NHP病毒|非人灵长类动物|光遗传/NPHR

非人灵长类动物AAV病毒使用报告

呼之欲出的“中国脑计划”，预料之中的“猴子王国”
----“我们无法容忍对自己的脑如此一无所知”

本世纪初，美国、欧盟、日本开展了声势浩大、各具特色的“脑计划”。在此浪潮下，中国怎能缺席？经过数年的讨论，中国特色的“脑计划”也即将开始实施。中国“脑计划”可以用“一体两翼”来概括（1），即以理解脑的基本认知功能为主体（认识脑），开发重大脑疾病的早期诊断和治疗技术（保护脑），开发人工智能（模拟脑）。而非人灵长类动物（NHP）的研究将是中国脑科学研究的特色和优势！

和元上海作为业内极具口碑的集基础研究、基因治疗药物研发和临床级病毒载体产业化于一体的高科技企业，不断学习、积极研发新产品，用实际行动助力中国脑研究。本文将重点介绍病毒载体（特别是AAV）在NHP脑研究中的应用，以及来自北京大学、中国科学院昆明动物所的和元合作者使用AAV感染猕猴大脑皮层的效果报告。

我们为什么要用NHP动物进行研究？

由于和人类在进化上是近亲，NHP动物的大脑组织和结构与人脑非常相似，而且也只有NHP才具有一些与人类相似的高级脑认知功能，如自我意识、语音功能等，因此对这样的脑高级认知功能及相关脑疾病的研究，最优选择就是非人灵长类动物。除此之外，NHP的体内环境与人最为接近，所以不止脑研究，所有的生理、病理、药理研究都离不开NHP的应用。中国学者在这个领域已经走到世界的前列，2016年，Nature 杂志以《Monkey Kingdom》为题专门报道了中国非人灵长类研究的进展，提出“中国可能是未来全世界NHP研究的中心，所有的药物、治疗方案可能都需要中国NHP动物研究的验证”(2)。

病毒载体在NHP研究中的应用

使用NHP进行脑研究最大的障碍是时间，传统的转基因技术研究NHP可能需要数十年来观察动物表型，科学家等不了，人类也不能无休止地等下去。怎么办？这种情况下，病毒载体的特点具有独一无二的先天优势！ 利用病毒载体，我们可以携带目的基因到达成年NHP动物的脑中，结合光遗传学、化学遗传学操控特定神经元的活动；还可以携带钙敏感通道，结合钙成像技术实时观察猴脑神经元的活动情况(3)；更为重要的是，我们还能够在成年NHP脑或组织进行基因操作，通过结合类似于RNAi、CRISPR-Cas9的基因操作手段、观察行为变化，寻找药物靶点！

图1 两种血清型AAV病毒均能高效感染猕猴大脑皮层神经元

图2 不同AAV对猕猴脑区神经元感染的效率比较

第二组结果来自北京大学唐世明教授的预实验结果：

唐世明教授2017年3月在Neuron发表了他们课题组的重磅文章，成功建立了长期观测清醒猕猴皮层神经元活动的钙成像技术(3)。唐教授课题组的专家们近期使用和元上海的AAV2/9型病毒（pAAV-GCaMP5-P2A-tdTomato，滴度6.23*1012）进行新的研究，其结果如图3：

图3 AAV2/9高效感染猕猴大脑皮层神经元

该病毒能够高效感染猴皮层神经元，无论是1x放大倍数的视野还是单细胞检测，均能在同一细胞看到红色（tdTomato）和绿色荧光（GCaMP5）。

以上两组实验不约而同地使用了AAV2/9，结果充分说明，和元上海的AAV2/9型病毒能够高效地在NHP动物中使用，特别是对于皮层神经元的侵染具有非常好的测试结果。

其他信息

除皮层外，AAV2/9也能能够很好地侵染皮层下脑区神经元（数据未发表）。此外，根据过去的文献报道，AAV2/5型病毒能够高效地侵染皮层下多个脑区，如纹状体、杏仁核等（更多信息可以联系我们）。

这里有个提示，由于CAV2等大量逆向标记病毒在NHP脑中侵染效率低，前段时间OBIO发布的、拥有逆向标记能力的rAAV2-retro载体也有望在NHP脑研究大放异彩！

有两组测试结果探路，还担心什么呢？研究非人灵长动物的您，快拿起电话或发邮件联系我们吧！

参考文献：
1.Poo MM, Du JL, Ip NY, Xiong ZQ, Xu B, Tan T. China Brain Project: Basic Neuroscience, Brain Diseases, and Brain-Inspired Computing. Neuron. 2016;92(3):591-6.
2.Cyranoski D. Monkey kingdom. Nature. 2016;532(7599):300-2.
3.Li M, Liu F, Jiang H, Lee TS, Tang S. Long-Term Two-Photon Imaging in Awake Macaque Monkey. Neuron. 2017;93(5):1049-57 e3.
4.Wu SH, Liao ZX, J DR, Zheng N, Zhang LH, Tang H, et al. Comparative study of the transfection efficiency of commonly used viral vectors in rhesus monkey (Macaca mulatta) brains. Zoological research. 2017;38(2):88-95.