如果問 21 世紀生命科學領域重要的里程碑事件，那一定非 CRISPR 基因編輯技術莫屬。2012年6月28日，《Science》雜志發表了一篇論文，宣布 CRISPR 這一全新基因組編輯工具橫空出世。

在接下來的 10 年里，隨著 CRISPR 技術的不斷發展和應用，也深刻地影響了生命科學和醫學領域的諸多科學研究。該技術的兩位先驅JENNIFER A. DOUDNA 和 EMMANUELLE CHARPENTIER 也于 2020 年獲得了諾貝爾化學獎。

正如《nature》雜志 2021 年 10 大科學新聞的介紹中所說：「CRISPR 基因編輯技術自問世以來，一直被視為治療疾病的規則改變者。」CRISPR 基因編輯技術，通過對目標基因 DNA 片段進行刪除、替換、插入、定點突變等精確編輯，以獲得新的功能或表型，甚至可以創造新的物種，成為了風靡全球生命科學領域實驗室的寵兒。CRISPR 基因編輯技術具有：

廣泛的研究物種。在大鼠、小鼠、斑馬魚、果蠅等動植物（細胞）及細菌等微生物中進行基因組靶向改造。

多領域應用潛力。在功能基因組研究、疾病防治、動植物育種、動物疾病模型開發、基因治療等領域展現出巨大的應用前景。

一、一條魚的使命，推動人類疾病研究進展

2013 年 2 月，CRISPR/Cas9 技術被成功應用于斑馬魚。斑馬魚，作為一種已完成基因測序的模式生物，其與人類基因同源性高達 87%。且具有飼養成本低、產卵量大、發育周期短、透明易觀察等優點，在進行高通量篩選、基因編輯時具有其他動物不可比擬的優勢。

fgfr3 基因敲除影響斑馬魚的骨骼發育

（參考文獻：Xianding Sun 等，Theranostics，2021）

復雜的基因編輯加上實時高分辨率成像，分子細節和分辨率對疾病發展過程進行捕捉以及疾病的建模。

至關重要的是，對斑馬魚進行精確的基因編輯，可以生成人類疾病等位基因的模型，在斑馬魚身上建模的疾病通常代表了人類疾病的真實模型，捕捉了疾病的病因學、進展和解決過程，廣泛應用于各種癌癥、遺傳病、肝臟疾病、心腦血管疾病、血液疾病、心臟病、行為障礙、中樞神經系統疾病等等。

斑馬魚 CRISPR 基因編輯技術，應用十分廣泛，例如：

1）評價人類基因的作用與功能；

2）解析其在遺傳與發育上發揮作用的分子機制；

3）通過基因組改造（基因敲除、敲入和轉基因等）構建先天性心臟病、慢性心衰、擴張型心肌病、癌癥等各種人類疾病的斑馬魚模型；

4）表型模擬人類疾病的病癥；

5）通過高通量藥物篩選技術，篩選和發現治療靶點藥物；

6）研究分子遺傳病的病理機制，確認疾病的致病基因；

7）基因治療等生物醫藥的研發等等。

Cre 誘導 kdrl 敲除影響斑馬魚的血管生成

（參考文獻：Shanye Gu 等，Journal of Molecular Cell Biology，2020）

二、基因編輯技術助力科研新突破

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。

環特生物，依托 10 余年的斑馬魚基因編輯經驗，深度挖掘、創新斑馬魚技術的應用場景，已為 150 多家單位提供斑馬魚基因敲入、敲除、基因沉默、定制轉基因技術服務及斑馬魚疾病模型開發等專業的基因編輯技術服務。公司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，累計成功制備了 150 多個基因敲入品系，測試超過 1,000 個 gRNA 靶點，推動了諸多前沿基因功能研究取得了突破性進展，為斑馬魚基因編輯技術在更加廣泛的研究領域內的創新性應用奠定了堅實的技術基礎。

除基因編輯技術外，科學家已利用斑馬魚模型開展多個熱門方向的研究，比如近幾年開發的在斑馬魚中移植人源腫瘤細胞構建斑馬魚移植瘤模型，尤其是構建斑馬魚 PDX（patient-derived xenograft）模型，并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。

利用人源肺癌細胞系構建斑馬魚肺癌移植瘤模型

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