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暨南大學閆森及涂著池共同通訊在Signal Transduction and Targeted Therapy在線發表題為“Generation of inactivated IL2RG and RAG1 monkeys with severe combined immunodeficiency using base editing”的研究論文，該研究提出了一種使用CBE4max系統使IL2RG和RAG1基因失活來構建免疫缺陷猴模型的方法。經過堿基編輯的猴子表現出嚴重受損的免疫系統，其特征是淋巴細胞減少、淋巴樣器官萎縮和成熟T細胞缺乏。此外，這些經過基因編輯的猴子能夠承載和支持人類乳腺癌細胞的生長，從而導致腫瘤的形成。總之，該研究已經成功開發了一種免疫缺陷猴模型，該模型具有使用CBE4max系統促進腫瘤生長的能力。這些免疫缺陷猴子顯示出作為推進生物醫學和轉化研究的寶貴工具的巨大潛力。

嚴重聯合免疫缺陷(SCIDs)包括一組遺傳性疾病，嚴重破壞免疫系統的功能。這導致來自胸腺和骨髓的T細胞和B細胞的缺失或減少，導致細胞和體液適應性免疫受損。SCID的發病機制主要涉及由于嘌呤代謝缺陷、通過常見γ鏈依賴性細胞因子受體的信號傳導異常、V(D) J重組異常以及前TCR/TCR信號傳導缺陷導致的前體淋巴細胞過早死亡一些基因突變已被確定為SCIDs的誘因，包括MALT1、ZAP70、IL21R、FOXN1、CORO1A、RAG1/2、IL2RG、AK2、IKBK2、UNC119、LCK、TTC7A、CARD11和BCL10。其中，IL2RG，也被稱為公共γ鏈，作為IL-21、IL-15、IL-9、IL-4和IL-7受體共有的IL-2受體的亞基。

IL2RG突變導致X連鎖嚴重聯合免疫缺陷(X-SCID)，這是最常見的SCID形式，占所有病例的50%。在X-SCID中，T和NK細胞缺失或明顯減少，而B細胞表現出功能障礙，其數量正常或增加。另一個與SCID相關的基因是RAG1，它通過促進發育中的淋巴細胞V(D)J重組在適應性免疫中起關鍵作用RAG重組酶(RAG1/2)將可變(V)、多樣性(D)和連接(J)基因片段隨機組合，生成V(D)J外顯子，編碼T細胞受體和抗體的可變區。許多喪失功能的RAG1突變體已被確定為人類SCID的致病因素。這些突變體的特征是部分蛋白表達和T細胞和B細胞的有限產生，同時保持正常NK細胞的功能。

免疫系統受損的動物可分為先天性突變引起的遺傳免疫缺陷或通過生物技術方法人工誘導的遺傳免疫缺陷。目前，有幾種類型的遺傳免疫缺陷動物模型，如小鼠、大鼠和豬。這些免疫缺陷動物在腫瘤學、干細胞治療、免疫系統研究和傳染病等領域有廣泛的應用。人源化小動物模型在免疫腫瘤學研究中特別有價值，因為它們提供了臨床轉化的潛力。然而，針對具體情況準確選擇合適的模型仍然具有挑戰性。目前還不可能找到一種完全復制人類生物學所有方面的小鼠模型，而且一些SCID小鼠隨著年齡的增長會出現“免疫泄漏”。這些“泄漏”導致小鼠產生少量功能性T細胞和B細胞，以及免疫球蛋白。SCID小鼠免疫泄漏背后的分子機制尚不清楚，目前還沒有確定的診斷標準。非人靈長類動物(NHPs)在系統發育上與人類高度相關，在生理上有許多相似之處，包括免疫系統特征NHPs與人類在遺傳和生理上的相似之處使它們成為生物醫學研究的優秀模型。因此，建立免疫缺陷猴模型勢在必行。

堿基編輯猴的生成過程示意圖（圖源自Signal Transduction and Targeted Therapy）

雖然CRISPR/Cas9有望用于治療和生物學研究，但由于它依賴DNA雙鏈斷裂(DSBs)來促進基因編輯，因此引起了人們的擔憂。CRISPR/Cas9誘導的DSBs可導致數千個堿基對的缺失，從而導致可能對有絲分裂活性細胞產生有害影響的基因型的產生。例如，當應用于人類多能干細胞時，CRISPR/Cas9可以誘導p53突變，限制了細胞替代療法的可行性。此外，基因編輯的效率受到插入缺失突變的高頻率的阻礙，在HEK293T細胞中，CRISPR介導的同源定向修復率僅達到38%。

然而，大多數已知的遺傳疾病主要是由單核苷酸多態性(SNPs)引起的。因此，需要能夠在不引入DSBs的情況下特異性地修改目標位點上的單個堿基對的方法。堿基編輯器提供了可編程性和靈活性，消除了對DSBs的需求，克服了傳統Cas9核酸酶在基因編輯中的局限性。胞嘧啶堿基編輯器(CBEs)具有胞嘧啶脫氨酶活性，已被有效地用于在包括人類、小鼠和作物在內的各種生物體的基因組中引入精確的單堿基突變。與CBE4相比，CBE4max系統是C-G到T-A轉化的增強工具，已在小鼠模型中開發和驗證，隨后對哺乳動物物種進行了優化。

該研究利用CBE4max系統在IL2RG和RAG1基因中引入特異性單核苷酸替代，成功實現了非人靈長類動物免疫缺陷模型的生成。堿基編輯過程導致被編輯猴子的免疫系統明顯受損，表現為淋巴細胞減少、淋巴樣器官萎縮和缺乏成熟T細胞。此外，研究人員觀察到人類乳腺癌細胞在堿基編輯的猴子體內存活和增殖的顯著能力。這些有免疫缺陷的猴子是臨床前研究的寶貴工具，并彌合了小動物模型與人類之間的差距。它們的利用可以顯著提高臨床前研究的有效性，為抗癌藥物的開發和再生醫學領域的異源細胞或器官移植提供依據。