基因組手術(shù)可恢復(fù)小鼠視網(wǎng)膜功能

哥倫比亞大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新的技術(shù)，該技術(shù)具有強(qiáng)大的基因編輯工具CRISPR，可恢復(fù)患有退行性視網(wǎng)膜疾病的小鼠的視網(wǎng)膜功能。

根據(jù)最新發(fā)表在《美國眼科學(xué)會(huì)》《眼科學(xué)》上的一篇論文，這是研究人員首次成功地將CRISPR技術(shù)應(yīng)用于色素性視網(wǎng)膜炎，一種稱為顯性疾病的遺傳性疾病。

臨床遺傳學(xué)家Stephen H. Tsang和他的同事們試圖創(chuàng)建一種更加敏捷的CRISPR工具，以便它可以治療更多的患者，而不論他們的個(gè)體遺傳情況如何。

他們稱該技術(shù)為“基因組手術(shù)”，因?yàn)樗梢郧谐龎幕虿⒂谜５墓δ芑虼妗?/p>

色素性視網(wǎng)膜炎是由70多個(gè)基因之一引起的一組罕見遺傳性疾病。它涉及視網(wǎng)膜后部細(xì)胞的破裂和丟失，視網(wǎng)膜是眼后部的光敏組織。

該病通常始于兒童期，發(fā)展緩慢，影響周圍的視覺和夜間視力。大多數(shù)人到成年后會(huì)失去很多視力，到40歲時(shí)在法律上將成為盲人。據(jù)估計(jì)，這將影響全世界4,000人中的1人，并且?guī)缀鯖]有治愈方法。

稱為CRISPR(聚類的規(guī)則間隔短回文重復(fù)序列)的基因編輯技術(shù)徹底改變了科學(xué)家修飾活細(xì)胞DNA的速度和范圍。

科學(xué)家已經(jīng)在工程機(jī)械到生產(chǎn)動(dòng)物的廣泛應(yīng)用中使用了CRISPR，但CRISPR尚需克服一些缺陷，才能通過簡單地切除不良基因并縫上好基因來達(dá)到治愈人類疾病的目的。

常染色體隱性遺傳性疾病的人繼承突變基因的兩個(gè)拷貝。當(dāng)該基因的兩個(gè)拷貝發(fā)生突變時(shí)，治療涉及一種更直接，一步一步的方法，即簡單地替換缺陷基因。

然而，在諸如色素性視網(wǎng)膜炎的常染色體顯性遺傳疾病中，該人僅從其父母那里遺傳一個(gè)突變基因的拷貝，并在一對常染色體上遺傳一個(gè)正常基因。因此，使用CRISPR的科學(xué)家面臨的挑戰(zhàn)是僅編輯突變體拷貝而不改變健康拷貝。

Tsang和同事提出了一種“消融和替換”策略，該策略可用于開發(fā)針對同一基因中存在的所有類型的突變的CRISPR工具集，而不是一種類型的突變所獨(dú)有。

由于Tsang的技術(shù)可以以不依賴突變的方式應(yīng)用，因此它代表了一種更快，更便宜的策略，可以克服通過基因組手術(shù)治療顯性疾病的困難。

兩種發(fā)現(xiàn)不良基因的物種

通常，CRISPR研究人員設(shè)計(jì)一個(gè)短序列的稱為引導(dǎo)RNA的代碼，該序列與他們想要替換的位相匹配。

曾俊華沒有使用一種指導(dǎo)RNA，而是設(shè)計(jì)了兩種指導(dǎo)RNA來治療由視紫紅質(zhì)基因變異引起的常染色體顯性遺傳性視網(wǎng)膜炎。

視紫紅質(zhì)是重要的治療靶標(biāo)，因?yàn)槠渫蛔円鸺s30%的常染色體顯性視網(wǎng)膜色素變性和15%的遺傳性視網(wǎng)膜營養(yǎng)不良。

這項(xiàng)技術(shù)可以更大程度地刪除永久破壞目標(biāo)基因的遺傳密碼。

曾蔭權(quán)發(fā)現(xiàn)，用兩種而不是一種的指導(dǎo)RNA將破壞壞基因的機(jī)會(huì)從30%增加到90%。

他們通過使用腺相關(guān)病毒將健康版本的基因攜帶到視網(wǎng)膜中，將該基因組手術(shù)工具與基因替代技術(shù)結(jié)合在一起。

另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，該技術(shù)可用于不分裂細(xì)胞中，這意味著它可以實(shí)現(xiàn)專注于不分裂成年細(xì)胞(例如眼，腦或心臟細(xì)胞)的基因治療。

因此，研究人員稱，該工具可能適用于數(shù)百種疾病，包括亨廷頓氏病，馬凡氏綜合癥和角膜營養(yǎng)不良。

曾蔭權(quán)的團(tuán)隊(duì)使用客觀的視覺測試來評估治療后的小鼠，以顯示其視網(wǎng)膜功能有顯著改善。

曾蔭權(quán)說，他預(yù)計(jì)人體試驗(yàn)將在三年內(nèi)開始。

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