中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院賴良學課題組與浙江大學肖磊課題組、中國科學院上海巴斯德研究所孟廣勛課題組合作在國際學術(shù)期刊The Journal of Immunology（《免疫學雜志》）發(fā)表了題為“Engineered pigs carrying a gain-of-function NLRP3 homozygous mutation can survive to adulthood and accurately recapitulate human systemic spontaneous inflammatory responses”的研究論文。該研究利用基因編輯技術(shù)和體細胞克隆技術(shù)，對NLRP3基因進行定點突變，讓NLRP3炎癥小體活性增強，精準地模擬出人類自發(fā)性炎癥疾病。

NLRP3炎癥小體是固有免疫的重要組分，是炎癥反應的核心，可被多種類型的病原體或理化信號所激活，在多種炎癥相關(guān)的疾病發(fā)生過程中都發(fā)揮了關(guān)鍵作用，NLRP3炎癥小體已成為各種炎癥性疾病的治療新靶點。在病人中發(fā)現(xiàn)，NLRP3蛋白的一個氨基酸突變， 即260位氨基酸由精氨酸突變?yōu)樯彼幔瑫鹧仔孕◇w過度激活，從而導致全身性自發(fā)炎癥反應，該疾病尚無有效的治療手段，對其發(fā)生機制闡明和新的治療手段研發(fā)需要合適的動物模型。目前，該疾病的動物模型來自小鼠，但小鼠的NLRP3 信號激活通路與人類NLRP3信號的激活通路有所不同，小鼠模型不能完全表現(xiàn)人類自發(fā)炎癥疾病的癥狀。而豬與人的NLRP3信號激活通路更為相似，所以研究團隊選擇豬為實驗對象，擬培育出更接近人類自發(fā)性炎癥疾病的動物模型。

研究人員將CRISPR/Cpf1技術(shù)與單鏈寡核苷酸結(jié)合，在體細胞中將豬基因編碼第259位精氨酸的密碼子CGG突變?yōu)榫幋a色氨酸的TGG，獲得了NLRP3基因突變細胞株。利用該細胞株作為核供體，通過體細胞克隆技術(shù)成功地培育出了NLRP3點突變豬。NLRP3點突變豬表現(xiàn)了典型的自發(fā)性全身炎癥癥狀。與人類病人一樣，不論純合子突變豬還是雜合子突變豬，不同的個體癥狀的輕重有所不同，很多個體表現(xiàn)出自發(fā)炎癥導致的早期死亡，但大約一半的個體可以發(fā)育到性成熟，因而能規(guī)模化地繁育出帶有NLRP3點突變豬種群。

研究團隊獲得的NLRP3炎癥小體激活增強豬模型，為抗炎藥物篩選提供理想的動物模型，同時也將為一系列NLRP3炎癥小體相關(guān)疾病，如家族性周期性自身炎癥反應、2型糖尿病、阿爾茲海默癥和動脈粥樣硬化癥等的發(fā)生、發(fā)展機制研究提供工具豬模型；另一方面，該模型也為利用天然免疫對抗外來病毒/細菌提供研究工具，在抗病育種領域具有潛在的應用價值。

該論文的共同通訊作者為王可品副研究員、孟廣勛研究員以及賴良學研究員。浙江大學動物科學學院博士研究生李文靜、石磊，廣州生物醫(yī)藥與健康研究院博士研究生莊鎮(zhèn)鵬、助理研究員吳涵博士為共同第一作者。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、轉(zhuǎn)基因重大專項、生物島實驗室、中國醫(yī)學科學院創(chuàng)新單元及中國科學院青年創(chuàng)新促進會等多個項目的支持。

來源：中科院