng)退行性疾病?！斑@些疾病都有一個(gè)共性，不管是遺傳因素還是環(huán)境因素，都是神經(jīng)細胞因致病蛋白的結構變化和沉淀而死亡?！崩顣越f(shuō)。

　　亨廷頓舞蹈癥也是其中一種，這種遺傳性疾病，患者的子女有50%的幾率患病。

　　“由于是單基因突變導致，病理很清楚，容易找到突破口，這就成為了一個(gè)理想的疾病模式?！崩顣越f(shuō)，通過(guò)研究亨廷頓舞蹈癥，能成為以后研究多基因突變病癥的基礎?！叭绻苤委熀嗤㈩D病，那這種治療方法可能也適用于其他的神經(jīng)退行性疾病，如老年癡呆、帕金森病等”。

　　自然界眾多動(dòng)物中科學(xué)家為何選擇它？

　　自然界的動(dòng)物非常多，比如有像人的靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物猴子，為什么實(shí)驗選擇的是豬？賴(lài)良學(xué)介紹，豬被公認為是人類(lèi)醫學(xué)研究理想的大動(dòng)物模型。豬的心血管系統、消化系統、皮膚、營(yíng)養需要、骨骼發(fā)育以及礦物質(zhì)代謝等，都與人的情況極為相似，豬的體型大小和馴服習性允許進(jìn)行反復采樣和進(jìn)行各種外科手術(shù)。

　　“猴雖然更像人，但太貴，而且繁殖周期太長(cháng)?！辟?lài)良學(xué)說(shuō)，與非人靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物相比，豬的基因多樣、繁殖周期短、一窩產(chǎn)仔多，便于根據特殊需要選育。

　　其實(shí)，李曉江和李世華也嘗試過(guò)使用小鼠和猴子來(lái)做亨廷頓舞蹈癥的動(dòng)物模型。然而，由于小鼠的大腦與人類(lèi)有著(zhù)巨大區別，并不能很好地模擬亨廷頓病患者的典型病理特征；轉基因亨廷頓猴雖然能完美地模擬人的患病，但因為轉入外源性突變基因的表達量很高，毒性太強，猴子出生后很快就會(huì )死亡。

　　2008年，李曉江和李世華夫妻倆找到賴(lài)良學(xué)合作，開(kāi)始了培育亨廷頓豬的研究。2010年，他們就培育出了世界首例轉基因亨廷頓豬。然而，與亨廷頓猴相似，轉基因病豬也很快就死亡了。

　　李世華說(shuō)，這讓他們認識到，轉基因路子走不通，需要精確地對豬的內源性基因進(jìn)行編輯。而當時(shí)，基因編輯技術(shù)又不成熟，這項研究只好暫時(shí)擱置。

　　克隆出的突變基因可穩定遺傳給后代

　　2013年，革命性的基因編輯技術(shù)CRISPR/Cas9出現了，基因定點(diǎn)敲入成為可能。團隊再次大膽嘗試，由李世華來(lái)設計實(shí)驗。

　　該怎樣培育出一頭患上亨廷頓舞蹈癥的豬？第一步是對豬的體細胞內的基因進(jìn)行改造，將人的致病基因序列插進(jìn)豬的亨廷頓基因中。團隊選擇了豬的成纖維細胞。

　　利用“基因魔剪”CRISPR/Cas9，研究團隊將人的亨廷頓突變序列精確插入了豬的亨廷頓基因中?！巴ㄟ^(guò)這一基因敲入，豬就只表達人致病基因，不再表達豬的亨廷頓基因，因此表現出來(lái)的癥狀、病理變化都跟自然發(fā)生一致，能更好地模擬人患病?！辟?lài)良學(xué)說(shuō)。

　　對豬的成纖維細胞進(jìn)行基因敲入后，論文的第一作者閆森從上千個(gè)細胞中挑出了帶著(zhù)突變基因且狀態(tài)最好的細胞。接下來(lái)，就是要運用體細胞核移植技術(shù)，克隆出帶有突變基因的亨廷頓豬。

　　具體來(lái)說(shuō)，核移植是將經(jīng)過(guò)供體細胞的細胞核取出來(lái)，放入去掉細胞核的卵母細胞中，培育成胚胎。最后，再將這一胚胎移植到代孕母的子宮內發(fā)育長(cháng)大，最終生下與核供體基因完全一致的克隆豬。

　　通過(guò)這種方法，團隊最終獲得了6頭帶有亨廷頓突變基因的F0代小豬。在歷經(jīng)5個(gè)月的觀(guān)察后，它們都出現了運動(dòng)障礙等漸進(jìn)性發(fā)病的表型。

　　更可貴的是，這些病理及行為學(xué)表型都可以穩定地遺傳給后代。李世華介紹，團隊將亨廷頓豬與健康公豬交配，培育出的FI及F2代亨廷頓豬，都帶有亨廷頓突變基因。

　　李曉江說(shuō)，接下來(lái)，他們將通過(guò)對亨廷頓舞蹈豬的研究，更具體地分析研究亨廷頓舞蹈癥的病理變化和表型發(fā)展過(guò)程，“通過(guò)分析才能找到真正治病的有效方法?！?/p>

　　他介紹，在此基礎上，可以嘗試對該病進(jìn)行干細胞治療、基因修飾治療及化學(xué)藥物篩選，為攻克神經(jīng)退行性疾病帶來(lái)希望。