一种在子宫内向灵长类大脑递送基因的新方法，使研究人员首次能够将现有遗传工具应用于猴子。此前，对非人灵长类进行基因改造有三种工具：创建转基因动物（需要数年繁殖）；向野生型动物大脑注射无害的腺相关病毒（仍局限于注射部位）；或静脉注射病毒（需要大量体积才能到达大脑）。新方法改编自小鼠方案：将少量腺相关病毒注射到大脑充满脑脊液的脑室中。在新生小鼠中这样给药时，病毒转导整个大脑的细胞，效果持久。但由于新生灵长类大脑比新生小鼠大脑发育更完全，研究人员假设他们需要在子宫内处理猴子，并设计了超声引导系统。本文系统解析产前病毒注射方法的原理、应用及前景。
一、新方法与现有方法的比较
| 方法 | 描述 | 局限性 |
|---|---|---|
| 转基因动物 | 创建转基因动物 | 需要数年繁殖 |
| 脑内注射腺相关病毒 | 向野生型动物大脑注射腺相关病毒 | 局限于注射部位 |
| 静脉注射腺相关病毒 | 静脉给药 | 需要大量体积才能到达大脑 |
| 产前脑室注射（新方法） | 在子宫内将腺相关病毒注射到脑室 | 需要技术专长和超声设备，但学习曲线可行 |
二、新方法的关键特征
| 特征 | 描述 |
|---|---|
| 给药途径 | 超声引导下将腺相关病毒注射到大脑充满脑脊液的脑室 |
| 时机 | 子宫内（因新生灵长类大脑比新生小鼠大脑发育更完全） |
| 表达范围 | 全脑广泛病毒表达 |
| 持久性 | 注射后持续超过两年 |
| 可标记的细胞类型 | 取决于注射时机和使用的病毒（例如：rAAV2标记浅层皮层神经元；rAAV9标记深层皮层神经元） |
三、应用
| 应用 | 描述 |
|---|---|
| 荧光标记 | 病毒可被操纵以表达荧光标签 |
| CRISPR | 可表达CRISPR酶（例如：在注射后4天标记背根神经节、三叉神经节和外周神经的细胞；在肌动蛋白基因中引入荧光标签，在树突棘中清晰可见） |
| 光遗传学 | 有潜力与视蛋白一起使用，用光控制细胞 |
| 时间戳神经元出生 | 用两种病毒注射狨猴：一种在巢蛋白（新生神经元中暂时表达的蛋白）存在时产生Cre酶；另一种携带在Cre存在时激活的红色荧光报告基因；红色神经元在注射时正在表达巢蛋白，因此是最近出生的 |
| 外周标记 | 研究大脑-身体连接 |
| 轴突末端标记 | 向眼睛注射病毒标记视网膜神经节细胞的轴突末端，揭示这些细胞在大脑中的投射目标 |
四、优势
| 优势 | 描述 |
|---|---|
| 快速高效 | 可能是一种可以跨多种物种使用的非常快速和高效的基因操作工具（“一种非转基因的转基因”） |
| 成本较低 | 比许多替代方案更经济实惠 |
| 可及性 | 注射技能可以学习，在更多实验室的能力范围内（比有能力进行全面转基因种系工作的实验室多得多） |
五、挑战与未来方向
| 挑战 | 描述 |
|---|---|
| 技术专长 | 需要技术专长和专用设备（如超声机） |
| 资金问题 | 当前研究资金挑战可能使实验室对承担如此雄心勃勃的项目犹豫不决 |
| 广泛采用 | 可能需要几年时间才能被更广泛采用 |
| 未来应用 | 研究神经元投射在整个发育过程中的变化；理解高阶视觉区域（如面部斑块网络）如何连接 |
六、结论：非人灵长类基因工程的变革
产前病毒注射方法使研究人员能够将CRISPR、光遗传学等遗传工具应用于非人灵长类。通过在子宫内将腺相关病毒注射到脑室，可以实现全脑广泛、持久的基因表达。该方法可用于荧光标记、CRISPR编辑、光遗传学、神经元出生时间戳、外周标记等。这可能是非人灵长类研究中“非转基因的转基因”方法，为研究大脑发育和神经回路提供了强大的新工具。
核心信息：
新方法：产前脑室注射腺相关病毒，实现全脑广泛、持久（>2年）基因表达。
优势：快速、高效、成本较低；在更多实验室能力范围内。
应用：荧光标记、CRISPR、光遗传学、神经元出生时间戳、外周标记。
可标记不同细胞类型：取决于注射时机和病毒（rAAV2 vs. rAAV9，浅层 vs. 深层皮层神经元）。
被称为“非转基因的转基因”方法。
参考来源：
Leopold, D., Wang, K. H., et al. (2026). Prenatal viral injections prime primate brain for study. Cell Reports.