在人类疾病中,神经系统性疾病的发生越来越频繁,而绝大多数疾病的致病机制尚不清楚,加上治疗手段有限,这导致患者及其家庭深受痛苦,因此,对于基础研究领域而言,可以利用模式生物构建与人类疾病相关的实验模型,同时结合分子生物学的手段来研究某些神经发育相关因子的生物学功能或探讨相关疾病的致病机理,这将对临床上神经系统疾病的诊断和治疗具有重要参考价值。斑马鱼凭借胚胎透明、体外受精和体外发育等优势,深受研究者的喜爱,日益成为了神经生物学及相关疾病研究等领域的一种理想模式动物。基因编辑技术的迅猛发展与应用,CRISPR/Cas9技术也应运而生,国内外利用CRISPR/Cas9技术和模式动物斑马鱼进行神经系统疾病模型相关研究,取得了重要进展,同时促进了神经系统研究领域的发展。PP2C蛋白磷酸酶是一类金属依赖性磷酸酶家族,PPM1G作为该家族成员之一,除了包含与该家族成员相同的部分结构域外,在该蛋白序列的第138至157氨基酸残基包含一个高度保守的特异结构域,即酸性结构域(Acidic Domain,AD)。也有研究表明,小鼠Ppm1g基因的敲除导致敲除鼠出现了神经发育异常的突变表型;但对于PPM1G蛋白中保守的AD结构域在生物体内的功能尚未有相关文献报道。相关生物信息学分析的结果表明,斑马鱼Ppm1g蛋白AD结构域编码序列源自斑马鱼13号染色体上ppm1g基因的第5个外显子一段60bp序列,在该序列的上游和下游各选一个靶位点,分别设计合成靶位点的gRNA。通过斑马鱼野生型胚胎的显微注射、靶位点有效性检测,F0代的遗传性检测,以及F1代杂合突变系筛选,最终成功获得斑马鱼AD结构域编码序列上游靶位点缺失4 bp,下游靶位点插入1 bp敲除品系,即CRISPR-Ppm1g-AD(-4,+1 bp)敲除品系。进一步分析表明,该模型的成功构建对利用斑马鱼探讨Ppm1g的AD结构域是否与神经发育相关等研究奠定重要基础。通过突变品系的表型分析,结果表明,Ppm1g-AD(-4,+1 bp)杂合和纯合突变系中出现了不同程度的神经发育缓慢,其中包括中脑发育迟缓等突变表型,同时,原位杂交分析表明,与野生型相比,纯合突变系中一些神经发育基因pax2的表达下调,而notch1b的表达上调等。以上结果表明,该结构域的敲除导致斑马鱼神经发育异常,同时,该研究结果对于探索该Ppm1g及其AD结构域在斑马鱼神经发育过程中所发挥的功能与作用机理都具有重要的意义。