11月18日，兩院院士增選結果揭曉，中國科學院分子細胞科學卓越創新中心李勁松當選中國科學院院士。他在《實驗動物與比較醫學》雜志2021年第5期“創刊40周年專家論壇”欄目發表文章《復雜疾病小鼠模型構建新策略：類精子單倍體胚胎干細胞介導的半克隆技術》，現供讀者學習交流。

李勁松，中國科學院院士，中國科學院分子細胞科學卓越創新中心（原生物化學與細胞生物學研究所）研究員，從事干細胞與胚胎發育相關研究。率領團隊建立了小鼠孤雄單倍體胚胎干細胞（即“類精子干細胞”），證明其能代替精子使卵子受精產生健康小鼠（即“半克隆技術”），并利用類精子干細胞攜帶CRIPSR/Cas9文庫實現了小鼠個體水平的遺傳篩選；提出并推動基于類精子干細胞技術的基因組標簽計劃。相關研究成果于2011年和2012年入選“中國科學十大進展”。以第一作者或通信作者身份在Cell、Nature、Cell Stem Cell、Nature Cell Biology等雜志發表60余篇研究論文。榮獲中國科學院“百人計劃”、國家杰出青年科學基金、中青年科技創新領軍人才、國家百千萬人才工程、中組部萬人計劃。

丁一夫，中國科學院分子細胞科學卓越創新中心（原生物化學與細胞生物學研究所）李勁松研究組助理研究員，主要從事以類精子胚胎干細胞為工具的人類復雜疾病的動物模擬研究，參與科技部、國家自然科學基金委員會、上海市科委的多個科研項目，以（并列）第一作者在Cell Research、Nature Cell Biology、Methods in Molecular Biology、Science China-Life Science等雜志上發表科研論文7篇。

本文摘要

摘要： 類精子單倍體胚胎干細胞是源自小鼠孤雄囊胚中的一種新型單倍體胚胎干細胞,僅含有父源遺傳物質,性染色體為X染色體,能在體外長期自我更新、增殖或誘導分化,并可以利用CRISPR系統進行單基因或多基因的編輯,能替代精子使卵母細胞受精。區別于原核注射、卵胞質內注射獲得嵌合體或利用四倍體補償技術等傳統構建基因修飾小鼠模型的方法,通過將基因編輯后的類精子單倍體胚胎干細胞注射到卵母細胞中,可以高效穩定地一步獲得基因型確定的半克隆小鼠,不會存在嵌合現象,原代小鼠即可用于研究?；陬惥訂伪扼w胚胎干細胞獲得的多基因精準編輯的復雜疾病小鼠模型,可以在生物個體水平上闡述多個基因協同互作的效應,從而更充分地模擬復雜的、可能受多個基因影響的人類疾病的各種病理特征,以挖掘新的診斷和治療方法。

關鍵詞: 單倍體,?類精子單倍體胚胎干細胞,?CRISPR/Cas9,?小鼠疾病模型

Abstract: The development of haploid genetics has motivated studies on genome evolution and function, especially the technological advancements in recent years have prompted the birth of culture techniques for mammalian haploid embryonic stem cells (haESCs). Sperm-like haESCs are novel haESCs derived from mouse parthenogenetic blastocysts. Sperm-like haESCs only contain paternal genetic material, and their sex chromosome is the X chromosome. They can self-renew, differentiate, and proliferate in vitro for a long time. Furthermore, editing single or multiple genes using the CRISPR system is possible for sperm-like haESCs, which can replace sperms to fertilize oocytes. In contrast to traditional methods for constructing mouse models, such as pronuclear injection, cytoplasmic injection, and tetraploid complementation, by injecting sperm-like haESCs after gene editing into oocytes, semi-cloned mice with a definitive genotype can be obtained efficiently and stably without chimerism, and primary mice can be used for research. The mouse disease model based on multiple precisely edited genes obtained from sperm-like haESCs can explain the effect of multiple genes synergistic interaction at the level of biological individuals to completely simulate various pathological characteristics of complex human diseases that may be affected by multiple genes, and this model facilitates the exploration of novel diagnostic and therapeutic methods.

Key words: Haploid,?Sperm-like haploid embryonic stem cells,?CRISPR/Cas9,?Mouse disease model

文章結構

0? 前言

1類精子單倍體胚胎干細胞技術的發展歷程

2類精子單倍體胚胎干細胞的特性

3基因修飾小鼠模型的發展歷史

4構建基因修飾小鼠的胚胎操作技術

5類精子單倍體胚胎干細胞構建小鼠模型的應用

6類精子單倍體胚胎干細胞技術構建小鼠模型的展望

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本文來源：《實驗動物與比較醫學》編委會。

賴梭梅, 丁一夫, 李勁松. 復雜疾病小鼠模型構建新策略：類精子單倍體胚胎干細胞介導的半克隆技術[J]. 實驗動物與比較醫學, 2021, 41(5): 369-383. DOI: 10.12300/j.issn.1674-5817.2021.143.

LAI Suomei, DING Yifu, LI Jinsong. A New Strategy for Constructing Mouse Models of Complex Diseases: Semi-cloning Technology Based on Sperm-like Haploid Embryonic Stem Cells[J]. Laboratory Animal and Comparative Medicine, 2021, 41(5): 369-383. DOI: 10.12300/j.issn.1674-5817.2021.143.?