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近年來，隨著斑馬魚基礎(chǔ)研究的深入及基因測序技術(shù)的發(fā)展，斑馬魚基因編輯技術(shù)在基因敲除、基因敲入、轉(zhuǎn)基因品系訂制及表觀遺傳修飾等方面的應(yīng)用日益廣泛，為基因組研究、新的癌癥治療方法的研發(fā)、遺傳性疾病的攻克等領(lǐng)域提供了全新的研究切入點(diǎn)及應(yīng)用方向，也讓我們見證著生物學(xué)上的突破對人類生命和健康質(zhì)量提高的巨大影響。

南京環(huán)特智魚生物科技有限公司總經(jīng)理潘忠軍受邀作客江寧藥谷，以“斑馬魚基因編輯可視化應(yīng)用研究與實(shí)踐"為主題，分享了對當(dāng)前斑馬魚基因編輯技術(shù)的探索、實(shí)踐與研究成果。以下為本期專訪內(nèi)容——

▲ 斑馬魚基因編輯流程

斑馬魚“基因編輯可視化"研究與應(yīng)用

記者：潘總，南京環(huán)特智魚生物科技有限公司的前身是南京歆佳醫(yī)藥科技有限公司，請問在斑馬魚基因編輯技術(shù)服務(wù)方面，公司這些年取得了哪些成果？有什么產(chǎn)品或技術(shù)是您的團(tuán)隊(duì)傾注心血聚焦開發(fā)的？

潘忠軍：南京環(huán)特智魚生物科技有限公司，是一家以斑馬魚轉(zhuǎn)基因、基因敲除、敲入，尤其是基因置換技術(shù)為核心，在斑馬魚PDTX技術(shù)及科研服務(wù)方面具備一定技術(shù)積累，專注于提供各種遺傳工程斑馬魚的定制、斑馬魚基因編輯技術(shù)及斑馬魚疾病模型開發(fā)等專業(yè)技術(shù)服務(wù)的高科技企業(yè)，可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)建復(fù)雜基因敲入，包括點(diǎn)突變、條件性敲除等難度較高斑馬魚基因編輯技術(shù)服務(wù)。

此外，利用斑馬魚胚胎透明的特點(diǎn)，我們近幾年研究斑馬魚基因編輯可視化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)可視化基因型篩選，減少其它動物模型中大量的基因型篩選和鑒定工作，發(fā)揮斑馬魚模型未來的應(yīng)用優(yōu)勢。

▲ 斑馬魚基因編輯技術(shù)服務(wù)

我們一直聚焦斑馬魚各種疾病模型的開發(fā)，除基因編輯技術(shù)外我們也開發(fā)多種其它技術(shù)應(yīng)有構(gòu)建疾病模型。自2017年開始，我 們聚焦開發(fā)在斑馬魚中構(gòu)建人源腫瘤異種移植瘤模型（PDTX）。目前，我們公司已相繼成功構(gòu)建了斑馬魚肺癌、結(jié)腸癌、卵巢癌等PDTX。該模型能夠快速為臨床腫瘤患者篩選出敏感的腫瘤化療藥和靶向藥物，為臨床腫瘤病人節(jié)約治療時間成本和經(jīng)濟(jì)成本，也提高了腫瘤患者的生活質(zhì)量。

2019年，我們與東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院呼吸科的學(xué)科帶頭人宋勇教授合作建立了“斑馬魚人源肺癌異種移植瘤模型"，該項(xiàng)目獲得江蘇省科技廳的社發(fā)重點(diǎn)項(xiàng)目資金支持，也是基于該項(xiàng)目與宋教授開展了臨床肺癌精準(zhǔn)化治療研究工作。

▲ 斑馬魚移植瘤模型（紅色：移植的人源腫瘤細(xì)胞；綠色：斑馬魚血管內(nèi)皮細(xì)胞）

宋教授反饋的臨床數(shù)據(jù)顯示，使用斑馬魚模型PDTX模型測試的藥物敏感性與臨床用藥數(shù)據(jù)吻合率達(dá)到80%以上，后續(xù)將會持續(xù)深入研究。宋教授也表示，斑馬魚PDTX模型中的藥物敏感性測試結(jié)果為他們的臨床精準(zhǔn)治療提供有效參考，更給病患們帶來實(shí)際幫助，未來將有巨大的現(xiàn)實(shí)意義。

為了更好地推進(jìn)這一項(xiàng)目，在2021年5月8日，以“斑馬魚PDTX創(chuàng)新轉(zhuǎn)化基地"的建設(shè)方案獲批成為江蘇省研究型醫(yī)院學(xué)會的創(chuàng)新基地。我們也將持續(xù)擴(kuò)大與各大醫(yī)院的合作，從而獲得多中心和多腫瘤的測試數(shù)據(jù)，逐步推動斑馬魚PDTX模型在臨床精準(zhǔn)治療應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。

在此開發(fā)的過程中，我們同時還積極拓展相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)方向的基礎(chǔ)研究。比如說我們與江蘇省腫瘤醫(yī)院許林院長的科研團(tuán)隊(duì)合作，利用斑馬魚移植瘤建立技術(shù)在活體模型中篩選關(guān)鍵的致癌基因。雙方還將在斑馬魚中建立多細(xì)胞的移植瘤模型來研究腫瘤的微環(huán)境，如腫瘤的免疫逃逸、腫瘤的血管生成等等方向。

▲ 斑馬魚移植瘤模型用于腫瘤關(guān)鍵基因篩選

記者：您認(rèn)為，現(xiàn)階段貴公司的斑馬魚基因編輯技術(shù)研究平臺有哪些核心競爭優(yōu)勢？

潘忠軍：我們的核心優(yōu)勢：其一，我們擁有完整的、斑馬魚基因編輯技術(shù)，擁有南京、杭州等多地近5000㎡的斑馬魚養(yǎng)殖與研究中心及自主開發(fā)的、種類齊全的斑馬魚品系等。

通過多年的技術(shù)研發(fā)、人員培訓(xùn)以及和客戶的互相配合，我們不僅把斑馬魚基因編輯技術(shù)在深度和廣度上大力向前推進(jìn)，同時也將斑馬魚模型向臨床疾病治療、新藥篩選、食品、化妝品、功能性食品及藥品等檢驗(yàn)檢測領(lǐng)域推廣，使得斑馬魚的應(yīng)用范圍更加廣泛。在這期間，我們也得到了眾多客戶對我們服務(wù)質(zhì)量的認(rèn)可。這是我們在行業(yè)中核心的優(yōu)勢。

第二，依托于環(huán)特生物的資源優(yōu)勢及杭州、南京、上海等諸多合作醫(yī)院豐富的臨床資源，目前我們與許多醫(yī)院的學(xué)科帶頭人建立了長期穩(wěn)定的合作關(guān)系。越來越多的臨床專家們逐步了解并接受使用斑馬魚模型與臨床科研相結(jié)合，從而發(fā)揮該模型的研究優(yōu)勢；通過與他們的合作，我們也可開展斑馬魚模型相關(guān)的應(yīng)用研究，這樣雙方能夠比較斑馬魚疾病模型測試數(shù)據(jù)與臨床數(shù)據(jù)的一致性，進(jìn)而推進(jìn)斑馬魚模型的臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化。

記者：貴公司在與醫(yī)院臨床開展精準(zhǔn)治療研究，將斑馬魚技術(shù)成果進(jìn)行轉(zhuǎn)化方面有哪些可供借鑒的探索實(shí)踐？

潘忠軍：在公司創(chuàng)立初期，我們就確立了以斑馬魚基因編輯技術(shù)服務(wù)為主，為中科院所屬的研究機(jī)構(gòu)和各大科研院校的重大生命科學(xué)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目提供科研服務(wù)。

后來，經(jīng)過多年積累，到2018年我們公司又與醫(yī)院開展臨床精準(zhǔn)治療研究以及食品藥品安全性評價(jià)相結(jié)合，著重將斑馬魚技術(shù)成果進(jìn)行轉(zhuǎn)化，先后與南京各三甲醫(yī)院許多科室的學(xué)科帶頭人開展了斑馬魚精準(zhǔn)治療臨床轉(zhuǎn)化合作。

另一方面，結(jié)合環(huán)特生物現(xiàn)有的服務(wù)優(yōu)勢，我們還將基因編輯技術(shù)結(jié)合多個方面，包括環(huán)特生物在化妝品、食品等的功效和安全性。同時，我們目前正在與 同濟(jì)大學(xué)的課題組合作利用斑馬魚模型來研究國家印發(fā)的新污染物的治理方案。總的來說，了解各個方向上的難點(diǎn)痛點(diǎn)，再結(jié)合斑馬魚的研究和應(yīng)用優(yōu)勢，就一定可以逐步將相應(yīng)斑馬魚技術(shù)成果在多個方向進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

▲ 斑馬魚基因編輯技術(shù)助力高質(zhì)量學(xué)術(shù)成果發(fā)表

目前，我們已在南京、杭州等多地建立了近5000㎡的斑馬魚養(yǎng)殖與研究中心，可以養(yǎng)20萬多條斑馬魚；并已開發(fā)超過350個斑馬魚品系，涉及循環(huán)系統(tǒng)、血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、骨骼系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等，自主開發(fā)150余種斑馬魚遺傳模型，測試超過1000個gRNA靶點(diǎn)，合作客戶超過600家科研院所及企業(yè)。

在斑馬魚基因編輯技術(shù)方面，難的技術(shù)之一是斑馬魚的基因敲入技術(shù)，尤其是基因置換技術(shù)，目前我們已經(jīng)成功制備了150多個基因敲入品系，在行業(yè)內(nèi)獲得了高度的認(rèn)可?；蚓庉嫾夹g(shù)服務(wù)合作客戶包括但不限于中科院動物所、中科院神經(jīng)所、中科院海洋所、香港理工大學(xué)、南方醫(yī)科大學(xué)、重慶大學(xué)等國內(nèi)著名科研院所。此外，還有一部分國際客戶，包括德國的波恩大學(xué)、德國赫爾姆茲慕尼黑研究院、美國衛(wèi)斯理公會等。

在斑馬魚技術(shù)模型開展成果轉(zhuǎn)化研究方面，我們主要立足于杭州、南京、上海等三甲醫(yī)院及科研院所開展合作研究。僅南京地區(qū)的三甲醫(yī)院包括但不限于有江蘇省人民醫(yī)院、南京醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院、東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院、江蘇省腫瘤醫(yī)院等；上海地區(qū)的包括但不限于新華醫(yī)院、中山醫(yī)院、上海腫瘤醫(yī)院等，省內(nèi)地市級的有無錫人民醫(yī)院，常州一、二人民醫(yī)院等。

▲ 公司是多所高校及醫(yī)院產(chǎn)學(xué)研合作基地

記者：貴公司在與醫(yī)院臨床開展精準(zhǔn)治療研究，將斑馬魚技術(shù)成果進(jìn)行轉(zhuǎn)化方面做了哪些實(shí)踐？

潘忠軍：作為以斑馬魚基因編輯技術(shù)為核心競爭力的技術(shù)應(yīng)用服務(wù)型公司，我們將聚焦斑馬魚技術(shù)模型的轉(zhuǎn)化，貼近斑馬魚模型臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化。除了之前服務(wù)于生命科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究方向，我們也將持續(xù)加快斑馬魚技術(shù)與臨床相關(guān)的靶向藥物篩選、臨床治療方案的評價(jià)等技術(shù)應(yīng)用的探索實(shí)踐，讓更多的臨床專家、醫(yī)藥企業(yè)了解并使用斑馬魚模型，共同發(fā)揮斑馬魚模型在臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化中的優(yōu)勢作用，真正讓斑馬魚技術(shù)模型能夠服務(wù)于每一個病人，實(shí)現(xiàn)個性化的醫(yī)療服務(wù)！

這里我也舉一個例子，我們跟江蘇省人民醫(yī)院陳明龍?jiān)洪L研究團(tuán)隊(duì)合作，利用斑馬魚模型驗(yàn)證了一些臨床上發(fā)現(xiàn)的心臟相關(guān)致病基因位點(diǎn)，并成功建立了相應(yīng)的遺傳疾病模型，也發(fā)表了很好的文章。然而，臨床研究團(tuán)隊(duì)更關(guān)心的是怎么治療相關(guān)疾病，因此我們在前期合作的基礎(chǔ)上將繼續(xù)利用斑馬魚相關(guān)的疾病模型去研發(fā)針對性的創(chuàng)新藥物或者是測試各種基因治療臨床方案等等，真正將斑馬魚技術(shù)成果實(shí)現(xiàn)應(yīng)用轉(zhuǎn)化。

▲ 斑馬魚用于建立心臟遺傳疾病模型

另一方面，我們也將努力把公司建成江蘇省乃至全國的斑馬魚藥物篩選平臺。斑馬魚作為目前一種可以用來高通量篩選的活體脊椎動物模型，在這方面的應(yīng)用優(yōu)勢明顯，不僅可以為醫(yī)藥企業(yè)提供更為精準(zhǔn)的藥物篩選，而且可以大大節(jié)約其研發(fā)時間和研發(fā)成本。

相信借助當(dāng)前創(chuàng)新藥發(fā)展的大勢，我們將以斑馬魚轉(zhuǎn)基因、敲除、敲入技術(shù)為核心，為國內(nèi)生命科學(xué)、創(chuàng)新藥物研發(fā)以及精準(zhǔn)化疾病治療發(fā)展發(fā)揮企業(yè)服務(wù)社會、造福人類的核心價(jià)值！