研究表明,有58%的已知人类遗传学致病变异归因于基因组的单碱基点突变。利用基因编辑技术构建相应疾病位点的动物模型是研究发病机制及治疗方法的基础。但是,目前广泛应用的CRISPR/Cas9介导的同源重组技术存在:1)点突变效率较低（10%-20%）;2)插入和删除（Insertions and deletions,Indels）等副产物比例高;3)基因组大片段缺失等问题。胞嘧啶碱基编辑器（Cytidine base editor,CBE）是基于CRISPR/Cas9系统开发的一种新型基因组定点突变技术,能在靶位点上实现胞嘧啶C到胸腺嘧啶T的碱基转换。相比于传统的CRISPR/Cas9介导的同源重组技术,CBE产生C-T碱基转换的效率更高且不需要额外提供DNA供体模板。更重要的是,由于CBE不诱导双链DNA断裂（Double-strand DNA break,DSB）,极大地减少了Indels等副产物的产生,显著提高了定点突变的产物纯度。家兔是一种经典的模式动物,在前期工作中,我们利用CBE系统,实现了高效的兔基因组单碱基突变,并成功构建了白化病（Tyr无义突变）及HGPS早衰症（Lmna RNA错误剪切突变）等碱基编辑模型兔。但是,在应用过程中我们发现目前的CBE系统依然存在一些问题:1)基于大鼠APOBEC1脱氨酶（rat APOBEC1,r A1）开发的传统r A1-BE对GC序列的编辑效率低,难以获得处于GC序列背景中的Tyr p.R299H位点的突变模型兔;2)r A1-BE的主要编辑窗口较大,大约5个核苷酸（nucleotides,nt）,导致兔Tyr p.Q68Stop和Lmna p.G607G位点存在大量非靶向C的旁观者突变（Bystander mutation）;3)当存在连续多个C时（CC序列背景）,r A1-BE的编辑精确性差,且缩小窗口也难以做到只编辑单个C;基于以上科学问题,本研究旨在对传统的r A1-BE进行优化以提高GC效率和精确性,并利用优化的新型CBE系统构建相应疾病位点的模型兔。首先,我们利用AID脱氨酶替换偏好TC而排斥GC序列的r A1,并引入超活突变和优化密码子最终得到e AID-BE4max系统。在兔胚胎中与r A1-BE3平行比较,e AID-BE4max显著提升了在GC序列背景的编辑效率（30.58%vs.78.31%）,在非GC序列背景的效率也不低于r A1-BE3。利用e AID-BE4max成功获得了Tyr p.R299H白化病模型兔,平均靶向突变频率达到92%,远高于传统的r A1-BE3编辑兔（10%）。其次,针对r A1-BE3由于窗口较大导致的低精确性问题,我们通过在r A1引入适当的点突变构建了新的YFE-BE4max系统,能在维持高效率的同时显著缩小窗口至1-3 nt,并在家兔的Tyr p.Q68Stop和Lmna p.G607G位点显著降低了非靶向C的旁观者编辑,提高了编辑精度。这两个位点的模型兔也分别精确模拟了人白化病和HGPS早衰症的典型病理特征。最后,我们利用天然偏好CC序列（下划线所示为偏好编辑的C）的人APOBEC3G（human APOBEC3G,h A3G）脱氨酶,经过设计得到e A3G-BE4max系统,显著偏好CCC≥CCC≥CC序列,提高了在连续多C位点的编辑精度。e A3G-BE4max在细胞和兔胚胎中分别达到18.3%-58.0%和54.5%-92.2%的编辑效率。利用该系统,我们成功获得了Tyr p.Q48Stop白化病位点精确突变的F0（Founder）代兔。综上所述,本研究通过对胞嘧啶脱氨酶的优化改造,开发出提高GC效率和精确性的新型碱基编辑工具,并利用优化的CBE系统高效精确地构建碱基编辑家兔模型,为研究遗传疾病的发病机制提供理想的、新的动物模型。