2023年5月10日，《The Innovation》期刊发表了题为《Cynomolgus-rhesus hybrid macaques serve as a platform for imprinting studies》的研究论文，该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）孙强研究组、刘真研究组和中国科学院上海营养与健康研究所王光中研究组合作完成。该研究构建了恒河猴-食蟹猴杂交猴，建立了适用于杂交猴的数据分析流程，证明了杂交猴在分析等位特异的表达（allele-specific expression，又称ASE基因）上的优势，并通过杂交猴策略得到了脑组织中的ASE基因图谱。随后，通过和多组人类疾病相关的数据库进行联合分析，揭示了ASE基因与神经系统疾病的潜在关联性。 

　　图1 杂交猴策略的建立和ASE基因的鉴定。 

　　左上，通过食蟹猴和恒河猴杂交获得杂交猴；右上，利用杂交猴可以分析不同脑区的ASE基因；右下，大量ASE基因和基因簇被鉴定；左下，ASE基因和疾病的关联分析揭示了主要基因调控模块。 

　　    基因组印记作为一种表观遗传机制可以使被调控的基因产生单等位特异的表达（ASE基因），表达的单等位基因可能来自父亲，也可能来自母亲。目前，已有多种疾病被报道与印记基因功能紊乱有关，例如天使综合征。时至今日，印记基因早已不再特指传统意义上的单等位表达的基因，广义上的印记基因包括所有的两条等位基因的表达水平存在差异的基因。因此，在鉴定ASE基因的过程中区分转录本来源（父本或母本）就成为了关键。 

　　    在小鼠研究中科学家率先建立了一套高效、可靠的方法来区分转录本的来源。通过交配不同遗传背景的小鼠获得的后代具有更复杂的遗传背景，这些小鼠的转录本携带更多的单核苷酸多态性（SNP）位点。通过将这些SNP位点和父母本的基因组进行比对就可以获悉每条检测到的转录本的来源。尽管这种杂交的方法在小鼠研究中被广泛的使用，但尚未扩展到灵长类的研究中。非人灵长类或人类的ASE检测只能依赖于大量的组织样本检测（100-600个样本）或体外实验（胚胎细胞或干细胞）。研究团队在实验室中构建了杂交猴，这些杂交猴表现出了介于恒河猴和食蟹猴之间的外观，最典型的就是体型和尾长。通过全基因组SNP的分析，研究人员发现杂交猴的有效SNP（可区分父母本的SNP）显著高于单一遗传背景的猴。这些SNP可以定位到更多的基因，意味着利用杂交猴策略可以像杂交鼠一样用于组织的ASE基因检测。 

　　    最终的结果也验证了杂交猴策略的可靠性。研究团队建立了适用于杂交猴的分析流程，检测到了353个脑组织中的ASE基因，且位置相近的ASE基因可以组成基因簇。这些结果说明杂交猴策略可以被用来绘制准确的ASE基因图谱。随后，通过和多组人类疾病相关的数据库进行联合分析，研究团队发现脑组织的ASE基因与神经系统疾病有强相关性。在所有分析的基因中，NRXN1和NRXN3基因十分突出，提示这两个自闭症相关的基因可能是通过印记失调参与疾病发生的。 

　　    杂交猴策略首次实现了灵长类在体ASE的鉴定，展现出了高效和准确的特点。既排除了利用细胞鉴定时ASE基因代表性差的问题，也没有消耗大量资源。理论上，杂交猴可以对全发育阶段的所有组织进行ASE的鉴定，这为研究印记基因提供了新的工具。 

　　    中科院脑智卓越中心陆宗阳博士、中科院上海营养与健康研究所李杰博士研究生，中科院脑智卓越中心陆勇为该论文共同第一作者。该研究得到科技部、基金委、中科院、上海市和博士后基金委的资助。