李劲松教授：当单倍体干细胞遇上CRISPR/Cas9

6月17日，由生物谷主办的“2016（第三届）基因编辑研讨会”在沪隆重召开。中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所李劲松研究员为了我们带来了题为“当单倍体干细胞遇上CRISPR/Cas9”的精彩报告。

李劲松研究员2007结束在洛克菲勒大学的博士后研究，回国担任生化细胞所研究所研究员，研究组长，先后获得“百人计划”，“杰出青年基因”支持，研究成果2011年和2012年两次入选“中国科学十大进展”，率先建立小鼠的孤雄单倍体胚胎干细胞，并首次将Crispr-cas9技术应用于小鼠白内障疾病即个体水平的治疗。

本次会议，李劲松教授首先从单倍体产生的历史开始，为大家介绍了小鼠孤雄单倍体胚胎干细胞的建立。孤雄单倍体胚胎干细胞的建立有两种方法，分别是向去核的卵母细胞中注入精子，让其发育到囊胚，然后体外建系，通过流式分选的方法富集单倍体。或者去除受精卵的雌原核，让其发育到囊胚，然后体外建系，通过流式分选的方法富集单倍体。孤雄单倍体可以使卵子受精，产生小鼠，称之为“半克隆小鼠”。毫无疑问，孤雄单倍体的建立，相当于获得了可以体外进行遗传操作的“人造精子”。但李教授表示，单倍体的“受精能力”很低（半克隆小鼠出生效率大约4%，且其中一半发育阻滞），且会随细胞的传代逐渐丢失，通过将调控雄性印记的H19和Gtl2表达的H19-DMR和Gtl2-DMR敲除后，半克隆小鼠出生效率能提高到20%多，且基本无发育阻滞小鼠。

随后，李劲松教授讲解了结合CRISPR-Cas9技术对单倍体干细胞进行遗传编辑的应用和优势。首先，利用这种“人造精子”，可以快速制备基因编辑小鼠模型。比如：多基因敲除和敲入小鼠模型。其次，利用H19-DM和Gtl2-DMR双敲的孤雄单倍体携带CRISPR-Cas9文库能一步产生大量杂合及双链突变小鼠，建立了可以用于个体水平遗传筛选的新工具。再次，可进行多基因遗传疾病的研究，比如，四个基因杂合敲除小鼠可以模拟DM1疾病，最后，两者的结合在建立遗传筛选体系上也具有一定优势。

最后，李劲松教授介绍了卵子来源“人造精子”的建立，食蟹猴孤雌单倍体干细胞的建立以及人的孤雌单倍体胚胎干细胞的建立的工作。其中，卵子来源“人造精子”的建立得益于长期传代中，孤雌单倍体胚胎干细胞的雌性印记逐渐丢失，随后通过将H19-DMR和Gtl2-DMR敲除，也可使孤雌单倍体胚胎干细胞获得高效的使卵子受精的能力。