是 NHP 尚未用于开发模拟人类疾病（如癌症）的有效转化医学平台。12月3日，广西医科大学赵永祥团队在Signal Transduction and Targeted Therapy（IF=18.19）在线发表题为“Generation of in situ CRISPR-mediated primary and metastatic cancer from monkey liver”的研究论文，该研究产生了一种原位基因编辑方法，以诱导 Pten 和 p53 基因的有效功能丧失突变，用于在成年食蟹猴中使用 CRISPR/Cas9 快速建模原发性和转移性肝肿瘤。在超声引导下，CRISPR/Cas9经肝内门静脉注入食蟹猴肝脏。结果表明，超声引导的 CRISPR/Cas9 在八只猴子中的七只中导致 Pten 和 p53 基因的插入缺失。Pten 和 p53 的最佳突变效率分别高达 74.71% 和 74.68%。此外，在 CRISPR 作用的猴子中，原发性和广泛转移性（肺、脾、淋巴结）肝癌的发病率为 87.5%。超声引导的 CRISPR 系统具有成功追踪所需靶基因的巨大潜力，从而减少与击中非特异性脱靶基因相关的可能副作用，并显著提高体内原位基因编辑的效率和特异性，这有望成为一种强大而可行的工具，用于编辑疾病基因在成人 NHP 中建立相应的人类疾病模型，大大加快新药的发现并节省经济成本。
众所周知，目前新药发现的成功率很低（<10%）。这一挑战的主要原因是没有理想的模拟人类疾病（如癌症）的动物模型可用。啮齿动物和非人类灵长类动物 (NHP) 等实验动物模型对于癌症研究以及抗肿瘤药物和疫苗的临床前评估都必不可少。在这两种模型中，啮齿动物的应用更为广泛，因为许多优势，例如快速繁殖、小尺寸、低成本、清晰的遗传背景和转基因技术的可用性。
然而，大部分已在小鼠和大鼠中显示出有效性的抗肿瘤药物在人体临床试验中未能达到类似的疗效或安全性，这主要归因于人和啮齿动物之间存在显著的物种差异。NHP，例如食蟹猴和非洲绿猴，与人类表现出相当大的相似性，包括遗传、生理和免疫学特征。因此，与用于疾病研究、药物疗效和安全性评估以及新治疗方法测试的啮齿动物或其他动物模型相比，NHP 代表了更优越的动物模型。
事实上，几乎所有已知的人类癌症基因也已在猴子和黑猩猩中被鉴定。目前，通常使用胚胎干细胞中的基因靶向或体细胞核移植方法创建癌症小鼠模型，通过这些方法实现所需基因的敲除、敲入和精确修饰。尽管它们具有明显的优势，但在癌症研究和抗肿瘤药物的临床前评估中使用实验性 NHP 非常有限，这主要是由于成本高昂和严重的伦理问题。此外，与小鼠和大鼠相比，通过繁殖 NHP 来产生功能丧失或功能获得的基因突变仍然繁琐且具有挑战性，因为与啮齿动物或其他小型模型生物相比，它们的性成熟时间更长，繁殖速度更慢。
肝内门静脉彩色超声引导 CRISPR/Cas9 系统将 Pten 和 p53 基因导入食蟹猴肝脏（图源自Signal Transduction and Targeted Therapy ） 最近，一种新兴的基因组编辑技术，被称为CRISPR/Cas9技术，已经开发出来，并在其研究应用方面取得了巨大进展。CRISPR/Cas9 介导的位点特异性 DNA 双链断裂，被认为是激活两种不同内在 DNA 修复机制，即非同源末端连接 (NHEJ) 和同源定向修复 (HDR) 的关键损伤，可以修复通过 HDR 或 NHEJ 途径，从而允许编辑特定基因。CRISPR/Cas9 系统最初被认为是细菌中的一种适应性免疫防御机制，由 Cas9 蛋白组成，如核酸酶和单向导 RNA (sgRNA) 作为其两个主要成分。 在 sgRNA 的引导下，Cas9 蛋白被招募到目标位点以切割 DNA，从而允许去除（删除）和添加（插入）DNA 片段。事实上，CRISPR/Cas9 系统是一种革命性但可行的系统基因组编辑工具。它已成功并有效地应用于啮齿动物和 NHP 胚胎干细胞和受精卵，以及广泛的生物体，包括植物、啮齿动物和其他小型实验动物。但是，直到现在，原位成年猴基因编辑的原发性肝癌尚未报道。 在本研究中，Pten 和 p53 基因这两个众所周知且经过验证的抑癌基因被选为两个靶基因，以产生突变并创建人类原发性和转移性肝癌食蟹猴模型。该研究的目标是在超声引导下通过肝内门静脉注射，将 CRISPR/Cas9 系统输送到食蟹猴的肝脏中，并评估其快速生成具有体细胞基因突变的 NHP 模型的潜力，这些模型更接近于人类原发性和转移性肝癌。 该研究产生了一种原位基因编辑方法，以诱导 Pten 和 p53 基因的有效功能丧失突变，用于在成年食蟹猴中使用 CRISPR/Cas9 快速建模原发性和转移性肝肿瘤。在超声引导下，CRISPR/Cas9经肝内门静脉注入食蟹猴肝脏。结果表明，超声引导的 CRISPR/Cas9 在八只猴子中的七只中导致 Pten 和 p53 基因的插入缺失。Pten 和 p53 的最佳突变效率分别高达 74.71% 和 74.68%。此外，在 CRISPR 作用的猴子中，原发性和广泛转移性（肺、脾、淋巴结）肝癌的发病率为 87.5%。 总之，超声引导的 CRISPR 系统具有成功追踪所需靶基因的巨大潜力，从而减少与击中非特异性脱靶基因相关的可能副作用，并显著提高体内原位基因编辑的效率和特异性，这有望成为一种强大而可行的工具，用于编辑疾病基因在成人 NHP 中建立相应的人类疾病模型，大大加快新药的发现并节省经济成本。 论文链接： /articles/s41392-021-00799-7：
