中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心非人靈長類研究平臺

1 平臺介紹

中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心非人靈長類研究平臺是集科學(xué)研究與服務(wù)為一體的研究型平臺，成立于2009年6月。先期通過租用蘇州西山中科實(shí)驗(yàn)動(dòng)物公司的實(shí)驗(yàn)空間和動(dòng)物設(shè)施起步，經(jīng)過十余年的建設(shè)和發(fā)展，平臺已經(jīng)成為國際領(lǐng)先的非人靈長類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物繁育、保種、模式動(dòng)物構(gòu)建和人才培養(yǎng)的研究單位。

2019年9月，平臺開始啟用位于上海市松江區(qū)佘山鎮(zhèn)強(qiáng)業(yè)路500號的研究基地。該基地?fù)碛锌娠曫B(yǎng)2 000只食蟹猴和恒河猴以及1 000個(gè)小鼠籠位的動(dòng)物設(shè)施，可開展猴輔助生殖、模型構(gòu)建和表型分析的實(shí)驗(yàn)室及配套宿舍、餐廳等生活設(shè)施。

平臺主任孫強(qiáng)研究員自揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物教研室攻讀碩士研究生學(xué)位（1996—1999）起即開始從事實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理和模式動(dòng)物構(gòu)建及相關(guān)技術(shù)研究工作。2005年博士畢業(yè)后作為973項(xiàng)目子課題“猴生殖生理和轉(zhuǎn)基因猴構(gòu)建研究”負(fù)責(zé)人，開始從事非人靈長類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物相關(guān)研究工作，并于2007年獲得中國首批“試管食蟹猴”。2009年6月入職中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所負(fù)責(zé)籌建非人靈長類研究平臺。2018年晉升為研究員、博士生導(dǎo)師，并獲得國家杰出青年基金資助，入選科技部中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、中組部“萬人計(jì)劃”，榮獲2018年談家楨生命科學(xué)創(chuàng)新獎(jiǎng)，2019年國務(wù)院政府特殊津貼，2020年藥明康德生命化學(xué)研究獎(jiǎng)學(xué)者獎(jiǎng)?，F(xiàn)任中國實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)會(huì)靈長類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物專業(yè)委員會(huì)常務(wù)理事，上海市實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)會(huì)理事，上海市實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)會(huì)生物安全專業(yè)委員會(huì)委員。

平臺員工（含碩博士研究生及博士后）合計(jì)30余人。獸醫(yī)團(tuán)隊(duì)具備精湛的獸醫(yī)技術(shù)操作能力，3人擁有執(zhí)業(yè)獸醫(yī)師資格證書，3人具備美國實(shí)驗(yàn)動(dòng)物協(xié)會(huì)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技師（ALAT）資質(zhì)，其余人員均經(jīng)過專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，并獲得上海市實(shí)驗(yàn)動(dòng)物培訓(xùn)記錄卡。

2 研究方向

2.1 非人靈長類模式動(dòng)物構(gòu)建及相關(guān)技術(shù)研究

平臺已經(jīng)建立并優(yōu)化了基于慢病毒轉(zhuǎn)染的轉(zhuǎn)基因猴及基于分子核酸酶的基因編輯猴構(gòu)建技術(shù)，并得到了多種不同的非人靈長類轉(zhuǎn)基因和基因編輯動(dòng)物模型。平臺將繼續(xù)致力于構(gòu)建嚙齒類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型無法解決的人類疾病相關(guān)的非人靈長類動(dòng)物模型，并對已有動(dòng)物模型進(jìn)行繁育擴(kuò)群和保種工作，同時(shí)積極嘗試開展包括但不限于急性誘導(dǎo)和基于類器官的非人靈長類模式動(dòng)物構(gòu)建研究，力爭實(shí)現(xiàn)快速、高效、精準(zhǔn)地構(gòu)建非人靈長類模式動(dòng)物，并推進(jìn)現(xiàn)有非人靈長類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的應(yīng)用研究。

2.2 猴克隆胚胎重編程機(jī)制研究

2018年1月，平臺在國際上首次成功地突破了體細(xì)胞克隆猴這一生物學(xué)前沿性難題。之后，又首次利用該技術(shù)成功構(gòu)建世界上首批節(jié)律紊亂BMAL1基因敲除克隆猴。針對克隆猴出生率低、影響猴克隆胚胎發(fā)育的表觀調(diào)控機(jī)制尚不清楚等難題，平臺將繼續(xù)挖掘猴體細(xì)胞重編程的表觀調(diào)控機(jī)制，以期發(fā)現(xiàn)影響猴克隆胚胎發(fā)育障礙的原因，從而提升猴體細(xì)胞核移植的效率。

2.3 猴生殖生理與卵巢衰老研究

恒河猴和食蟹猴都為有月經(jīng)周期和單胎生殖的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，它們是研究女性生殖生理及卵巢衰老的理想模式動(dòng)物。鑒于非人靈長類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在女性生殖內(nèi)分泌及生殖生理上的優(yōu)勢，嘗試使用平臺的老齡猴開展卵巢衰老與圍絕經(jīng)期生殖生理變化規(guī)律的研究。

2.4 非人靈長類動(dòng)物輔助生殖技術(shù)研究

提升非人靈長類動(dòng)物的繁殖效率，不僅可以促進(jìn)非人靈長類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的應(yīng)用，也對特殊疾病（如腫瘤）條件下生殖能力的保存具有指導(dǎo)意義。平臺先后建立了基于猴精巢異種移植和激素注射的成熟加速技術(shù)，縮短了雄性食蟹猴的性成熟時(shí)間。平臺將繼續(xù)致力于開發(fā)新的非人靈長類輔助生殖技術(shù)，并結(jié)合基因編輯和群體遺傳學(xué)將其用于模型構(gòu)建和特色育種等工作中。

2.5 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理

為了更好地提升實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施管理水平和動(dòng)物福利，并普及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理，平臺將探尋可促進(jìn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物健康、減少實(shí)驗(yàn)動(dòng)物應(yīng)激和疼痛的科學(xué)方案和方法，開展微生物與宿主關(guān)系、配對飼養(yǎng)與減少動(dòng)物應(yīng)激等研究工作。

3 主要科研成果

平臺主要從事非人靈長類生殖生理和模式動(dòng)物構(gòu)建研究，在轉(zhuǎn)基因和基因編輯猴構(gòu)建、食蟹猴加速成熟和體細(xì)胞克隆等研究領(lǐng)域取得了一系列原創(chuàng)性研究成果。在Cell、Nature、Cell Research、

Nature Communication、Molecular Therapy、PNAS、National Science Review和Nucleic Acid Research等國際學(xué)術(shù)期刊發(fā)表多篇SCI論文。近年來，團(tuán)隊(duì)在非人靈長類模式動(dòng)物構(gòu)建領(lǐng)域取得了如下重要成果：

（1）應(yīng)用慢病毒轉(zhuǎn)染的轉(zhuǎn)基因猴構(gòu)建技術(shù)，獲得了具有人自閉癥表型的轉(zhuǎn)基因猴（Nature，2016）；該工作分別入選了2016年度中國科學(xué)和中國生命科學(xué)十大進(jìn)展。

（2）開發(fā)精巢異種移植和外源激素刺激的猴成熟加速技術(shù)，縮短了非人靈長類傳代時(shí)間，并提早得到MeCP2轉(zhuǎn)基因猴和PRRT2基因編輯猴的子代（Cell Res，2016；Natl Sci Rev，2021）。

（3）建立并優(yōu)化了基于分子核酸酶的基因編輯猴模型構(gòu)建技術(shù)，獲得了多種猴模型（Cell Res，2017&2018；Natl Sci Rev，2019）。

（4）利用核移植技術(shù)在國際上首次獲得體細(xì)胞克隆猴（Cell，2018），并進(jìn)一步利用該技術(shù)成功構(gòu)建了世界上首批節(jié)律紊亂的BMAL1基因敲除克隆猴（Natl Sci Rev，2019）。該工作分別入選了2018年度中國科學(xué)和中國生命科學(xué)十大進(jìn)展。

（5）利用單堿基編輯技術(shù)成功構(gòu)建可以模擬臨床點(diǎn)突變的小鼠模型（Nat Commun，2018），在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步利用堿基編輯技術(shù)獲得模擬STXBP1基因臨床R292H突變的早發(fā)癲癇（EIEE）猴模型，該模型猴具有EIEE特征性腦電圖并表現(xiàn)出癲癇行為（Mol Ther，2022）。

4 內(nèi)外服務(wù)

平臺自成立以來，不僅為本中心，還為包括中國科學(xué)院動(dòng)物研究所、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)、上?？萍即髮W(xué)、華東師范大學(xué)等多家單位提供各種有關(guān)小鼠和非人靈長類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物相關(guān)的服務(wù)或?qū)嶒?yàn)輔助工作。目前，平臺可提供的主要服務(wù)工作包括：（1）動(dòng)物寄養(yǎng)和獸醫(yī)輔助工作；（2）轉(zhuǎn)基因和基因編輯動(dòng)物模型構(gòu)建（小鼠和猴）；（3）小鼠體外受精，單精子注射和胚胎移植凈化。詳細(xì)信息可參閱平臺網(wǎng)站http：//www.cebsit.cas.cn/ggpt/yjpt/lzlyjptsz/jyjs/。