BioArt按：瑞特综合征（Rettsyndrome，RTT）是属于自闭症谱系范畴的神经发育性疾病。超过95%的瑞特综合征患儿携带MECP2基因突变，MECP2基因是X染色体连锁基因，其突变通常导致男性胎儿在胚胎期流产，而杂合突变患病的女孩在出生后6-18个月开始表现语言能力丧失、睡眠质量差、社交和认知障碍、大脑发育变缓、心电图异常、运动能力异常等综合症状。缺乏理想的动物模型是对其致病机理深入了解及新的治疗方法的研发的关键原因。非人灵长类与人类具有高度相似的遗传背景和生理基础，是人类疾病的理想动物模型。然而，至今尚未有从认知行为、病理和疾病机理等较系统的模拟瑞特综合征的非人灵长类动物模型报道。年5月18日，来自昆明理工大学、云南省灵长类生物医学重点实验室季维智、陈永昌研究团队和同济大学医学院孙毅团队在Cell杂志发表了题为“ModelingRettSyndromeUsingTALEN-EditedMECP2MutantCynomolgusMonkeys”的研究论文，运用TALEN技术开展食蟹猴瑞特综合征（Rettsyndrome，RTT）模型的研究，显示了非人灵长类是神经系统疾病的理想动物模型。这是既首次建立基于基因编辑的非人灵长类疾病模型后，成功利用基因编辑非人灵长类模型从行为模式，病理发生及其机制开展的系统性研究工作，对未来更深入地开展RTT发病机理研究和探索临床有效干预方法将产生深刻影响。鉴于该成果的重要意义，BioArt特别邀请到了中科院神经科学研究所仇子龙研究员撰写了题为《瑞特综合征的十年——从病人，小鼠到食蟹猴模型》的专题评论文章，系统的介绍了相关研究领域的背景和研究现状，并对今日发表的Cell文章做了深入的分析和点评。该研究成果通讯作者分别为季维智教授、陈永昌教授和孙毅教授，陈永昌教授还是该论文的第一作者和Leadcontact，论文第一作者还包括为昆明理工大学牛昱宇教授，孙毅团队俞珏华博士和刘海亮博士，昆明动物研究所秦冬冬博士。
特别评论：
瑞特综合征的十年——从病人，小鼠到食蟹猴模型
撰文丨仇子龙（中科院上海神经科学研究所研究员，国家“杰青”）
年春天，美国加州南部小镇，一个安静的美国家庭中突然来了很多客人，有加州大学洛杉矶分校（UCLA）和圣迭戈分校（UCSD）的教授们，也有许多坐着轮椅的女孩。这些女孩坐在轮椅上，目光中透露出对世界的好奇，但是却无法言语，手足间常常有不自主的颤动。这些女孩有一个共同的特征，是她们体内的MECP2基因都发生了严重的突变，导致她们患有瑞特综合征（Rettsyndrome）。在十年前的这次由瑞特综合征家长与瑞特综合征研究基金会组织的病人与科学家见面会上，还在加州大学圣迭戈分校做博士后研究的我第一次遇到了仰慕已久的加州大学洛杉矶分校孙毅教授。
瑞特综合征是一种严重的神经发育性疾病，时至今日仍然没有有效的治疗方法，在二十世纪六十年代由AndreasRett医生首先予以定义。年美国贝勒医学院的HudaZoghbi教授（BioArt注：HHMI研究员、“生命科学突破奖”获得者）经过艰苦的努力，寻找到了瑞特综合征的罪魁祸首—MECP2基因，发现95%的瑞特综合征女孩都携带MECP2基因的突变。关于MECP2与瑞特综合征的历史，请看笔者的另一篇文章（1）。瑞特综合征因为患者具有手部的刻板行为，早年被神经科医生归为自闭症谱系障碍（Autismspectrumdisorder）。MECP2基因后来被发现基因的倍增会在男孩中导致严重自闭症，因此它与自闭症的关系始终非常密切，对MECP2基因的研究也为我们认识了解自闭症打开了一扇重要的窗户。
当时在UCLA的孙毅教授是MECP2研究领域的开辟者之一，年她与哈佛大学MikeGreenberg教授同时在Science杂志上发表文章，报道MECP2在神经元中调控基因表达的新机理（2,3）。孙毅教授后来在MECP2基因领域又有一系列出色的工作发表。于年获得了瑞特综合征研究基金会博后基金的我也正式开始了MECP2的研究工作。
正和这次基金会组织的病人科学家见面会一样，对于瑞特综合征的研究工作始终与病人无法分开。组织这次见面会的Monica就是一位瑞特综合征女孩的妈妈，为了早日治愈她们的女儿，美国的一些瑞特综合征家长组织起来成立了私人基金会，募集捐款，支持瑞特综合征与MECP2相关的科学研究工作，她们深深了解科学在疾病治疗过程中的巨大作用（见下图）。在对MECP2进行了漫长的科学研究后，我们对这个基因及其编码蛋白的功能有了非常深入的了解，比如表观遗传学调控，小RNA剪切加工，以及调控突触可塑性等等。但是，病人家长和科学家们都迫切的想知道，基础科学研究最终距离帮助这些瑞特综合征孩子们究竟还有多远？
MonicaCoenraads和她的女儿Chelsea.《HHMIBulletin，》
我们知道人类的大脑是非常复杂的，具有复杂的沟回以及大脑分区，作为我们最常用的实验模式动物—小鼠来说，其大脑的结构虽然具有对应的感觉与运动皮层等基本结构—“麻雀虽小五脏俱全”(见下图)，但是对于瑞特综合征这种复杂的脑疾病来说，与瑞特综合征女孩一样缺失了MECP2基因的小鼠，却不能完整模拟人类病患的临床病理特征(4)。例如MECP2缺失的男孩无法出生，而缺失MECP2基因的雄性小鼠却能活至近成年期，携带MECP2基因突变的雌性小鼠也通常能够正常生育，直到6-9月后才会发病。是否有可能在尽可能接近人类的动物模型中建立瑞特综合征的模型，从而加快应对药物的研发工作呢？
图注：动物大脑比较左上角人类大脑，右下角实验小鼠大脑，（DeFelipe）
年孙毅教授回国担任上海同济大学医学院干细胞研究中心主任，千人计划专家，年开始与云南中科灵长类生物医学重点实验室、昆明理工大学季维智教授一起，探讨应用非人灵长类——猴类来建立瑞特综合征模型的可能性。年我也从UCSD回到中科院上海神经所，建立了自己的实验室，开展了独立的MECP2研究工作。
是否有可能在猴类中敲除MECP2基因？季维智教授长期从事猕猴胚胎干细胞及基因修饰构建灵长类动物模型的工作，但是当时的猕猴胚胎干细胞还不能像小鼠胚胎干细胞一样发育成子代个体。从年开始基因编辑方法的出现让这一切成为可能，第一个出现的基因编辑工具为锌指核酸酶（zincfingernuclease），虽然可以对基因组中的基因进行定点切割，但是效率不尽人意。第二类基因编辑工具TALEN（Transcriptionactivator-likeeffectornucleases）的出现让在细胞系中准确进行基因操作以及制作基因编辑动物的出现成为了可能。当然于年1月被首次在哺乳类细胞中进行基因编辑而被报道的第三类基因编辑工具CRISPR/Cas9(Clusteredregularlyinterspacedshortpalindromicrepeats/CRISPR-associatedprotein9)已经成为传奇，是目前最好的基因编辑工具。
年当TALEN方法被证明可以在小鼠受精卵中成功敲除目标基因的时候，季维智教授、孙毅教授和在中科院神经所的我都意识到千载难逢的机会就在眼前。如果TALEN的效率足够高，直接将TALENmRNA注射入猕猴受精卵，那么猕猴的MECP2基因就有可能被直接敲除！年底，季维智、孙毅教授团队和我们不约而同的开始了在猴类中进行TALEN方法的基因打靶工作。年下半年，经过食蟹猴漫长的近六个月怀孕期，第一批注射了打靶MECP2基因的TALENmRNA的食蟹猴出生了（5,6）。年，第三代基因编辑工具CRISPR/Cas9也出现了，季维智教授与沙家豪教授、黄行许教授开展合作，运用CRISPR/Cas9方法建立的基因突变猴也于年底出生了（7）。这三个工作发表于年上半年，宣告人类在灵长类中进行基因操控时代的到来（下图）。
然而基因操控还只是第一步，基因突变猴是否能更好的模拟人类的瑞特综合征女孩呢？季维智与孙毅教授的工作得到了数只携带MECP2基因突变的雌性食蟹猴，而我们只得到了一只携带MECP2基因缺失的雄性食蟹猴，于出生不久便去世，因此我们将工作集中到了MECP2转基因猴上，于年2月发表了MECP2转基因猴模拟MECP2倍增综合征病人自闭症样症状的文章（8）（下图）。
从年起，季维智教授与孙毅教授一起对MECP2基因突变猴开展了细致的功能研究，经过漫长的杂志评审过程，此工作终于于年5月18日在线发表在国际顶级生物学期刊Cell上（9）。在此项工作中，他们首先对基因突变猴进行了严格的基因测序及表达蛋白分析，证明了这些基因突变猴尽管还是基因突变的嵌合体，但是体内的MECP2蛋白明显表达下降，可以作为基因突变的模型进行研究。
研究者接着与中科院自动化所蒋田仔研究员合作，运用核磁共振成像的方法研究了基因突变猴大脑的结构，他们的结果显示基因突变猴在多个脑区包括杏仁核与cingulatecortex等等出现结构向的减小（下图）。对猴类的大脑还可以做多种功能向的脑成像，例如弥散张量成像（DTI）等。此类脑成像实验是无法对小鼠模型进行研究的，因为小鼠大脑结果相比之下太为简单，不具有如此复杂的结构。
季维智教授与孙毅教授接下来与中科院昆明动物所胡新天研究员等进行合作，对MECP2基因突变猴开展了一系列针对瑞特综合征与自闭症谱系障碍的行为学检测。首先，他们发现在MECP2突变猴表现出睡眠障碍，出现更碎片化的睡眠状况。在瑞特综合征中睡眠障碍问题是非常突出的临床症状之一。其次，研究团队发现MECP2突变猴出现了一系列自闭症样症状，例如主动社交接触变少，刻板样行为变多等。这些自闭症样行为在MECP2转基因猴中也有报道（8）。季维智教授与孙毅教授的团队更进一步，对MECP2基因突变猴进行了一个更令人信服的实验。我们知道自闭症孩子通常不与别人目光对视，心理物理学家后来发现，如果对自闭症孩子进行严格的眼动跟踪实验，自闭症孩子通常对人脸或者有感情的人脸无动于衷。研究者对MECP2基因突变猴也开展了这个实验，这个实验需要对基因突变猴及野生对照猴进行长达数月的训练，才能让猴子安静的在椅子上坐着进行认知实验。研究者发现，MECP2基因突变猴明显降低了对有表情的猴脸的兴趣，对明显更有攻击性和屈服的猴脸表示没有兴趣，而对面无表情的猴脸予以更多的北京治疗白癜风能治好么北京那家白癜风