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在临床治疗应用方面，精确的靶向基因组编辑是非常重要的。规律成簇的间隔短回文重复(CRISPR)/CRISPR相关蛋白-9核酸酶(Cas9)系统通过在基因组上靶向形成DNA双链断裂(DSB)的方式极大地促进了转基因的靶向整合。一旦产生一个DSB，靶向整合可以通过多种策略来实现，包括同源重组(HR)、微同源臂介导的末端接合(MMEJ)或者非同源末端接合(NHEJ)。然而，常用的凭借同源重组介导修复(HDR)的基因组编辑策略对于体内的应用来说效率很低。NHEJ介导的修复系统会导致随机方向的整合，以及在接合处引入各种形式的插入、删除或突变。MMEJ介导的策略目前只在HEK293细胞以及斑马鱼中被证明有效。 首先，证明了依赖于微同源介导的末端接合(MMEJ)的策略可以在体外培养的小鼠ES细胞、原代星形胶质细胞和神经元细胞中实现精确的靶向基因整合。其次，证明了MMEJ策略也能被应用于体内神经元和肝细胞的精确靶向基因整合，效率高达20％，远高于在成体小鼠组织内HDR的基因编辑策略的效率（高达10倍）。最后，作为对该方法的治疗前景的概念验证，证明了用MMEJ策略能有效地修正Fah基因突变继而挽救Fah-/-肝衰竭小鼠，为精确靶向基因治疗提供了一种新的方案。 因为HR通常只发生在细胞分裂时，所以常用的HR策略介导的基因靶向整合在动物胚胎和组织中效率低下。即使是之前报道的NHEJ和证明了的MMEJ，也只能在某些系统内提高效率。因此，设计了一种同源臂介导的末端接合(HMEJ)策略，该策略利用CRISPR/Cas9介导的DNA切割同时发生在转基因供体质粒（含有向导RNA靶向序列和大约800bp同源臂）和靶向的基因组位点。发现，与HR方法相比，在小鼠ES细胞和N2a细胞中，HMEJ介导的靶向整合效率并无显著提高;然而在HEK293T细胞系、原代星形胶质细胞和神经元细胞中，HMEJ介导的靶向整合具有更高的DNA敲入效率。更重要的是，不但在体内的肝细胞和神经元中HMEJ介导的方法的基因整合效率均远高于以HR、NHEJ和MMEJ介导的策略，而且在小鼠和猴子胚胎中也是如此。因此，这种HMEJ介导的策略可能在一系列应用中都是有效的，比如基因编辑获得动物模型以及靶向基因治疗。 综上所述，证明了依赖于微同源臂介导的末端接合(MMEJ)的策略可以在体内神经元和肝细胞中实现精确靶向基因整合。通过MMEJ介导的靶向整合修复肝细胞中的Fah基因突变，进而挽救肝衰竭的Fah突变小鼠，为MMEJ为基础的基因治疗策略提供了新的方案。同时，设计了一种以同源臂介导的末端接合(HMEJ)为基础的基因敲入策略，它在很多种系统（包括培养中的细胞、动物胚胎和体内组织）中比所有现有的基因敲入策略的效率都要高。基于更高效的编辑效率和更好的精确度，HMEJ介导的基因敲入方法为一系列应用（包括基因编辑动物模型的建立、疾病的靶向基因治疗等）提供了非常大的应用前景。