一.模型种类

二.模型简介

（1）农业动物模型

IGF2:  团队成员利用CRISPR-Cas9 技术构建了胰岛素样生长因子 2（Insulin-like growth factor, IGF2）三号内含子一个保守的SNP位点（IGF2-intron3-3072 ）编辑的巴马猪。修饰后的IGF2内含子位点破坏了抑制转录因子ZBED6的结合，从而提高了内源IGF2基因在肌肉组织中的表达。与野生型巴马猪相比，IGF2修饰猪在体重，胴体重，瘦肉率等方面都显著提高。野生型猪和IGF2修饰猪料重比并无较大差异，相比野生型猪IGF2修饰猪能够更早出栏，这一特点在生产上具有巨大优势。这一工作是世界上首次证明在不引入外源DNA序列和改变内源基因编码序列的前提下，通过编辑基因组非编码区域可以显著提高牲畜的生产经济性状。

（2）免疫缺陷动物模型

RG/RGD: 免疫缺陷性动物是指先天遗传突变或用人工方法造成一种或多种免疫系统组成成分缺陷的动物，重症联合免疫缺陷疾病,即SCID小鼠被广泛运用于感染免疫、炎症、肿瘤和干细胞等相关研究。但小鼠在体型、寿命和对炎症的免疫反应机制等与人类相差较大，在疫苗的开发、药物筛选与临床评价、干细胞治疗的长期跟踪等与人类临床相关的研究中受到局限。由于猪在体型，寿命，生理指标，特别是免疫机制等与人类相近，该研究成功建立的RAG1/IL2RG/CD47等敲除的SCID小型猪模型有望在生物医药和转化医学中发挥重要作用。

（3）器官缺陷动物模型

FAH：FAH编码的延胡索酰乙酰乙酸水解酶是酪氨酸分解代谢的关键的酶，缺失FAH基因会引起严重的肝损伤，致使肝细胞凋亡。而猪在解剖，生理病理学，营养代谢和疾病特征等方面都与人类相似度更高，根据生物安全性、生理功能指标等多方面评价，基因修饰猪已然成为疾病发生机制，病理毒理研究，异种细胞再生系统，异种器官来源等多方面的重要动物模型。若使用FAH-/-RAG2-/-的猪代替FAH-/-RAG2-/-的小鼠，则可提供足量的干细胞用于肝细胞移植和生物人工肝治疗。

（4）疾病动物模型

vWF: 该研究团队通过直接向小型猪的受精卵中注射切割vWF基因的CRISPR-Cas系统，高效地获得了存活的双等位基因突变的小型猪，证实了CRISPR技术在大动物中的可应用性。相比传统的先在体细胞中进行基因敲除，然后通过体细胞核移植获得基因敲除猪的“两步法”，基于CRISPR高效性和便捷性的直接注射“一步法”能够更加快速和方便地获得基因敲除猪。vWF的突变会导致临床上的I型和III型血管性血友病。该研究进一步发现这些基因敲除猪具有与血管性血友病患者相似的临床表型——严重的凝血功能障碍。这也是首次报道利用CRISPR技术制备出具有特定疾病表型的哺乳动物疾病模型。该研究为利用猪为对象快速建立基因修饰的动物模型提供了新的途径，将对家畜疫病与人类疾病的发病机理与治疗方法研究起到较大的推动作用。 

（5）异种器官移植动物模型

GBC-4F：利用基因编辑技术试图关闭猪体内3个能引起人体排异反应的基因，旨在消除人体免疫系统对猪器官的排异。同时进行导入人源化相关基因，旨在解决异种兼容问题。

三. 动物模型制备流程

通过CRISPR/Cas9等编辑技术制备特定基因修饰的猪模型。CRISPR/Cas9是目前最常用的基因编辑技术，同时结合本实验室自主研发的新型基因编辑工具可高效进行可用于制备CKO/KO/KI/PM等类型基因编辑猪。

四.技术简介

CRISPR/Cas9是一种通过Cas9/gRNA复合物对靶基因位点进行切割诱导DNA修复的方式实现特定基因修饰的基因编辑技术。CRISPR/Cas9是目前最常用的基因编辑技术，相对于其他技术（TALEN、ZFN、ES技术）有简单，快速，成本低等优点，同时结合实验室自主开发的基因编辑工具cas12a/cas12b等新技术，目前大动物研究基地每年可高效构建多基因修饰猪模型移植量超500例，怀孕率70%以上，构建能力位于世界前列。