人類生殖細胞的設計改造

設計修改人類生殖細胞或胚胎的基因，能夠在嬰兒出生之前就清除致命疾病，因而未來前景廣闊。但由于涉及對人類胚胎的操縱，且修改后的基因可以遺傳，因此該方面的研究存在一定的安全風險及倫理法律爭議。

2015?年，中山大學研究人員使用?CRISPR?基因編輯技術，修正人類胚胎中導致?β?型地中海貧血的基因。研究選用的是來自志愿者的廢棄且不能正常發育的胚胎。2016?年?4?月，廣州醫科大學附屬第三醫院團隊成功使用?CRISPR?編輯技術對人類胚胎進行基因編輯，精確定位切除了?CCR5?基因的?32?個堿基，使得部分胚胎獲得了對艾滋病病毒的免疫能力。2017?年?8?月，美國俄勒岡健康與科學大學等團隊合作使用基因編輯工具?CRISPR?系統，完成了對人類胚胎中導致肥厚型心肌病的?MYBPC3?基因突變的安全修復。該技術還能夠編輯修復其他高外顯率的疾病基因，如引起囊腫性纖維化或乳腺癌的相關基因。胚胎基因編輯技術與體外生殖及移植前基因診斷技術相結合，將能夠徹底預防遺傳疾病傳播給子孫后代。

用于人工細胞設計合成的使能技術的發展與動物模型的研究進展

人體細胞作為高等真核細胞的一種，具有多樣性、多細胞性、復雜調控、細胞分化、亞細胞區室化等特殊性質，為合成生物學提供了無限可能。DNA?的高效遞送及靶向穩定整合、基因編輯、人工染色體設計合成、豐富多樣的基因調節、區室隔離的代謝反應等使能技術的成熟發展，將極大促進人工設計的人體細胞在醫學領域的應用。由于篇幅所限，在此不作詳細介紹。

動物模型研究對于臨床研究必不可少，可為其提供技術范本和理論依據。科學家將基因編輯技術與體細胞核移植技術相結合，構建獲得了一批動物模型，自?1996?年第一只體細胞克隆綿羊“多莉”誕生后，小鼠、牛、山羊、豬、貓、兔、騾、馬、大鼠等多種哺乳動物的體細胞克隆相繼獲得成功，但犬與猴的克隆難度較大。近年來中國科學家在這些方面取得突破，中國科學院神經科學研究所團隊成功培育出世界上首對體細胞克隆猴，靈長類動物模型的建立對于腦疾病領域的研究意義非凡^[26]。中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院團隊以?ApoE?基因敲除犬的耳部皮膚成纖維細胞作為核移植供體，構建了世界首個基因敲除體細胞克隆的動脈粥樣硬化狗模型；該團隊還把人突變的亨廷頓基因粘貼到豬的亨廷頓基因中，獲得的小豬模型不僅具有大腦中特異神經元選擇性死亡這個特征，而且能表現出類似舞蹈樣的異常行為，這些病理特征及異常行為都可以穩定地遺傳給后代，從而為臨床研究提供了可靠的動物模型。