灵长类转化医学代表性科研成果回顾:10篇CNS正刊论文学术及学科贡献分析

发布日期:2026-07-17 点击数:


非人灵长类在遗传序列、器官结构、生理行为上与人类高度同源,是打通基础生命科学与临床医学的核心桥梁,已成为国家战略资源。应用其开展生物医药领域基础科学问题的研究和推动新药研发及临床转化,对服务健康中国战略的实施具有重要意义

昆明理工大学季维智院士领衔的教学科研团队依托学校生物学一级学科、省部共建非人灵长类生物医学国家重点实验室和云南省灵长类生物医学重点实验室等核心平台,深耕灵长类胚胎发育、基因编辑疾病模型、干细胞与类器官、神经发育与退行性疾病和致死性罕见病转化医学二十余年,联合北京大学清华大学、南京大学、南京医科大学、同济大学、中国科学院、昌平实验室、广州实验室、上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心、云南省第一人民医院、美国得克萨斯州西南医学中心、军事科学院军事医学研究院华大生命科学研究院等国内外顶尖机构,累计产出10项《Cell》《Nature》《Science》(统称CNS)原创里程碑成果,搭建全球独有的灵长类模型创制与疾病机制解析——胚胎发育与器官再生——细胞与基因疗法临床转化三位一体完整科研闭环系列成果系统性破解啮齿类动物与人类生理病理差异巨大的行业痛点,彻底革新全球灵长类生物医学研究范式,打造我校生物学学科独一无二的特色优势方向,为出生缺陷、发育与衰老、遗传性肌病等重大疑难疾病提供全新诊疗方案,是支撑我校生物学学科冲击世界一流的标志性学术支柱。灵长类转化医学研究团队已成为国际非人灵长类知名研究机构,为生物学学科奠定差异化核心竞争力。

(1) CRISPR/TALEN基因编辑疾病猴模型:开创灵长类精准遗传修饰全球通用范式

1. 全球首项 CRISPR/Cas9多基因编辑食蟹猴研究(Niu et al., Cell.2014 Feb 13;156(4):836-43.)【论文1】

主要贡献者(共同通讯及共同一作):灵长类转化医学研究团队:季维智、牛昱宇、陈永昌;合作团队:南京医科大学沙家豪、南京大学黄行许、南京大学沈彬、南京医科大学崔益强。

核心创新发现:全球首次在灵长类受精卵实现Nr0b1、Ppar-γ、Rag1三基因同步定点修饰,一次性获得多基因编辑猴;全基因组测序证实该编辑体系脱靶风险极低,彻底攻克灵长类胚胎精准基因组修饰数十年技术瓶颈,建立标准化、可全球复用的灵长类基因编辑操作流程。

学术及学科贡献:实现领域内在大动物基因编辑领域从0到1的原始创新,填补全球非人灵长类基因编辑研究空白,构建以灵长类为特色的生物学学科起点,对动物学、遗传学、生物化学与分子生物学等二级学科发展具有重要意义。

领域权威评价:成果得到F1000推荐,入选《麻省理工科技评论》2014年度全球十大突破性技术;《Nature》专题评述称其为“基因编辑疾病动物模型里程碑突破”,目前已被CNS等学术期刊引用1081次,整套技术流程已成为国内外科研机构灵长类建模通用范式。

2. 全球首个完整复刻人类表型的瑞特综合征(RTT)MECP2突变食蟹猴模型 (Chen et al., Cell. 2017 May 18;169(5):945-955.e10.) 【论文2】

主要贡献者:灵长类转化医学研究团队:陈永昌、季维智、牛昱宇;合作团队:同济大学孙毅、俞珏华、刘海亮,中国科学院昆明动物研究所秦冬冬。

核心创新发现:利用TALEN基因编辑技术构建瑞特综合征非人灵长类模型,复刻人类患者临床特征:雄性胚胎致死几率更高、雌性杂合个体出现社交退缩、刻板动作、认知功能衰退;脑部MRI精准还原人类特征性脑区萎缩,彻底解决小鼠仅成年雄性发病、无法模拟人类高级神经行为的固有缺陷,建成全球唯一覆盖行为、脑结构、分子病理一体化的RTT研究平台。

学术及学科贡献:建立神经发育罕见病灵长类标准化解析体系,是昆明理工大学作为主要完成单位发表在CNS期刊上的第一篇研究论文,拓展了神经遗传学、脑发育研究特色方向,为脑科学领域发展提供了非人灵长类模型支持,对神经生物学、遗传学、发育生物学、动物学等二级学科发展具有重要意义。

领域权威评价:成果得到F1000推荐,入选2017年度中国生命科学十大进展;目前已被《Nature》、《Nature Reviews Neuroscience》、《Nature Medicine》、《Neuron》等学术期刊引用195次,国内外资深专家评论该模型“突破了啮齿动物研究RTT的局限,为自闭症、智力发育障碍等神经遗传病提供全新高标准研究载体”。

3. 国内首个、全球唯一杜氏肌营养不良(DMD)恒河猴模型(Ren et al., Cell.2024 Nov 14;187(23):6669-6686.e16.)【论文3】

主要贡献者:灵长类转化医学研究团队:陈永昌、季维智、任帅伟、郭文婷、白绕仙;合作团队:广州实验室胡苹、上海交通大学附属新华医院傅鑫。

核心重大发现:借助CRISPR技术构建杜氏肌营养不良(DMD)恒河猴模型,复刻人类幼儿进行性肌肉萎缩、运动功能衰退、血清损伤标志物异常全周期病理表型;弥补小鼠肌肉病变轻微、犬类繁育损耗高等短板,覆盖疾病早期隐匿损伤至晚期肌肉退行病变全病程;解析了免疫、纤维化及干细胞异常导致病理表型的分子细胞机制,为开发新的治疗策略奠定了基础。

学术及学科贡献:完善生物医药研究领域遗传性肌肉疾病灵长类研究体系,成为研究肌肉发育与疾病、退行性疾病等机制研究和临床前药效评价的全新平台,使基础研究向临床转化有了可靠的基础数据支撑,神经生物学、细胞生物学、发育生物学、生理学、动物学、遗传学、生物化学与分子生物学等二级学科发展具有重要意义。

领域权威评价:国际肌肉疾病权威专家评价该模型“是DMD领域重大进展,解决了病理机制解析及新药临床前评价无可靠大动物模型平台的痛点”。

(二)灵长类胚胎体外长效培养体系和类器官朋友体系:突破14天伦理红线,解锁人类胚胎发育“黑箱”,解析器官发生及细胞互作机理

人类胚胎研究受全球14天伦理限制,灵长类着床后原肠运动、器官发生阶段长期无法直接观测,是发育生物学领域最大空白。团队通过多学科交叉和国际合作,建立胚胎体外培养体系,刷新全球灵长类胚胎体外培养时长纪录,助力发育生物学方向取得重要进步,部分成果获评国家自然科学二等奖

1. 食蟹猴胚胎体外培养突破14天,稳定培育至20天原肠胚(Niu et al., Science. 2019 Nov 15;366(6467):eaaw5754.) 【论文4】

主要贡献者:灵长类转化医学研究团队:谭韬、季维智、牛昱宇、孙念琴、李昌;合作团队:美国加州Salk研究所Juan Carlos Izpisúa Belmonte华大生命科学研究院雷莹。

核心重大发现:全球首次搭建稳定突破14天伦理上限的食蟹猴胚胎长时程体外培养体系,完整复现羊膜腔、卵黄囊、原始生殖细胞形成等关键发育事件,可视化呈现灵长类原肠运动全过程。

学术及学科贡献:建立规避人类胚胎伦理限制的替代研究平台,揭开早期胚胎发育黑箱,为发育生物学学科发展提供了新的研究范式,发育生物学、细胞生物学、干细胞生物学、生物信息与计算生物学等二级学科发展具有重要意义

领域权威评价:《Science》配发专题Preview评述,称其“打开灵长类着床后发育研究全新窗口”。


2. 构建人胚胎三维体外培养平台,绘制首份人原肠前胚胎分子图谱 (Xiang et al., Nature.2020 Jan;577(7791):537-542.) 【论文5】

主要贡献者:灵长类转化医学研究团队:李天晴、季维智、相立峰、尹宇、郑云;合作团队:云南省第一人民医院马艳萍、李永刚。

核心重大发现:建成符合全球伦理规范的人囊胚三维培养体系,将人胚胎稳定培育至14天原条始基阶段,完整复刻人体胚胎三维空间结构,绘制全球首份人原肠前胚胎全维度单细胞分子图谱,解析早期发育规律,填补人类早期发育分子数据库空白。

学术及学科贡献研究团队与医院合作,在人早期胚胎发育相关科学问题驱使下,联合建立适合人类胚胎长时程培养的三维培养体系,探索前沿特色研究方向,对发育生物学、细胞生物学、干细胞生物学、生物信息与计算生物学等二级学科发展具有重要意义。

权威评价:《Nature Reviews Developmental Biology》将该图谱列为人类胚胎发育领域标志性基础数据,全球人类胚胎发育相关研究高频引用。

3. 构建人猴嵌合体胚胎(Tan et al.,Cell.2021 Apr 15;184(8):2020-2032.e14.) 【论文6】

主要贡献者:灵长类转化医学研究团队:谭韬、牛昱宇、季维智、司晨洋、代绍兴、张又月;合作团队:美国加州Salk研究所Juan Carlos Izpisua Belmonte、吴军。

核心重大发现:依托长效猴胚胎培养平台,全球首次构建可稳定培养至19天的人 - 猴嵌合胚胎,证实人扩展多能干细胞可多谱系整合进入猴胚胎,系统揭示跨物种细胞竞争、谱系兼容核心分子规律。

学术贡献(学科层面):开拓异种嵌合、异种器官再生全新学科方向,推动干细胞再生医学方向国际影响力跃升对发育生物学、干细胞生物学、生物信息与计算生物学等二级学科发展具有重要意义。

权威评价:《Nature》《Cell》同步将其评选为2021年度全球重磅生命科学进展,引发全球学界、媒体广泛讨论,嵌合体胚胎图片入选Nature杂志推荐的2021年度最佳科学图片(中国唯一入选)

4. 建立EMEUC三维培养体系,将食蟹猴胚胎体外培育至受精后25天(Gong et al., Cell. 2023 May 11;186(10):2092-2110.e23.)【论文7】

主要贡献者:灵长类转化医学研究团队:谭韬、陈永昌、季维智、白冰、孙念琴、慈百全、邵红莲、张婷;合作团队:美国德克萨斯大学西南医学中心吴军军事科学院军事医学研究院刘兵、公彦栋。

核心重大发现:自主研发EMEUC三维长时程培养体系将食蟹猴胚胎在体外培养至25天,创下当时全球灵长类胚胎体外培养最长纪录,系统解析了原肠运动及造血等早期组织器官发生的谱系特化轨迹和分子演进规律,首次精确识别和系统解析了非人灵长类胚胎中体内卵黄囊的两个波次造血,并揭示了早期肠形成及X染色体剂量补偿调控过程对发育生物学、细胞生物学、干细胞生物学、生物物理学、生物信息与计算生物学等二级学科发展具有重要意义。

学术及学科贡献极大拓展了非人灵长类胚胎体外研究的时间维度,覆盖灵长类着床前后发育过程进一步提升了发育生物学研究水平

领域权威评价成果入选2023年度中国血液学十大研究进展、中国生命科学十大进展,被CNS等杂志多次引用,评价所建立的研究体系为灵长类胚外干细胞领域最具变革性技术革新成为全球发育生物学通用工具。

5. 全球首个体外人—食蟹猴嵌合胚胎(培养至19天原肠早期)(Wei et al., Cell. 2023 Dec 21;186(26):5859-5875.e24.)【论文8】

主要贡献者:灵长类转化医学研究团队:谭韬、季维智、张娥、慈百全;合作团队:美国德克萨斯大学西南医学中心吴军中国农业大学魏育蕾中国科学院动物研究所于乐谦。

核心重大发现:借助FTW干细胞共培养平台,发现在同一种培养体系下可以建立小鼠和食蟹猴囊胚来源的ESCs、XENs和TSCs细胞系,通过干细胞共培养方式构建囊胚时期细胞互作环境,阐明了囊胚时期胚胎组织和胚外组织之间的相互作用及其调控机制。首次揭示跨物种保守干细胞调控规律——胚外内胚层通过胞外基质信号抑制上胚层干细胞增殖,系统区分灵长类特有、跨物种保守谱系调控因子,建立着床前后干细胞互作全新理论框架。

学术及学科贡献填补了灵长类原始内胚层细胞自我更新机制研究空白成功在同一培养条件下获得小鼠与灵长类食蟹猴胚胎干细胞和胚外干细胞系,为剖析哺乳动物早期发育过程中不同谱系间细胞互作的分子机制开辟了新的途径。研究中开发的干细胞共培养条件不仅有助于建立更接近体内胚胎的干细胞胚胎模型,也为干细胞培养体系优化和分化提供了新的途径对发育生物学、细胞生物学、干细胞生物学、遗传学、生理学、生物信息与计算生物学等二级学科发展具有重要意义。

领域评价被《Cell》、《Nature Cell Biology》、《Cell Stem Cell》等杂志广泛引用,评价该成果为研究胚外胚内互作开辟了新型研究范式开创了早期胚胎发育互作研究的新范式揭示了胚外组织调控胚胎发育的保守机制为疾病机制与再生医学提供新平台。

6. 联合清华开发多谱系人胃组装类器官“类胃囊”,揭示胃的早期发育机制(Li et al., Nature. 2025 Oct;646(8086):893-902.)【论文9】

主要贡献者:灵长类转化医学研究团队:白冰、崔琪琪;合作团队:清华大学邵玥、华大/山西医科大学刘心国科温州研究院林峰清华大学李夏。

核心重大发现:突破传统单上皮类器官技术瓶颈,构建可自组织形成完整胃底、胃窦分区的多胚层胃类器官,同步搭载神经、间充质组织,多层级复刻人类早期胃发育全部特征,为消化道先天缺陷、胃癌、胃食管反流疾病建模与药物筛选提供标准化载体。该研究揭示了胃模式形成的调控机制,为破解胃发育的 WNT “信号梯度悖论”提供了一个统一的新理论,并为推进胃器官发生和胃类器官发育研究提供了更高仿真的实验平台。

学术及学科贡献多学科交叉破解类器官、消化器官发育模型构建难题,打通器官发育、肿瘤药理研究链条,为发育生物学及转化医学提供重要医工交叉研究平台,对发育生物学、细胞生物学、干细胞生物学、生物物理学、生理学、生物信息与计算生物学等二级学科发展具有重要意义。

领域评价成果得到了类器官研究领域的广泛赞誉,被Organoid Research期刊选为《2025年度类器官研究十大突破性进展》

(三)打通“基础研发——动物验证——人体临床”完整转化闭环,实现国产原创RNA编辑技术临床落地,构建生物学学科“基础 + 转化”双轮驱动格局(Guo et al., Cell. 2026 Jun 10:S0092-8674(26)00589-1.)【论文10】

主要贡献者:灵长类转化医学研究团队:陈永昌、季维智、郭文婷、张婷;合作团队:北京大学/昌平实验室魏文胜,上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心王纪文,北京大学唐慧贤、伊宗裔、袁鹏飞,上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心王翠锦。


核心重大发现:原创circ-arRNA(LEAPER 2.0)RNA编辑疗法开发环形ADAR招募RNA技术,依托人体自身内源ADAR酶实现靶向RNA外显子跳跃,无需递送外源编辑蛋白,从根源降低免疫毒性与脱靶风险;在DMD恒河猴模型中单剂给药,实现功能性抗肌萎缩蛋白稳定表达超1年,肌肉坏死、纤维化显著缓解,动物运动功能长期改善,无严重脏器、免疫不良反应;建立标准化 RNA 疗法灵长类临床前药效评价规范。在非人灵长类充分验证安全长效基础上,开展全球首次同步灵长类 +临床患者同期用药,3名DMD患儿接受治疗后,肌肉组织成功恢复功能性抗肌萎缩蛋白,6分钟步行距离、运动功能评分持续提升,无严重免疫不良反应。

学术及学科贡献:打破欧美垄断的基因治疗转化评价路径,依托自主灵长类模型实现完整国产技术临床转化,构建生物学学科“基础研究——新药研发——临床诊疗”完整育人、科研链条,支撑生物医药交叉学科发展,服务“健康中国”国家战略,填补国内灵长类基因治疗临床前评价体系空白,构建生物学学科原始创新临床转化通道遗传学、神经生物学、生物化学与分子生物学、生物物理学、生理学、生物信息与计算生物学等二级学科发展具有重要意义。

领域权威评价该工作得到了学术界和社会的广泛关注,《人民日报》、《新华网》、《科技日报》等官方媒体纷纷报道了相关成果,神经肌肉病领域资深专家在《Cell》和《Nature Reviews Drug Discovery》进行了专题述评,认为依托“灵长类模型 + 原创RNA编辑”的组合模式,开发了比现有疗法更有效的治疗方案,为治疗DMD及类似疾病提供了重要的临床前和早期临床证据。

总之,昆明理工大学季维智院士领衔的灵长类转化医学团队深耕基因编辑、疾病猴模型、类器官培育与药物临床前评价等关键方向,建成完整原创科研工具体系,产出上述10篇CNS正刊论文及其他多篇高水平论文,斩获国家自然科学二等奖,季维智院士入选Cell Press全球科学50人,助力学校成为全球灵长类转化医学核心研究基地;团队依托省部共建非人灵长类生物医学国家重点实验室、完备的博士点与博士后平台构建起“科研成果—国家级平台—人才培育”良性育人循环,持续输送干细胞、转化医学等领域高层次人才,推动动物学、分子生物学与遗传学稳居ESI全球前1%;学科上以灵长类转化医学融通理工医,搭建国内罕见病核酸药物标准化灵长类评价平台,贯通基础、研发、转化与产业全链条,形成特色差异化发展路径;研究紧扣出生缺陷、罕见病等国家人口健康战略需求,突破海外技术模型垄断,打造自主可控生物医药科研体系,并依托云南生物多样性资源布局面向南亚东南亚的灵长类医学创新中心;后续团队将立足现有丰硕学术成果,同步推进基础与转化前沿攻关,持续以原创灵长类生物医学创新支撑学校生物学冲击世界一流学科,服务人类生命健康事业。

       

     

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