使用CRISPR/Cas9从基因组中编辑疾病

由肯德尔摩根

CRISPR治愈了小鼠的白内障毫无疑问,CRISPR/Cas9技术是基因组编辑领域的一项突破。现在有两项研究报告发表在细胞干细胞上个月的研究表明,这种在实验室中已经非常有用的工具可能也会应用于临床。

中国科学院李劲松领导的一个研究小组发现,导致白内障的基因显性突变的小鼠可以通过将Cas9 mRNA和针对突变等位基因的单一引导RNA共注射到合子中来拯救。荷兰Hubrecht研究所的Hans Clevers领导的一个独立团队使用了CRISPR / Cas9基因组编辑在囊性纤维化患者培养的肠干细胞中通过同源重组纠正囊性纤维化跨膜导体受体(CFTR)的系统。

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CRISPR来拯救

“当我看到这两篇论文时,我真的很兴奋,”加州大学伯克利分校的詹妮弗·杜德纳(Jennifer Doudna)说Addgene储户和CRISPR专家谁没有参与这两项研究。“这是首次直接证明使用基因组编辑来纠正两种疾病的点突变,并产生真正的表型效应。”

CRISPR/Cas9与其他基因组编辑技术的区别在于它的易用性。杜德纳解释说:“这是一项非常简单的技术。”他将这一技术的成功归功于Addgene公司现成的.“这就是为什么我们看到不同实验室针对不同应用采用这种技术的原因。”

李的团队注意到了CRISPR/Cas9已被用于在广泛的生物体内产生突变,但其有效纠正疾病的潜力尚未实现。研究人员选择在患有显性白内障疾病的老鼠身上探索其潜力,这种疾病是由一种叫做Crygc.当所有的一切都说了并做了之后,研究人员已经治愈了24只老鼠的疾病。

与此同时,Hans Clevers和他的同事将CRISPR应用于疾病矫正在两名囊性纤维化患者的成体干细胞中。他们能够在无性繁殖的类器官中证明该基因的功能性纠正。

囊性纤维化报告的第一作者Gerald Schwank说:“成人干细胞中的CRISPR具有巨大的潜力,因为在类器官培养中,成人干细胞的基因组是稳定的。”“这比诱导多能干细胞有很大的优势,后者需要经历一个危机阶段,在这个阶段他们‘收集’了大量的突变。”

然而,囊性纤维化可能不是基因治疗最可能的候选者,因为这种疾病影响多个器官系统。然而,这些发现证明了使用CRISPR来纠正单基因状况的原则。

CRISPR生物学中仍然存在的障碍

“我认为在不久的将来用CRISPR治疗遗传病是完全可能的,”李说,尽管有一些事情需要首先解决。

潜在的脱靶效应是一个主要的限制。手术过程也需要完善,直到修复效率接近100%。

杜德纳说:“我们需要确保它的修复足够准确和有效。”“而且应用起来也不会太难。这些论文表明,它可能足够有效,可以考虑作为一种治疗手段。”

她说,关于CRISPR/Cas生物学还有许多基本问题有待回答,这些细节将继续是她的加州实验室和许多其他实验室的主要关注点。“那些脱靶效应很重要,”她说。“我们还真的需要了解乳沟部位是如何修复的。”这些见解对于科学家影响编辑效率的能力至关重要。

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工具书类

1.吴宇轩等。《利用CRISPR/Cas9纠正小鼠的一种遗传疾病》细胞干细胞.13659 -662(2013年12月5日)。

2.Gerald Schwank等。“CRISPR/Cas9对囊性纤维化患者肠干细胞类器官CFTR的功能修复”细胞干细胞.13653 -658(2013年12月5日)。

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