完全分泌人胰岛素的基因编辑猪模型建立

近日，中国科学院广州生物医药与健康研究院赖良学教授领导的课题组利用精确基因编辑技术，对猪胰岛素基因进行了无痕定点修饰，使猪胰岛素基因编码生产人胰岛素，成功建立了完全分泌人胰岛素的基因编辑猪。

目前，对糖尿病的治疗包括胰岛素注射和胰岛移植等方法。猪源胰岛素曾经被广泛采用，利用猪胰岛进行异种移植治疗糖尿病最近也取得了良好进展。但猪与人相比，胰岛素蛋白存在一个氨基酸的差异：人胰岛素B链第30位氨基酸是苏氨酸，而猪胰岛素是丙氨酸。这一个氨基酸的差异使猪胰岛素在人体中的降血糖效价较低，长期使用容易诱发抗体产生。

研究中，研究人员将TALENs及CRISPR技术与单链寡核苷酸结合，建立了猪基因组无痕定点编辑技术。利用该技术，在体细胞中将猪胰岛素基因编码B链第30位丙氨酸的密码子GCC修改为编码苏氨酸的ACG，并获得了纯合子细胞株。同时，研究人员利用该细胞株作为核供体，通过体细胞核移植技术成功构建了人源化胰岛素克隆猪。利用高分辨率液相色谱串联质谱仪检测证实，从该基因修饰猪胰腺中提取的胰岛素完全为人胰岛素，而不含猪胰岛素。该研究获得的人源化胰岛素基因修饰猪将为糖尿病的治疗提供人胰岛素，同时也将为临床异种胰岛移植治疗提供更为理想的供体来源。从技术层面来说，该成果也是第一次在大动物中实现无痕的基因组定点修饰。这种定点无痕技术的建立，将推动基因突变大动物疾病模型的培育。