药谷专访丨潘忠军：斑马鱼基因编辑可视化应用研究与实践

近年来，随着斑马鱼基础研究的深入及基因测序技术的发展，斑马鱼基因编辑技术在基因敲除、基因敲入、转基因品系订制及表观遗传修饰等方面的应用日益广泛，为基因组研究、新的癌症治疗方法的研发、遗传性疾病的攻克等领域提供了全新的研究切入点及应用方向，也让我们见证着生物学上的突破对人类生命和健康质量提高的巨大影响。

南京环特智鱼生物科技有限公司总经理潘忠军受邀作客江宁药谷，以“斑马鱼基因编辑可视化应用研究与实践”为主题，分享了对当前斑马鱼基因编辑技术的探索、实践与研究成果。以下为本期专访内容——

▲ 斑马鱼基因编辑流程

斑马鱼“基因编辑可视化”研究与应用

记者：潘总，南京环特智鱼生物科技有限公司的前身是南京歆佳医药科技有限公司，请问在斑马鱼基因编辑技术服务方面，公司这些年取得了哪些成果？有什么产品或技术是您的团队最倾注心血聚焦开发的？

潘忠军：南京环特智鱼生物科技有限公司，是一家以斑马鱼转基因、基因敲除、敲入，尤其是国际领先的基因置换技术为核心，在斑马鱼PDTX技术及科研服务方面具备一定技术积累，专注于提供各种遗传工程斑马鱼的定制、斑马鱼基因编辑技术及斑马鱼疾病模型开发等专业技术服务的高科技企业，可以实现构建复杂基因敲入，包括点突变、条件性敲除等难度较高斑马鱼基因编辑技术服务。

此外，利用斑马鱼胚胎透明的特点，我们近几年研究斑马鱼基因编辑可视化技术，可实现可视化基因型筛选，减少其它动物模型中大量的基因型筛选和鉴定工作，最大化发挥斑马鱼模型未来的应用优势。

▲ 斑马鱼基因编辑技术服务

我们一直聚焦斑马鱼各种疾病模型的开发，除基因编辑技术外我们也开发多种其它技术应有构建疾病模型。自2017年开始，我 们聚焦开发在斑马鱼中构建人源肿瘤异种移植瘤模型（PDTX）。目前，我们公司已相继成功构建了斑马鱼肺癌、结肠癌、卵巢癌等PDTX。该模型能够快速为临床肿瘤患者筛选出敏感的肿瘤化疗药和靶向药物，为临床肿瘤病人节约治疗时间成本和经济成本，也提高了肿瘤患者的生活质量。

2019年，我们与东部战区总医院呼吸科的学科带头人宋勇教授合作建立了“斑马鱼人源肺癌异种移植瘤模型”，该项目获得江苏省科技厅的社发重点项目资金支持，也是基于该项目与宋教授全方位开展了临床肺癌精准化治疗研究工作。

▲ 斑马鱼移植瘤模型（红色：移植的人源肿瘤细胞；绿色：斑马鱼血管内皮细胞）

宋教授反馈的临床数据显示，使用斑马鱼模型PDTX模型测试的药物敏感性与临床用药数据吻合率达到80%以上，后续将会持续深入研究。宋教授也表示，斑马鱼PDTX模型中的药物敏感性测试结果为他们的临床精准治疗提供有效参考，更给病患们带来实际帮助，未来将有巨大的现实意义。

为了更好地推进这一项目，在2021年5月8日，以“斑马鱼PDTX创新转化基地”的建设方案获批成为江苏省研究型医院学会的创新基地。我们也将持续扩大与各大医院的合作，从而获得多中心和多肿瘤的测试数据，逐步推动斑马鱼PDTX模型在临床精准治疗应用领域的发展。

在此开发的过程中，我们同时还积极拓展相关技术应用于医学方向的基础研究。比如说我们与江苏省肿瘤医院许林院长的科研团队合作，利用斑马鱼移植瘤建立技术在活体模型中筛选关键的致癌基因。双方还将在斑马鱼中建立多细胞的移植瘤模型来研究肿瘤的微环境，如肿瘤的免疫逃逸、肿瘤的血管生成等等方向。

▲ 斑马鱼移植瘤模型用于肿瘤关键基因筛选

记者：您认为，现阶段贵公司的斑马鱼基因编辑技术研究平台有哪些核心竞争优势？

潘忠军：我们的核心优势：第一，我们拥有完整的、国际领先的斑马鱼基因编辑技术，拥有南京、杭州等多地近5000㎡的斑马鱼养殖与研究中心及自主开发的、种类齐全的斑马鱼品系等。

通过多年的技术研发、人员培训以及和客户的互相配合，我们不仅把斑马鱼基因编辑技术在深度和广度上大力向前推进，同时也将斑马鱼模型向临床疾病治疗、新药筛选、食品、化妆品、功能性食品及药品等检验检测领域推广，使得斑马鱼的应用范围更加广泛。在这期间，我们也得到了众多客户对我们服务质量的认可。这是我们在行业中最核心的优势。

第二，依托于环特生物的资源优势及杭州、南京、上海等诸多合作医院丰富的临床资源，目前我们与许多医院的学科带头人建立了长期稳定的合作关系。越来越多的临床专家们逐步了解并接受使用斑马鱼模型与临床科研相结合，从而发挥该模型的研究优势；通过与他们的合作，我们也可开展斑马鱼模型相关的应用研究，这样双方能够比较斑马鱼疾病模型测试数据与临床数据的一致性，进而推进斑马鱼模型的临床应用转化。

记者：贵公司在与医院临床开展精准治疗研究，将斑马鱼技术成果进行转化方面有哪些可供借鉴的探索实践？

潘忠军：在公司创立初期，我们就确立了以斑马鱼基因编辑技术服务为主，为中科院所属的研究机构和各大科研院校的重大生命科学基础研究项目提供科研服务。

后来，经过多年积累，到2018年我们公司又与医院开展临床精准治疗研究以及食品药品安全性评价相结合，着重将斑马鱼技术成果进行转化，先后与南京各三甲医院许多科室的学科带头人开展了斑马鱼精准治疗临床转化合作。

另一方面，结合环特生物现有的服务优势，我们还将基因编辑技术结合多个方面，包括环特生物在化妆品、食品等的功效和安全性。同时，我们目前正在与 同济大学的课题组合作利用斑马鱼模型来研究国家印发的新污染物的治理方案。总的来说，了解各个方向上的难点痛点，再结合斑马鱼的研究和应用优势，就一定可以逐步将相应斑马鱼技术成果在多个方向进行转化。

▲ 斑马鱼基因编辑技术助力高质量学术成果发表

目前，我们已在南京、杭州等多地建立了近5000㎡的斑马鱼养殖与研究中心，可以养20万多条斑马鱼；并已开发超过350个斑马鱼品系，涉及循环系统、血管系统、消化系统、骨骼系统、免疫系统等，自主开发150余种斑马鱼遗传模型，测试超过1000个gRNA靶点，合作客户超过600家科研院所及企业。

在斑马鱼基因编辑技术方面，最难的技术之一是斑马鱼的基因敲入技术，尤其是基因置换技术，目前我们已经成功制备了150多个基因敲入品系，在行业内获得了高度的认可。基因编辑技术服务合作客户包括但不限于中科院动物所、中科院神经所、中科院海洋所、香港理工大学、南方医科大学、重庆大学等国内著名科研院所。此外，还有一部分国际客户，包括德国的波恩大学、德国赫尔姆兹慕尼黑研究院、美国卫斯理公会等。

在斑马鱼技术模型开展成果转化研究方面，我们主要立足于杭州、南京、上海等三甲医院及科研院所开展合作研究。仅南京地区的三甲医院包括但不限于有江苏省人民医院、南京医科大学第二附属医院、东部战区总医院、江苏省肿瘤医院等；上海地区的包括但不限于新华医院、中山医院、上海肿瘤医院等，省内地市级的有无锡人民医院，常州第一、第二人民医院等。

▲ 公司是多所高校及医院产学研合作基地

记者：贵公司在与医院临床开展精准治疗研究，将斑马鱼技术成果进行转化方面做了哪些实践？

潘忠军：作为以斑马鱼基因编辑技术为核心竞争力的技术应用服务型公司，我们将聚焦斑马鱼技术模型的转化，贴近斑马鱼模型临床应用转化。除了之前服务于生命科学领域的基础研究方向，我们也将持续加快斑马鱼技术与临床相关的靶向药物筛选、临床治疗方案的评价等技术应用的探索实践，让更多的临床专家、医药企业了解并使用斑马鱼模型，共同发挥斑马鱼模型在临床应用转化中的优势作用，真正让斑马鱼技术模型能够服务于每一个病人，实现个性化的医疗服务！

这里我也举一个例子，我们跟江苏省人民医院陈明龙院长研究团队合作，利用斑马鱼模型验证了一些临床上发现的心脏相关致病基因位点，并成功建立了相应的遗传疾病模型，也发表了很好的文章。然而，临床研究团队更关心的是怎么治疗相关疾病，因此我们在前期合作的基础上将继续利用斑马鱼相关的疾病模型去研发针对性的创新药物或者是测试各种基因治疗临床方案等等，真正将斑马鱼技术成果实现应用转化。

▲ 斑马鱼用于建立心脏遗传疾病模型

另一方面，我们也将努力把公司建成江苏省乃至全国一流的斑马鱼药物筛选平台。斑马鱼作为目前唯一一种可以用来高通量筛选的活体脊椎动物模型，在这方面的应用优势明显，不仅可以为医药企业提供更为精准的药物筛选，而且可以大大节约其研发时间和研发成本。

相信借助当前创新药发展的大势，我们将以斑马鱼转基因、敲除、敲入技术为核心，为国内生命科学、创新药物研发以及精准化疾病治疗发展发挥企业服务社会、造福人类的核心价值！