@ 2018.10.12 , 14:00

基因改造在小鼠身上初见成效

作者:Kat Eschner

基因改造在小鼠身上初见成效
Credit:HW

发表在《自然医学》杂志上的一篇新论文强调了这样一种观点,即有一天我们可能会使用一种CRISPR-Cas9的基因编辑方式来治疗人类儿童出生前的遗传性疾病。从事小鼠研究的研究人员表示,他们对结果感到满意,但强调结果与能够为人类胎儿提供治疗还有一段距离。

宾夕法尼亚大学医学院和费城儿童医院的研究人员利用一种称为“基础编辑”的技术,能够治疗因基因突变而患有罕见肝病的小鼠胎儿。研究的共同作者之一,在宾夕法尼亚大学任教基因工程专家Kiran Musunuru表示,这种遗传性酪氨酸血症1型(HT1)在胎儿 - 无论是小鼠还是人类 - 出生之前就开始造成损害。

“几十年来我们已经知道,这是一种已经导致肝脏受损的疾病……在子宫内就已经开始了,”Musunuru说。通常,这种情况在出生后要用药物治疗,一旦检测到就开始治疗。HT1可引起肝癌甚至肝功能衰竭,还有许多其他症状。但是在老鼠身上,他们的新疗法更早地影响了疾病,只需要进行一次治疗 - 而不是每天必须服用的现有(人类用)药物。与药物治疗不同,基因编辑治疗也意味着不需要特殊的低蛋白饮食。

Musunuru 和同事通过修改子宫内的遗传密码,开发了一种小鼠出生前治疗HT1的程序。为此,他们对母鼠进行手术,并在每个胎儿中进行静脉注射,并进行基础编辑处理。“静脉输血的第一个地方是胎儿肝脏,”费城儿童医院医生 William Peranteau 说道,他是一名胎儿和儿科外科医生,也是该研究的合著者。注射发生在妊娠第16天,即胎儿准备出生前4天。(小鼠妊娠期仅为20天。)

基础编辑是一种使用CRISPR Cas-9技术的技术,该技术将病毒转变为治疗载体,而不是切割DNA并输入新遗传密码的基因。CRISPR Cas-9通过碱基编辑,病毒将酶转运到基因的特定点。这种酶可以改变蛋白质,使基因表达一种不同类型的蛋白质,可以“关闭”甚至纠正基因突变,如导致HT1的基因突变。在这种情况下,研究人员能够阻止该基因使小鼠生病。

Peranteau 强调他们的研究只是一个概念证明:换句话说,它显示了一种有效的方法。该方法仅在小鼠中进行了测试,并且在此中的一些变异可用于治疗人类之前还有许多步骤。“有些家庭可以进行怀孕期间的基因诊断,”他说,但他不想给他们错误的希望,因为人类治疗还有很远的路要走。

但是从长远来看,他们的方法可能用于治疗其他类型的遗传性疾病,如镰状细胞性贫血和囊性纤维化,Musunuru 说。此外,“理想情况下,我们能够针对影响其他器官的遗传性疾病,而不仅仅是肝脏,” Peranteau说。他们从肝脏开始实验,因为他们已经开展了大量研究,可用于开发治疗方法。

Musunuru 说,他们的基因编辑方法也需要更多工作。为了证明这个概念,他们使用腺病毒携带DNA所需的信息。“但它在临床上并不是最好的选择,”Peranteau说。腺病毒具有优势 - 例如,它们能够将大量信息传递到需要治疗的部位 - 但也会引起强烈的免疫反应。因此,它们通常不用于人类。目前正在研究探索非病毒传播策略作为替代方案 - 虽然它们仍处于早期开发阶段,但还是有路可走的。

在这类工作中,保持希望是值得的。尽管如此,这篇论文确实标志着基因编辑首次用于治疗胎儿的遗传疾病。这是有希望的,因为传统的CRISPR-Cas9可能比以前想象的更容易引入基因错误。因为基础编辑不涉及切割DNA,所以不太容易引入基因错误。毕竟,“我们正在谈论有朝一日实际上在人类中进行治疗,” Musunuru说。

“这项研究的结果代表了基因编辑疗法的重要进展,”未参与研究的哈佛大学基因编辑专家 David Liu 表示,基因编辑具有“相当利落和高效”的成果。

本文译自 popsci,由译者 HW 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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