中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所李劲松研究组、吴立刚研究组以及北京大学汤富酬研究组进行了一项合作研究，利用CRISPR-Cas9技术在小鼠的精原干细胞（干细胞项目可行性研究报告）中修复了遗传缺陷，产生了完全健康的后代，该研究为基因治疗提供了新的思路。相关研究论文日前在线发表在国际学术期刊《细胞研究》上。
据介绍，CRISPR-Cas9技术是利用一段与靶序列相同的单导向RNA来引导Cas9核酸酶对特异靶向DNA进行识别和切割，造成DNA的双链或单链断裂，然后，细胞会利用自身具备的两种DNA修复机制对断裂的DNA进行修复，即非同源性末端接合或同源介导的修复。
早在2013年，李劲松研究组已通过将CRISPR-Cas9直接注入携带遗传缺陷的受精卵胚胎中治愈了小鼠的白内障遗传疾病，首次证明CRISPR-Cas9技术能够高效地用于遗传疾病的治疗。然而，胚胎注射的方法存在两个问题：一是新生小鼠被治愈的几率较低，仅为30%；二是有少量实验脱靶现象。为更好地解决这些问题，研究人员从患遗传性白内障的小鼠睾丸中获取了携带纯和遗传突变的精原干细胞。研究人员将CRISPR-Cas9转入精原干细胞系中，通过单细胞扩增的方式建立了一系列来自单个精原干细胞的细胞系。
随后，研究人员对这些细胞系进行了深入分析，选择满足以下3个条件的细胞系进行移植实验：通过基因型分析确定两个突变位点均已修复，通过预测脱靶位点测序或者全基因组测序确定不存在脱靶问题，通过特定印记基因甲基化鉴定或全基因组甲基化测序，确定修复的精原干细胞维持正常的表观遗传特性。最后，将这些优质细胞移植到去除了生殖细胞的受体小鼠睾丸内后，研究人员获得了完全健康的小鼠后代。