CRISPR小基因方法阻止小鼠遺傳性肝病

enn Medicine 研究人員在Science Advances在線發(fā)表的新概念驗(yàn)證研究中報(bào)告說(shuō)，一種新的 CRISPR 基因編輯技術(shù)預(yù)防了已知由數(shù)百種不同突變驅(qū)動(dòng)的遺傳性肝病，并改善了小鼠的臨床癥狀。研究結(jié)果表明，一種很有前途的 CRISPR 工具可能會(huì)治療因酶、鳥(niǎo)氨酸氨甲酰轉(zhuǎn)氨酶 (OTC) 缺乏而導(dǎo)致的罕見(jiàn)代謝性尿素循環(huán)障礙患者，以及由同一基因上的不同突變引發(fā)的其他遺傳性疾病。

CRISPR 方法建立在 Penn Medicine 之前開(kāi)發(fā)的一種方法的基礎(chǔ)上，該方法僅限于糾正一個(gè)突變——它有益于新生小鼠而不是成年小鼠。這一次，這項(xiàng)技術(shù)——采用一種新型的雙腺相關(guān)病毒 (AAV) 來(lái)傳遞其成分——在基因組中插入了一個(gè)“小基因”，以實(shí)現(xiàn) OTC 在肝細(xì)胞中的持續(xù)表達(dá)，這被稱為“剪切”和“粘貼”的方法。沒(méi)有糾正任何突變，而是將一組新的指令添加到細(xì)胞中。結(jié)果，研究人員觀察到新生小鼠的臨床益處持續(xù)到成年期。

“就像大多數(shù)對(duì)新生兒有致命影響的遺傳疾病一樣，長(zhǎng)期有效的早期治療是必不可少的，”醫(yī)學(xué)教授、基因治療項(xiàng)目主任、醫(yī)學(xué)博士 James Wilson 說(shuō)。賓夕法尼亞孤兒疾病中心。“在這里，我們將 CRISPR 方法向前推進(jìn)，不僅可以維持細(xì)胞中 OTC 的表達(dá)，還可以擴(kuò)大該工具的能力。我們的目標(biāo)是最終將這種基因編輯方法從動(dòng)物身上轉(zhuǎn)化為治療患有 OTC 疾病和其他遺傳疾病的患者通過(guò)分散在整個(gè)基因中的突變——而不是單一的、主要的突變。”

在每 40,000 名新生兒中就有一人發(fā)現(xiàn) OTC 疾病可能源于 OTC 基因上的 300 多種不同突變。由于這些突變發(fā)生在 X 染色體上，因此通常在男性中發(fā)現(xiàn)，而女性是攜帶者。尿素循環(huán)是一系列六種肝酶，可幫助清除體內(nèi)的氨。當(dāng)其中一種酶缺失或不足時(shí)，氨會(huì)在血液中積聚并進(jìn)入大腦，從而導(dǎo)致腦損傷甚至死亡。為了治療這種疾病，患者服用藥物來(lái)刺激替代的氮清除途徑，或者在嚴(yán)重的情況下進(jìn)行肝移植。然而，這些患者的死亡率仍然很高，因此需要更新、更有效的療法。

為了開(kāi)發(fā)一種廣泛適用的基因組編輯工具，該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)新的雙 AAV 載體，其中包含一種稱為 Cas9 的 RNA 引導(dǎo)細(xì)菌蛋白——一種在細(xì)胞中尋找和操縱基因的快速可靠的方法。被稱為 AAV8 的這種賓夕法尼亞大學(xué)開(kāi)發(fā)的載體特別對(duì)肝細(xì)胞具有親和力。第二個(gè) AAV 包含一個(gè)功能齊全的“小基因”，表達(dá)密碼子優(yōu)化的人類 OTC(供體 DNA)，由肝臟特異性啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)，以確保它在注入血液時(shí)僅在肝細(xì)胞中表達(dá)。

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