摘要:近日,中国科学院昆明动物研究所依托“模式动物表型与遗传研究国家重大科技基础设施(灵长类设施)”,接连在灵长类动物模型研究领域取得重要进展。建立全球首个模拟人类罕见病,共济失调—毛细血管扩张症(简称A-T)的非人灵长类动物模型,为“心碎儿童病”治疗研发打开新大门
近日,中国科学院昆明动物研究所依托“模式动物表型与遗传研究国家重大科技基础设施(灵长类设施)”,接连在灵长类动物模型研究领域取得重要进展。建立全球首个模拟人类罕见病,共济失调—毛细血管扩张症(简称A-T)的非人灵长类动物模型,为“心碎儿童病”治疗研发打开新大门;另一项研究发现猕猴自发自伤行为与青少年自伤问题高度相似,为破解青少年自伤生物学谜团提供关键工具。两项研究结果均发表于国际知名学术期刊。
首个A-T猕猴模型诞生
再现“儿童罕见病”核心症状
A_T猕猴模型模式图
“孩子6个月不会稳稳坐下,1岁走路摇摇晃晃总跌倒,青春期就再也站不起来……”这种让无数家庭绝望的疾病,是小儿共济失调-毛细血管扩张症展现的临床症状,该病是由ATM基因突变引发的罕见遗传性神经退行性疾病。虽每十万名新生儿仅1至2人患病,但其危害却波及多系统:患儿不仅运动障碍逐渐加重,从走路不稳到依赖轮椅,还会因免疫缺陷反复感染,眼结膜出现红血丝,血液中甲胎蛋白升高,对辐射更敏感且患肿瘤风险大增。更残酷的是,目前全球尚无治愈方法,医生只能靠免疫支持、康复训练延缓病情,家长只能眼睁睁看着孩子被疾病吞噬。
长期以来,A-T研究受困于缺乏合适动物模型:常用小鼠模型仅能模拟部分症状,无法再现人类患者“小脑萎缩”“进行性共济失调”等核心病变,导致发病机制研究和药物研发屡屡受阻。而猕猴大脑结构、神经发育与人类高度相似,尤其小脑功能贴近人类患者病变特点,成为模拟A-T的理想选择。
近日,昆明动物研究所团队首次用CRISPR-Cas9基因编辑技术,在猕猴胚胎中“敲除”ATM基因,成功培育出ATM功能缺失的猕猴模型。令人振奋的是,这些猕猴出生后,逐渐表现出与A-T患儿几乎一致的症状:生长慢于同龄猕猴,免疫力差易生病,眼结膜出现毛细血管扩张,血液甲胎蛋白水平升高,对辐射更敏感,还完整再现了“小脑萎缩”和“运动失调”——脑部磁共振成像(MRI)可见小脑体积逐渐缩小,下肢运动愈发不灵活,病理检测发现小脑内负责运动控制的细胞数量减少,且出现退化特征。
研究团队还首次发现,小脑内一些“保姆”细胞功能紊乱,可能是导致运动控制细胞退化的重要原因。这一发现为解开A-T发病机制提供了新线索,也为未来治疗指明方向。该研究于2025年9月16日发表在《Cell Reports Medicine》,填补了小鼠模型空白,证明ATM基因缺失与A-T发病的直接关联,更让科学家能在贴近人类的猕猴模型上研究机制、寻找药物靶点、测试药物安全性,为A-T家庭带来希望。
猕猴自伤行为“镜像”青少年难题
为精神健康研究找对模型
自发自伤猕猴表型测定
“不是想自杀,却忍不住割伤、烧伤自己”——近年来,“非自杀性自伤(NSSI)”在青少年中增多。当事人虽无自杀意图,这种行为却大幅增加自杀风险,给个人、家庭和社会带来沉重负担,已被纳入临床关注的精神健康问题。然而,可长期以来,因缺乏能模拟人类NSSI特征的动物模型,其生物学原因始终成谜,有效疗法研发受阻。
转机来自昆明动物研究所的观察:饲养的猕猴群体中,个别猕猴会“自发”持续性自伤行为。研究团队依托灵长类设施,对这些“自伤猕猴”展开全方位研究,包括观察行为、检测血液与脑脊液指标、分析脑部影像学特征等,并与人类NSSI患者数据对比。
结果显示,自伤猕猴与人类青少年NSSI患者高度相似:行为上,运动能力下降、不爱社交、情绪控制差、认知受损;生理上,血液中与压力、情绪、社交相关的激素或物质水平偏低;代谢层面,消化相关通路更活跃,但与愉悦感、细胞信号转导相关的通路变弱;脑部结构与功能上,负责情绪处理的杏仁核体积变大,负责思考决策的脑区灰质体积减少,相关脑区功能连接更强。
研究还发现,连续低剂量使用氯胺酮,对猕猴自伤行为及相关指标无明显改善,这为后续治疗研发提供了重要参考。该研究于2025年7月31日发表在《Research》,首次证实自伤猕猴可作为研究人类NSSI的“优质模型”,为探究青少年自伤机制、寻找预警信号、测试新疗法提供关键支撑。
模式动物表型与遗传研究国家重大科技基础设施(灵长类设施)
据了解,这两项重要研究均离不开“模式动物表型与遗传研究国家重大科技基础设施(灵长类设施)”的支撑。这个位于昆明的国际一流设施,能开展灵长类动物从分子到整体、从胚胎到成体的全尺度研究,可规模化培育标准化模式动物,精准检测表型与遗传信息。目前,灵长类设施已在灵长类疾病模型构建、脑进化等领域取得多个突破,支撑了一批国家重大重点科研项目开展,助力多项原创性发现。
未来,随着灵长类设施持续发力,以及依托设施开展工作的科研团队深入探索,我国在罕见病治疗、精神健康研究、创新药物研发等领域,有望取得更多惠及人类健康的新成果。
云南日报-云新闻记者:吴沛钊
编辑:李兴文
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来源:云南日报