一种新型的免疫缺陷猴模子取得希望

暨南大学闫森及涂著池配合通讯在Signal Transduction and Targeted Therapy在线揭晓题为“Generation of inactivated IL2RG and RAG1 monkeys with severe combined immunodeficiency using base editing”的研究论文，该研究提出了一种使用CBE4max系统使IL2RG和RAG1基因失活来构建免疫缺陷猴模子的要领。经由碱基编辑的猴子体现出严重受损的免疫系统，其特征是淋巴细胞镌汰、淋巴样器官萎缩和成熟T细胞缺乏。别的，这些经由基因编辑的猴子能够承载和支持人类乳腺癌细胞的生长，从而导致肿瘤的形成。总之，该研究已经乐成开发了一种免疫缺陷猴模子，该模子具有使用CBE4max系统增进肿瘤生长的能力。这些免疫缺陷猴子显示出作为推进生物医学和转化研究的名贵工具的重大潜力。

严重团结免疫缺陷(SCIDs)包括一组遗传性疾病，严重破损免疫系统的功效。这导致来自胸腺和骨髓的T细胞和B细胞的缺失或镌汰，导致细胞和体液顺应性免疫受损。SCID的发病机制主要涉及由于嘌呤代谢缺陷、通过常见γ链依赖性细胞因子受体的信号传导异常、V(D) J重组异常以及前TCR/TCR信号传导缺陷导致的前体淋巴细胞过早殒命一些基因突变已被确定为SCIDs的诱因，包括MALT1、ZAP70、IL21R、FOXN1、CORO1A、RAG1/2、IL2RG、AK2、IKBK2、UNC119、LCK、TTC7A、CARD11和BCL10。其中，IL2RG，也被称为公共γ链，作为IL-21、IL-15、IL-9、IL-4和IL-7受体共有的IL-2受体的亚基。

IL2RG突变导致X连锁严重团结免疫缺陷(X-SCID)，这是最常见的SCID形式，占所有病例的50%。在X-SCID中，T和NK细胞缺失或显着镌汰，而B细胞体现出功效障碍，其数目正�；蛟鎏�。另一个与SCID相关的基因是RAG1，它通过增进发育中的淋巴细胞V(D)J重组在顺应性免疫中起要害作用RAG重组酶(RAG1/2)将可变(V)、多样性(D)和毗连(J)基因片断随机组合，天生V(D)J外显子，编码T细胞受体和抗体的可变区。许多损失功效的RAG1突变体已被确定为人类SCID的致病因素。这些突变体的特征是部分卵白表达和T细胞和B细胞的有限爆发，同时坚持正常NK细胞的功效。

免疫系统受损的动物可分为先天性突变引起的遗传免疫缺陷或通过生物手艺要领人工诱导的遗传免疫缺陷。现在，有几种类型的遗传免疫缺陷动物模子，如小鼠、大鼠和猪。这些免疫缺陷动物在肿瘤学、干细胞治疗、免疫系统研究和熏染病等领域有普遍的应用。人源化小动物模子在免疫肿瘤学研究中特殊有价值，由于它们提供了临床转化的潜力。然而，针对详细情形准确选择合适的模子仍然具有挑战性。现在还不可能找到一种完全复制人类生物学所有方面的小鼠模子，并且一些SCID小鼠随着年岁的增添会泛起“免疫走漏”。这些“走漏”导致小鼠爆发少量功效性T细胞和B细胞，以及免疫球卵白。SCID小鼠免疫走漏背后的分子机制尚不清晰，现在还没有确定的诊断标准。非人灵长类动物(NHPs)在系统发育上与人类高度相关，在心理上有许多相似之处，包括免疫系统特征NHPs与人类在遗传和心理上的相似之处使它们成为生物医学研究的优异模子。因此，建设免疫缺陷猴模子势在必行。

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碱基编辑猴的天生历程示意图（图源自Signal Transduction and Targeted Therapy）

虽然CRISPR/Cas9有望用于治疗和生物学研究，但由于它依赖DNA双链断裂(DSBs)来增进基因编辑，因此引起了人们的担心。CRISPR/Cas9诱导的DSBs可导致数千个碱基对的缺失，从而导致可能对有丝破碎活性细胞爆发有害影响的基因型的爆发。例如，当应用于人类多醒目细胞时，CRISPR/Cas9可以诱导p53突变，限制了细胞替换疗法的可行性。别的，基因编辑的效率受到插入缺失突变的高频率的阻碍，在HEK293T细胞中，CRISPR介导的同源定向修复率仅抵达38%。

然而，大大都已知的遗传疾病主要是由单核苷酸多态性(SNPs)引起的。因此，需要能够在不引入DSBs的情形下特异性地修改目的位点上的单个碱基对的要领。碱基编辑器提供了可编程性和无邪性，消除了对DSBs的需求，战胜了古板Cas9核酸酶在基因编辑中的局限性。胞嘧啶碱基编辑器(CBEs)具有胞嘧啶脱氨酶活性，已被有用地用于在包括人类、小鼠和作物在内的种种生物体的基因组中引入准确的单碱基突变。与CBE4相比，CBE4max系统是C-G到T-A转化的增强工具，已在小鼠模子中开发和验证，随后对哺乳动物物种举行了优化。

该研究使用CBE4max系统在IL2RG和RAG1基因中引入特异性单核苷酸替换，乐成实现了非人灵长类动物免疫缺陷模子的天生。碱基编辑历程导致被编辑猴子的免疫系统显着受损，体现为淋巴细胞镌汰、淋巴样器官萎缩和缺乏成熟T细胞。别的，研究职员视察到人类乳腺癌细胞在碱基编辑的猴子体内存活和增殖的显著能力。这些有免疫缺陷的猴子是临床前研究的名贵工具，并弥合了小动物模子与人类之间的差别。它们的使用可以显著提高临床前研究的有用性，为抗癌药物的开发和再生医学领域的异源细胞或器官移植提供依据。

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