2019年6月，首都醫科大學附屬北京口腔醫院/基礎醫學院王松靈院士團隊在《Nature Communications》（IF:13.8）雜志上以Article的形式發表題為" Generating viable mice with heritable embryonically lethal mutations using the CRISPR/Cas9 system in two-cell embryos"的研究成果。該研究創建了一種用于構建致死基因敲除小鼠模型的新方法。二細胞胚胎一步注射法既解決了傳統CRISPR/Cas9系統方法無法構建全身性致死基因敲除小鼠的難題，又彌補了常規條件性基因敲除小鼠模型無法快速實現致死基因組織功能篩查的缺陷，從而為致死基因體內功能研究提供新的技術和思路。王松靈教授與基礎醫學院/實驗動物部陳柏安副教授為共同通訊作者，基礎醫學院/實驗動物部仵毅副教授與北京口腔醫院張婧博士為共同第一作者。

        濟世金編在該研究團隊指導下運用二細胞胚胎一步顯微注射技術，針對敲除后致死基因和非致死基因優化操作方法，全基因覆蓋、快速、高效地構建基因敲除小鼠。致死基因敲除小鼠< 1萬元/品系。

        致死基因是指基因功能缺失導致個體在胚胎期和出生后死亡的一類基因，包括胚胎期致死基因和出生后致死基因。研究預測致死基因約占小鼠總基因的30%，因其在機體中發揮重要作用而備受關注。由于CRISPR/Cas9系統基因敲除效率高，傳統的受精卵顯微注射方式通常造成致死基因全身性敲除的首建鼠無法出生（胚胎期致死基因）或性成熟前死亡（出生后致死基因）。因此，運用CRISPR/Cas9系統通過受精卵注射方式無法構建可傳代繁育的致死基因全身性敲除小鼠模型。基于Cre/Loxp重組系統的條件性基因敲除小鼠模型是研究致死基因成年機體內功能的現有方法。但是，此方法存在制作難度高，周期長（2年以上）等缺點。此外，該方法無法快速實現致死基因體內功能的篩查。該方法操作繁瑣，資源占用量大，不利于開展致死基因功能的研究。

        針對上述兩個傳統技術的不足，本研究基于CRISPR/Cas9系統創建了一種通過二細胞胚胎一步顯微注射法高效構建致死基因敲除小鼠模型的方法，該方法適用于構建各類品系胚胎期致死基因和出生后致死基因敲除的小鼠模型。本研究通過該方法構建了Virma，Dpm1（胚胎致死基因），Slc17a5，或CTLA-4（出生后致死基因）基因敲除嵌合小鼠，該小鼠可以攜帶致死基因突變并傳代繁育，研究結果提示該技術可用于構建全身性基因敲除小鼠模型。更為重要的是，該嵌合小鼠還可用于致死基因成年期功能的研究。本研究利用敲除嵌合小鼠模型發現Virma基因敲除會導致成年小鼠局灶性節段性腎小球硬化的病癥；Slc17a5基因敲除嵌合小鼠成年期頜下腺組織內硝酸鹽與唾液酸的轉運明顯低下；CTLA-4基因敲除嵌合小鼠成年期脾臟內Treg細胞增殖。

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-10748-2.