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藥谷專訪丨潘忠軍：斑馬魚基因編輯可視化應用研究與實踐丨環特生物
發布時間：2022-5-27
近年來，隨著斑馬魚基礎研究的深入及基因測序技術的發展，斑馬魚基因編輯技術在基因敲除、基因敲入、轉基因品系訂制及表觀遺傳修飾等方面的應用日益廣泛，為基因組研究、新的癌癥治療方法的研發、遺傳性疾病的攻克等領域提供了全新的研究切入點及應用方向，也讓我們見證著生物學上的突破對人類生命和健康質量提高的巨大影響。
南京環特智魚生物科技有限公司總經理潘忠軍受邀作客江寧藥谷，以“斑馬魚基因編輯可視化應用研究與實踐"為主題，分享了對當前斑馬魚基因編輯技術的探索、實踐與研究成果。以下為本期專訪內容——
▲ 斑馬魚基因編輯流程
斑馬魚“基因編輯可視化"研究與應用
記者：潘總，南京環特智魚生物科技有限公司的前身是南京歆佳醫藥科技有限公司，請問在斑馬魚基因編輯技術服務方面，公司這些年取得了哪些成果？有什么產品或技術是您的團隊傾注心血聚焦開發的？
潘忠軍：南京環特智魚生物科技有限公司，是一家以斑馬魚轉基因、基因敲除、敲入，尤其是基因置換技術為核心，在斑馬魚PDTX技術及科研服務方面具備一定技術積累，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及斑馬魚疾病模型開發等專業技術服務的高科技企業，可以實現構建復雜基因敲入，包括點突變、條件性敲除等難度較高斑馬魚基因編輯技術服務。
此外，利用斑馬魚胚胎透明的特點，我們近幾年研究斑馬魚基因編輯可視化技術，可實現可視化基因型篩選，減少其它動物模型中大量的基因型篩選和鑒定工作，發揮斑馬魚模型未來的應用優勢。
▲ 斑馬魚基因編輯技術服務
我們一直聚焦斑馬魚各種疾病模型的開發，除基因編輯技術外我們也開發多種其它技術應有構建疾病模型。自2017年開始，我 們聚焦開發在斑馬魚中構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建了斑馬魚肺癌、結腸癌、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，為臨床腫瘤病人節約治療時間成本和經濟成本，也提高了腫瘤患者的生活質量。
2019年，我們與東部戰區總醫院呼吸科的學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"，該項目獲得江蘇省科技廳的社發重點項目資金支持，也是基于該項目與宋教授開展了臨床肺癌精準化治療研究工作。
▲ 斑馬魚移植瘤模型（紅色：移植的人源腫瘤細胞；綠色：斑馬魚血管內皮細胞）
宋教授反饋的臨床數據顯示，使用斑馬魚模型PDTX模型測試的藥物敏感性與臨床用藥數據吻合率達到80%以上，后續將會持續深入研究。宋教授也表示，斑馬魚PDTX模型中的藥物敏感性測試結果為他們的臨床精準治療提供有效參考，更給病患們帶來實際幫助，未來將有巨大的現實意義。
為了更好地推進這一項目，在2021年5月8日，以“斑馬魚PDTX創新轉化基地"的建設方案獲批成為江蘇省研究型醫院學會的創新基地。我們也將持續擴大與各大醫院的合作，從而獲得多中心和多腫瘤的測試數據，逐步推動斑馬魚PDTX模型在臨床精準治療應用領域的發展。
在此開發的過程中，我們同時還積極拓展相關技術應用于醫學方向的基礎研究。比如說我們與江蘇省腫瘤醫院許林院長的科研團隊合作，利用斑馬魚移植瘤建立技術在活體模型中篩選關鍵的致癌基因。雙方還將在斑馬魚中建立多細胞的移植瘤模型來研究腫瘤的微環境，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鍵基因篩選
記者：您認為，現階段貴公司的斑馬魚基因編輯技術研究平臺有哪些核心競爭優勢？
潘忠軍：我們的核心優勢：其一，我們擁有完整的、斑馬魚基因編輯技術，擁有南京、杭州等多地近5000㎡的斑馬魚養殖與研究中心及自主開發的、種類齊全的斑馬魚品系等。
通過多年的技術研發、人員培訓以及和客戶的互相配合，我們不僅把斑馬魚基因編輯技術在深度和廣度上大力向前推進，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檢測領域推廣，使得斑馬魚的應用范圍更加廣泛。在這期間，我們也得到了眾多客戶對我們服務質量的認可。這是我們在行業中核心的優勢。
第二，依托于環特生物的資源優勢及杭州、南京、上海等諸多合作醫院豐富的臨床資源，目前我們與許多醫院的學科帶頭人建立了長期穩定的合作關系。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合，從而發揮該模型的研究優勢；通過與他們的合作，我們也可開展斑馬魚模型相關的應用研究，這樣雙方能夠比較斑馬魚疾病模型測試數據與臨床數據的一致性，進而推進斑馬魚模型的臨床應用轉化。
記者：貴公司在與醫院臨床開展精準治療研究，將斑馬魚技術成果進行轉化方面有哪些可供借鑒的探索實踐？
潘忠軍：在公司創立初期，我們就確立了以斑馬魚基因編輯技術服務為主，為中科院所屬的研究機構和各大科研院校的重大生命科學基礎研究項目提供科研服務。
后來，經過多年積累，到2018年我們公司又與醫院開展臨床精準治療研究以及食品藥品安全性評價相結合，著重將斑馬魚技術成果進行轉化，先后與南京各三甲醫院許多科室的學科帶頭人開展了斑馬魚精準治療臨床轉化合作。
另一方面，結合環特生物現有的服務優勢，我們還將基因編輯技術結合多個方面，包括環特生物在化妝品、食品等的功效和安全性。同時，我們目前正在與 同濟大學的課題組合作利用斑馬魚模型來研究國家印發的新污染物的治理方案。總的來說，了解各個方向上的難點痛點，再結合斑馬魚的研究和應用優勢，就一定可以逐步將相應斑馬魚技術成果在多個方向進行轉化。
▲ 斑馬魚基因編輯技術助力高質量學術成果發表
目前，我們已在南京、杭州等多地建立了近5000㎡的斑馬魚養殖與研究中心，可以養20萬多條斑馬魚；并已開發超過350個斑馬魚品系，涉及循環系統、血管系統、消化系統、骨骼系統、免疫系統等，自主開發150余種斑馬魚遺傳模型，測試超過1000個gRNA靶點，合作客戶超過600家科研院所及企業。
在斑馬魚基因編輯技術方面，難的技術之一是斑馬魚的基因敲入技術，尤其是基因置換技術，目前我們已經成功制備了150多個基因敲入品系，在行業內獲得了高度的認可。基因編輯技術服務合作客戶包括但不限于中科院動物所、中科院神經所、中科院海洋所、香港理工大學、南方醫科大學、重慶大學等國內著名科研院所。此外，還有一部分國際客戶，包括德國的波恩大學、德國赫爾姆茲慕尼黑研究院、美國衛斯理公會等。
在斑馬魚技術模型開展成果轉化研究方面，我們主要立足于杭州、南京、上海等三甲醫院及科研院所開展合作研究。僅南京地區的三甲醫院包括但不限于有江蘇省人民醫院、南京醫科大學第二附屬醫院、東部戰區總醫院、江蘇省腫瘤醫院等；上海地區的包括但不限于新華醫院、中山醫院、上海腫瘤醫院等，省內地市級的有無錫人民醫院，常州一、二人民醫院等。
▲ 公司是多所高校及醫院產學研合作基地
記者：貴公司在與醫院臨床開展精準治療研究，將斑馬魚技術成果進行轉化方面做了哪些實踐？
潘忠軍：作為以斑馬魚基因編輯技術為核心競爭力的技術應用服務型公司，我們將聚焦斑馬魚技術模型的轉化，貼近斑馬魚模型臨床應用轉化。除了之前服務于生命科學領域的基礎研究方向，我們也將持續加快斑馬魚技術與臨床相關的靶向藥物篩選、臨床治療方案的評價等技術應用的探索實踐，讓更多的臨床專家、醫藥企業了解并使用斑馬魚模型，共同發揮斑馬魚模型在臨床應用轉化中的優勢作用，真正讓斑馬魚技術模型能夠服務于每一個病人，實現個性化的醫療服務！
這里我也舉一個例子，我們跟江蘇省人民醫院陳明龍院長研究團隊合作，利用斑馬魚模型驗證了一些臨床上發現的心臟相關致病基因位點，并成功建立了相應的遺傳疾病模型，也發表了很好的文章。然而，臨床研究團隊更關心的是怎么治療相關疾病，因此我們在前期合作的基礎上將繼續利用斑馬魚相關的疾病模型去研發針對性的創新藥物或者是測試各種基因治療臨床方案等等，真正將斑馬魚技術成果實現應用轉化。
▲ 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，在這方面的應用優勢明顯，不僅可以為醫藥企業提供更為精準的藥物篩選，而且可以大大節約其研發時間和研發成本。
相信借助當前創新藥發展的大勢，我們將以斑馬魚轉基因、敲除、敲入技術為核心，為國內生命科學、創新藥物研發以及精準化疾病治療發展發揮企業服務社會、造福人類的核心價值！