基于CRISPR/Cas9的基因编辑技术近年来被广泛应用于基因治疗的研究中。作为可以定点靶向精准编辑的技术,CRISPR/Cas9技术使得基因治疗策略再次成为单基因遗传病治疗研究的热点。本课题以苯丙酮尿症的基因治疗为着手点,采用CRISPR/Cas9技术构建PahR408W小鼠模型,经过检测该模型表现出血液内高苯丙氨酸含量、毛发色度减退以及PAH蛋白含量降低的表征。该模型不仅在表型上与临床疾病表征相符,同时模型小鼠携带的突变型是目前临床上报道患病人数最多的突变型。本课题通过腺病毒载体运输CRISPR/Cas9系统修复该模型的点突变,取得了一定的治疗效果,治疗后小鼠血液内苯丙氨酸含量降低,毛色回复以及PAH蛋白含量平均从野生型蛋白含量的1%上升到6%。本课题同时也应用了免疫原性低安全性高的腺相关病毒载体运输CRISPR/Cas9系统,在该基因原位敲入正常的Pah基因cDNA以治疗该疾病。为提高AAV-CRISPR/Cas9系统的在体基因编辑效率,开发了在体内过表达腺相关病毒受体基因的策略。结果显示,过表达腺相关病毒受体基因有效的提高了 AAV-CRISPR/Cas9系统的在体基因编辑效率,尤其是提高了长片段敲入效率4倍,治疗后小鼠血液内苯丙氨酸含量降低,毛色回复。本课题构建了突变型上更具普遍性的苯丙酮尿症疾病模型小鼠,在概念上检测腺病毒载体系统和腺相关病毒载体系统在基于CRISPR/Cas9的基因治疗中的应用,同时也进行了单点修复和更具有普遍性和治疗意义的原位敲入cDNA的治疗策略的试验,为后续苯丙酮尿症的基因治疗提供了宝贵的实践经验和理论基础。