Crispr-cas9 基因编辑技术成功治愈遗传性肌肉营养不良
2016-01-07 佚名 生物谷
如今十分热的基因组编辑工具-CRISPR又取得了一项新的成就：研究者们利用这工具治愈小小鼠的多种肌肉营养障碍症。三个研究组最近发表在science杂志上的文章表明，他们利用CRISPR技术敲除了患有Duchenne muscular dystrophy症状的小鼠基因组中的一个有缺陷的基因，使得小鼠能够表达关键的一类肌肉蛋白。这项结果标志着首次利用CRISPR对动物成体进行全身性的基因敲除，并治
如今十分热的基因组编辑工具-CRISPR又取得了一项新的成就：研究者们利用这工具治愈小小鼠的多种肌肉营养障碍症。三个研究组最近发表在science杂志上的文章表明，他们利用CRISPR技术敲除了患有Duchenne muscular dystrophy症状的小鼠基因组中的一个有缺陷的基因，使得小鼠能够表达关键的一类肌肉蛋白。这项结果标志着首次利用CRISPR对动物成体进行全身性的基因敲除，并治疗遗传性疾病的成功。
DMD（Duchenne muscular dystrophy）是主要影响男性的一类疾病，由表达dystrophin蛋白的基因受损引发。Dystrophin蛋白能够增强与保护肌纤维，当dystrophin蛋白缺失时，骨骼肌与心肌将会发生退化。患有DMD症状的患者经常需要做轮椅，利用呼吸机辅助呼吸，并最终死去，寿命一般在25岁。这一罕见的疾病主要是由该基因第79号外显子中DNA的缺失或病变引发。
至今研究者们仍未找到有效的治疗这一疾病的方案，向病变组织植入足量的健康肌肉干细胞进行再生治疗看上去十分困难；而常规的基因疗法，即利用病毒载体将完整的基因导入并代替原有的受损基因也不可行，因为该基因片段过大。一些基因治疗专家们希望设计一段"微型化"的dystrophin基因，即在保留该基因功能的基础上尽量的缩减体积，从而便于导入。一些制药公司也在开发相关药物，使得在转录过程中转录机器能够跳过受损的部位，从而编码出虽然不完整，但是仍具备一定功能的dystrophin蛋白。然而，有益这类药物具有明显的副作用，至今没能通过临床试验。
如今，CRISPR排上了用场，这一技术刚刚获得了2015年Science杂志年度突破技术。原理上，通过一节RNA将一类名叫CAS9的酶移动到基因组的特定位置，之后该酶能够将特定的DNA片段切掉，之后，细胞通过损伤修复机制将断裂的DNA链连接，或者利用DNA模板创造新的序列。科学家们已经利用CRISPR修正了许多遗传突变并成功治愈了小鼠的一类肝脏疾病。就在去年，研究者们利用CRISPR成功修复了小鼠胚胎中的dystrophin基因缺陷。
但利用CRISPR进行人体全身性的DMD治疗还是不现实：由于人类成熟的肌肉细胞不会分裂，因此也就不会具有DNA修复机器的存在，然而CRISPR可以切除出错的外显子序列，因此在转录过程中可以跳过这部分受损的部位，最终编码得到较短，但保留功能的dystrophin蛋白，与之前药物公司的基本理念一致。
如今，三个研究组已经完成了相关工作，来自西南医学中心的Chengzu Long等人利用腺病毒将CRISPA RNA以及cas9导入肌肉细胞中切除有缺陷的DNA片段，治疗后小鼠能够产生较短版本的dystrophin 蛋白；来自杜克大学的生物医学工程师Charles Gersbach等人以及哈佛大学Amy Wagers 与MIT张锋合作研究组均报道了相似的结果。
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