《利用CRISPR/Cas9有望让猪成为病人的器官供者》

  • 来源专题:转基因生物新品种培育
  • 编译者: 雷洁
  • 发布时间:2016-04-28
  • 尽管在农业环境中,猪比较懒散,但是在生物医学实验室培养的猪足够干净以至于很多人将欢迎---确实,应当欢迎---使用它们的组织用作拯救生命的移植物。用于移植的心脏瓣膜通常来自猪和奶牛。但是想要将整个猪器官移植到需要新的心脏、肝脏、肾脏或肺部---异种器官移植(xenotransplantation)的病人体内---并不是这么简单的事。除了受者免疫系统倾向于排斥异体组织所面临的常规挑战外,利用猪器官填补人器官供应和需求之间的巨大缺口还必需解决猪内源性逆转录病毒(porcine endogenous retrovirus, PERV)带来的问题。

    在一项新的研究中,来自中国浙江大学动物科学学院、美国哈佛大学和麻省总医院的研究人员发现一种新的基因编辑技术--- CRISPR/Cas9系统---出人意料地提供帮助。它能够更加快速地、更加高效地和更加准确地进行分析、替换和改善来自DNA的有问题的基因。

    Salomon写道,这种剪切猪基因组的策略似乎解决了利用猪作为移植器官来源的两个关键挑战:通过关闭PERV产生,研究人员大体上降低受者感染上这种逆转录病毒的风险,同时降低这些“异种抗原(xenoantigen)”的存在触发受者免疫系统对异体器官发起大规模免疫攻击的概率。

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    • 编译者:门佩璇
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    • 日前,来自美国天普大学的研究团队开展研究,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功将HIV-1 DNA从人体免疫T细胞中清除。该团队最新的研究结果显示,凡是清除过后的细胞,将不会再被HIV感染。这一鼓舞人心的结果将可能为最终治愈艾滋病带来希望! 在这项新的研究中,研究者们着重对HIV潜伏并有效感染的CD4+ T细胞中基因编辑技术是否有效。体外试验结果显示,运用这种基因编辑系统能够抑制T细胞中病毒复制,并显著降低T细胞中的病毒载量。此外,他们还解决了关于基因脱靶效应与毒性的问题。下一步,研究团队将考虑开展人体实验证实其防治效果。
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    • 编译者:Zhao
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    • 老年黄斑变性 (AMD) 会影响视网膜病变,导致视力模糊扭曲,还会导致视野中央出现黑点。据估计,65 岁以上有十分之一的老年人患有这种症状,并且随着老龄化的加剧这种疾病将会越来越多。AMD 在白种人中很常见,它会导致视觉扭曲和盲点。韩国基础科学研究所 (IBS) 基因组工程中心的科学家报告,他们使用 CRISPR-Cas9 技术在活体小鼠的某个支持视网膜的组织层进行“基因手术”。该研究发表在《Genome Research》上(点击左下角阅读原文),将基础研究和小鼠模型应用结合在一起。 导致失明的最常见视网膜病变包括:早产儿视网膜病变、糖尿病视网膜病变和老年性黄斑变性。在这些疾病中,血管内皮生长因子 (VEGF) 的分泌达到了不正常的高水平。对于 AMD,VEGF 会导致眼睛中形成新血管,但也会导致血液和体液进入眼睛,破坏视网膜的中央区域,即黄斑受损。 注射抗 VEGF 药物是治疗 AMD 的最常见方法,但每年至少注射 7 次,因为病变的视网膜色素上皮细胞会持续分泌 VEGF。IBS 的科学家认为,CRISPR-Cas9 技术可以改善这种状况。基因组工程中心的负责人 KIM Jin-Soo 解释说:“注射只能是治标不治本。通过编辑 VEGF 基因,我们能够长期地治愈这种疾病。” CRISPR-Cas9 能够在基因中的特定位置进行精准地剪切和修复。CRISPR-Cas9 系统的工作方式是在目标位置剪切 DNA,在这种情况下,就是对 VEGF 基因进行剪切。两年前,IBS 的科学家证明,一种预组装的 CRISPR-Cas9,或者说是 Cas9 核糖核蛋白(RNP),能够被导入到细胞和干细胞中对目标基因进行修改。这种预组装分子能够快速起效,而且可以在自身建立免疫反应之前就降解掉。尽管这种方法具有优势并且已经成功过,但是将预组装分子导入仍存在困难,这也就限制了它在治疗中的应用。 在研究中,研究团队成功地将 CRISPR-Cas9 注射到患湿性老年黄斑变性的小鼠眼中,并修改了 VEGF 基因。他们最初发现,注射法比用质粒导入更加有效。其次,这种化合物在 72 小时内就会降解消失。科学家检测了小鼠的基因组,发现 CRISPR-Cas9 分子只修改了 VEGF 基因,对其他基因没有影响。他们通过观察脉络膜新生血管 (CNV) 的方式监控眼部疾病进程,CNV 是视网膜和巩膜之间新形成的血管,它是湿性黄斑变性的常见问题,研究人员发现,CNV 区域减少了 58%。此外,锥体机能不良的副作用只持续了 3 天,在治疗后一个星期后没有再出现。 Kim Jin-Soo 说:“我们的方法通过关闭 VEGF 基因来抑制 CNV。我们预计在未来,外科医生可以利用这种方法对患者进行治疗。” CRISPR-Cas9 过去常被用于修复导致遗传疾病和癌症的基因突变,这项研究提出了一种治疗非遗传退行性疾病的新方法。首尔国立大学的 KIM Jeong Hun 教授指出:“我们已经确认这种方法在动物模型中有效果,现在我们希望能够进行临床前试验。”