Leptin（LEP）是由脂肪細(xì)胞分泌的蛋白質(zhì)類激素，主要由白色脂肪組織產(chǎn)生。其前體由167個(gè)氨基酸殘基組成，N末端有21個(gè)氨基酸殘基信號肽，該前體的信號肽在血液中被切掉而成為146氨基酸，分子量為16KD，形成Leptin。Leptin具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng)，其中較重要的是作用于下丘腦的代謝調(diào)節(jié)中樞，發(fā)揮抑制食欲，減少能量攝取，增加能量消耗，抑制脂肪合成的作用。

6月5日，Nature子刊《Scientific Reports》在線刊登了同濟(jì)大學(xué)、中科院上海生命科學(xué)研究院、上海交通大學(xué)以及加州大學(xué)洛杉磯分校的一項(xiàng)研究成果，題為“The 14th Ile residue is essential for Leptin function in regulating energy homeostasis in rat”。在這項(xiàng)研究中，研究人員用CRISPR技術(shù)制備了一組Lep突變大鼠，它們在成熟LEP蛋白中攜帶14th Ile (LEP?I14)無效突變或者缺失。

這項(xiàng)研究的通訊作者是同濟(jì)大學(xué)講座教授、加州大學(xué)洛杉磯分校的范國平教授。范國平博士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)發(fā)表了70多篇重要學(xué)術(shù)期刊的論著，在干細(xì)胞分化, 胚胎與神經(jīng)發(fā)育的分子細(xì)胞機(jī)制研究等方面取得了顯著成績。特別是在DNA甲基化與組蛋白修飾等表觀遺傳學(xué)機(jī)制、干細(xì)胞基因表達(dá)、干細(xì)胞分化與神經(jīng)細(xì)胞可塑性調(diào)控的研究中，做出了重要貢獻(xiàn)。他的實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建出的中樞神經(jīng)系統(tǒng)不同部位DNA甲基化缺陷的轉(zhuǎn)基因小鼠，為研究行為異常等神經(jīng)癥狀以及研究DNA甲基化與染色質(zhì)重塑對大腦發(fā)育運(yùn)行的影響提供了良好的模型系統(tǒng)。

CRISPR/cas9基因組編輯技術(shù)因其設(shè)計(jì)簡單以及操作容易,使其在基因編輯的研究中越來越受到歡迎。利用該技術(shù),科研人員可以實(shí)現(xiàn)在堿基的水平對基因組進(jìn)行定點(diǎn)修飾。CRISPR系統(tǒng)現(xiàn)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到多個(gè)物種的基因組編輯以及癌癥的相關(guān)研究中。
在這項(xiàng)研究中，研究人員使用CRISPR技術(shù)，創(chuàng)建了一組Lep突變大鼠，它們在成熟LEP蛋白中攜帶14th Ile (LEP?I14)的無效突變或缺失。研究人員通過全基因組高通量測序和/或Sanger測序分析，檢測了潛在的脫靶位點(diǎn)（OTS），發(fā)現(xiàn)在突變大鼠中沒有OTS。

由于反饋回路，成熟的LEP?I14不斷產(chǎn)生，并以很高的水平釋放到血液中。突變LEP?I14和LEPTIN受體 (LEPR)之間結(jié)合構(gòu)象的結(jié)構(gòu)模型表明，LEP?I14的構(gòu)象會損害它與LEPR的結(jié)合，一致的是，它在螢光素酶報(bào)告基因試驗(yàn)中不能激活STAT3結(jié)合元素。

表型研究表明，Lep?I14大鼠可概括Lep無效突變體大鼠的表型，包括肥胖、高胰島素血、肝脂肪變性、shen病和不孕。與現(xiàn)有的ob/ob小鼠模型相比，這個(gè)Lep?I14/?I14大鼠品系為我們提供了一種強(qiáng)有力的工具，來進(jìn)一步剖析，LEP除了在調(diào)節(jié)能量平衡中發(fā)揮明確作用之外，它還在糖尿病相關(guān)shen病及生值問題中起到了什么作用。

近年來，CRISPR/Cas9已被成功應(yīng)用于不同物種基因組的遺傳修飾。2015年8月，中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)遺傳研究所的李曉江博士，在學(xué)術(shù)期刊《Molecular Neurodegeneration》發(fā)表綜述文章，討論了用CRISPR/Cas9技術(shù)來構(gòu)建大型動物模型，能夠更為真實(shí)地模擬人類退行性疾病。
今年4月，來自復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,遺傳工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等處的研究人員通過CRISPR/Cas9技術(shù)進(jìn)行FⅨ基因敲除，快速、地構(gòu)建血友病乙模型小鼠，以期為血友病乙的研究提供更加便捷的途徑。
6月30日，Nature子刊《Scientific Reports》在線刊登了加州大學(xué)洛杉磯分校、華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院的一項(xiàng)研究成果。這項(xiàng)研究采用CRISPR基因組編輯技術(shù)，來制備轉(zhuǎn)移性腎細(xì)胞癌的小鼠模型。 深圳子科生物科技有限公司編輯！