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研究团队与美国密歇根大学心血管研究中心陈育庆教授领导的研究团队合作，首次将锌指核酸酶基因打靶技术应用于猪内源性基因敲除研究，成功敲除了猪内源性PPARγ基因。此研究在世界上首次建立了对糖尿病和心血管并发症的研究有重要应用价值的PPARγ基因敲除猪模型。研究成果于2011年4月19日在线发表于国际著名期刊《细胞研究》 Cell Research 上。

目前，敲除大动物的内源性基因只有通过体细胞基因敲除结合克隆技术才能够实现。由于体细胞基因敲除效率极低，导致通过克隆技术获得敲除基因的大动物模型难度极大、效率极低。锌指核酸酶是一种可在DNA特定位置产生双链断裂的工程蛋白。此前，在一些低等动物的研究证明，锌指核酸酶技术可极大地提高基因敲除效率，曾被美国《科学》杂志评为2009年生命科学领域十大创新技术之一。但在大动物中，该技术途径一直没有成功。此次研究中，研究者将锌指核酸酶技术应用于猪体细胞的基因敲除，使体细胞基因敲除的效率由原来的10-6提高到大于4%，并结合克隆技术成功获得了2头PPARγ基因敲除猪，首次实现了该技术在大动物内源性基因敲除中的应用。该研究不仅建立了高效的基因敲除猪制作技术平台，也为其它缺乏胚胎干细胞系的大动物的基因敲除提供了可靠的技术手段。

噻唑烷二酮类药物（例如文迪雅）是胰岛素增敏剂，用于治疗2型糖尿病，2006年曾经是临床上销售额最大的治疗糖尿病的药物。PPARγ是噻唑烷二酮类药物的靶点。科学家们利用小鼠的研究结果表明噻唑烷二酮类药物在治疗糖尿病的同时对心血管系统也有保护作用，但由于小鼠心血管系统与人类相差甚远，使得小鼠的研究结果与近年临床上观察到的病人心脏毒副作用不一致。因此，科学家们急需建立与人类更为接近的大动物模型来研究糖尿病及其心血管并发症。由于猪的心血管系统与人类接近，是理想的研究糖尿病和心血管疾病的动物模型，中美双方科学家合作在世界上首次得到内源性基因敲除的猪模型，将为科学家们系统性地探索噻唑烷二酮类药物的心血管副作用，以及开发新型的PPARg药物提供新的研究平台。

推荐原文出处：

Cell Research  DOI： doi:10.1038/cr.2011.70

Generation of PPARγ mono-allelic knockout pigs via zinc-finger nucleases and nuclear transfer cloning

Dongshan Yang, Huaqiang Yang, Wei Li, Bentian Zhao, Zhen Ouyang, Zhaoming Liu, Yu Zhao, Nana Fan, Jun Song, Jiangtian Tian, Feng Li, Jifeng Zhang, Lin Chang, Duanqing Pei, Y Eugene Chen, Liangxue Lai

Gene targeting in mouse embryonic stem (ES) cells has revolutionized the field of mouse genetics and allowed for the analysis of diverse aspects of gene function in vivo. For more than two decades, researchers have been actively searching for ES cells from large animals such as pigs and cattle.

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