“设计精子”将定制基因导入后代

生物通报道：英国北米姆斯皇家兽医学院的科学家们，在12月2日的The FASEB Journal杂志上发表的一项最新研究中，通过一个病毒载体将新的遗传物质导入小鼠精子中，让这些基因在胚胎中表达并起作用。这项发现——如果在人类中是成功的——能为遗传医学带来新的希望。

“新遗传学”承诺，通过利用“设计精子”，导入新的功能基因，能够改变后代中有缺点的基因。按照惯例，转基因技术一般依赖卵细胞进行遗传修饰。然而，由于雄性生殖细胞包括成熟精子的可及性，其具有用于转基因的材料优势。英国北米姆斯皇家兽医学院的研究者们，在12月2日的The FASEB Journal杂志上发表的一项最新研究中，通过一个病毒载体将新的遗传物质导入小鼠精子，让这些基因在胚胎中表达。这种新的遗传物质，竟然能够在三代检测的小鼠中遗传、存在和起作用。这项发现——如果在人类中是成功的——能为遗传医学带来新的领域，在这个领域内，疾病能够有效的治疗，新的人类属性例如器官再生也许行得通。

本研究的第一作者、英国北米姆斯皇家兽医学院临床兽医学系的Anil Chandrashekran博士称：“转基因技术是研究人类和动物中各种疾病、理解生物学中关键问题的最重要的工具。”

为了达到这些研究目的，Chandrashekran和同事们利用慢病毒，通过雄性生殖细胞系，生成转基因动物。当编码绿色荧光蛋白（GFP）的假型的慢病毒载体，与小鼠精子共孵育时，这些精子能够非常成功地产生转基因动物。慢病毒载体转染的小鼠，被用于体外受精研究，随后通过胚胎移植，至少42%的转基因小鼠是GFP转基因小鼠。在包括睾丸在内的广泛的小鼠组织中检测GFP的表达，发现转移基因能被稳定地传递到转基因动物的第三代子代中。

The FASEB Journal杂志的总编Gerald Weissmann博士称：“采用修改的精子来插入遗传物质，不仅对未来的研究，而且对人类医学，都有可能是一个重大的突破。它促进了转基因动物模型的发展，同样能够为人类带来治疗的益处。多年来，我们都在追求有效的基因疗法，曾经遇见过很多的障碍和死胡同。如果我们能改变精子，改善后代的健康，这将完全改变我们‘预防医学’的观念。“（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Efficient generation of transgenic mice by lentivirus-mediated modification of spermatozoa
Abstract：Transgenic technologies conventionally rely on the oocyte as a substrate for genetic modification. Owing to their accessibility, however, male germ cells, including mature sperm, have material advantages for use in transgenesis. Here we have exploited lentiviruses to generate transgenic animals via the male germline. When pseudotyped lentiviral vectors encoding green fluorescent protein (GFP) were incubated with mouse spermatozoa, these sperm were highly successful in producing transgenics. Lentivirally transduced mouse spermatozoa were used in in vitro fertilization (IVF) studies, and when followed by embryo transfer, ≥42% of founders were found to be transgenic for GFP. Inverse PCR strategy for integration site analysis demonstrated integration of at least 1 or 2 copies of GFP in the transgenics, mapping to different chromosomes. GFP expression was detected in a wide range of murine tissues, including testis and the transgene was stably transmitted to a third generation of transgenic animals. This relatively simple, yet highly efficient, technique for generating transgenic animals by transducing spermatozoa with lentiviral vectors in vitro is a powerful tool for the study of fertilization/preimplantation development, vertical viral gene transmission, gene function and regulation, and epigenetic inheritance.