 在“ 科學(xué)進(jìn)展 ”期刊上發(fā)表題為“體內(nèi)基因組編輯改善運(yùn)動(dòng)功能并延長(zhǎng)ALS小鼠模型中的存活”。這項(xiàng)研究表明，這種方法延緩了ALS發(fā)病和改善了攜帶這種突變的小鼠的存活率。加州大學(xué)伯克利分校的研究小組強(qiáng)調(diào)，該方法也可用于其他形式的ALS 。 小鼠研究表明，基因編輯可能是延緩由SOD1基因突變引起的肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）致病過(guò)程的一種可行的工具。 化學(xué)和生物分子工程教授David Schaffer和主任伯克利說(shuō)?！?/span>體內(nèi)基因組編輯能夠挽救運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元控制肌肉功能，特別是膈肌，不僅能夠挽救病人，而且能夠保持他們至關(guān)重要的生活質(zhì)量。” SOD1是神經(jīng)元中作為抗氧化劑的關(guān)鍵酶。雖然研究人員還沒(méi)有完全理解酶的突變是如何引起ALS的，但顯然突變酶的存在對(duì)神經(jīng)元是有害的。 早期的研究使用RNA的治療來(lái)阻斷從其基因產(chǎn)生酶，在ALS的動(dòng)物模型中是有效的。但是這些方法到目前為止還沒(méi)有在人類(lèi)身上取得成功。研究小組認(rèn)為，他們也不可能解決SOD1突變問(wèn)題。 他們寫(xiě)道，使用CRISPR-Cas9系統(tǒng)進(jìn)行基因編輯可能是基于RNA的藥物的可行替代方案。CRISPR-Cas9是當(dāng)今最準(zhǔn)確的基因編輯系統(tǒng)。 樂(lè)觀的原因 SOD1突變引起所有家族性ALS病例的大約五分之一，占所有ALS病例約2％。研究人員說(shuō)，該方法可能也適用于其他突變病人。 為了測(cè)試該技術(shù)，他們將SOD1突變的小鼠暴露于攜帶基因編程工具的無(wú)害病毒。指示CRISPR-Cas9系統(tǒng)關(guān)閉基因。小鼠出生后不久就對(duì)其進(jìn)行治療。 基因編程的小鼠比沒(méi)有治療的小鼠有更好的運(yùn)動(dòng)功能并且減輕了體重 - 這一事實(shí)可能與它們的較低水平的肌肉損失有關(guān)。治療的小鼠也有更多的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。 經(jīng)過(guò)治療的動(dòng)物在其脊髓中的突變體SOD1減少約2.5倍，并且比未處理的動(dòng)物突變晚了33天。研究人員指出，接受治療的動(dòng)物存活率也有類(lèi)似的增長(zhǎng) 然而，疾病進(jìn)展并沒(méi)有減慢，因?yàn)樗械睦鲜蠖忌×舜蠹s相同的時(shí)間。 研究人員說(shuō)，這可能是由于支持細(xì)胞缺乏經(jīng)過(guò)基因編輯星形膠質(zhì)細(xì)胞，即稱(chēng)為腦和脊髓中的星形膠質(zhì)細(xì)胞。 該研究的資深作者Schaffer說(shuō)：“這種治療并不能使ALS小鼠恢復(fù)正常，而且還不能治愈?！暗谖艺J(rèn)為是一個(gè)非常有力的概念驗(yàn)證，CRISPR-Cas9可能是治療ALS的治療方法。 Schaffer認(rèn)為，優(yōu)化治療的其他研究，尤其是如何將基因編輯工具引入更多的細(xì)胞，可能會(huì)進(jìn)一步改善這一成果。 “我傾向于非常謹(jǐn)慎，但在這種情況下，我相當(dāng)樂(lè)觀地認(rèn)為，如果我們不僅能消除神經(jīng)元中的SOD1，還能消除星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中的SOD1，我想我們將會(huì)令到延長(zhǎng)患者和得到更長(zhǎng)的壽命“，他說(shuō)。 此外，研究人員正在研究如何消除SOD1的突變形式。目前的方法不能區(qū)分有缺陷的和健康的酶。其他改進(jìn)包括更好的載體病毒類(lèi)型和交換機(jī)制，使CRISPR-Cas9系統(tǒng)在完成工作后自毀。 該研究小組寫(xiě)道：“這項(xiàng)工作將基因組編程建立為ALS的一種可能的治療方法，并為此技術(shù)治療其他形式的疾病鋪平了道路，包括那些由C9orf72基因引起的疾病。 編者著 什么是基因組編輯和CRISPR-Cas9？ 基因組編輯（也稱(chēng)為基因編輯）是一組科技讓科學(xué)家能夠改變生物的DNA。這些技術(shù)允許遺傳物質(zhì)在基因組的特定位置添加、去除或改變。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了幾種基因組編輯方法。最近一個(gè)被稱(chēng)為CRISPR-Cas9，它是聚類(lèi)的規(guī)則間隔短回文重復(fù)和CRISPR相關(guān)蛋白9的縮寫(xiě).CRISPR-Cas9系統(tǒng)在科學(xué)界引起了很多興奮，因?yàn)樗欤阋?，更多?zhǔn)確，并且比其他現(xiàn)有的基因組編輯方法更有效。 CRISPR-Cas9從細(xì)菌中天然存在的基因組編輯系統(tǒng)改編而來(lái)。細(xì)菌從入侵病毒中捕獲DNA片段，并使用它們創(chuàng)建稱(chēng)為CRISPR陣列的DNA片段。CRISPR陣列允許細(xì)菌“記住”病毒（或者密切相關(guān)的）。如果病毒再次發(fā)作，細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生來(lái)自CRISPR陣列的RNA片段來(lái)靶向病毒的DNA。然后細(xì)菌使用Cas9或類(lèi)似的酶將DNA分開(kāi)，從而使病毒失活。 CRISPR-Cas9系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室中的工作方式類(lèi)似。研究人員用一個(gè)簡(jiǎn)短的“指導(dǎo)”序列創(chuàng)建一小段RNA，該序列連接（結(jié)合）基因組中的特定DNA靶序列。RNA也結(jié)合到Cas9酶上。如在細(xì)菌中一樣，修飾的RNA被用于識(shí)別DNA序列，并且Cas9酶在目標(biāo)位置切割DNA。雖然Cas9是最經(jīng)常使用的酶，但是也可以使用其他酶（例如Cpf1）。一旦DNA被切斷，研究人員使用細(xì)胞自身的DNA修復(fù)機(jī)制來(lái)添加或刪除遺傳物質(zhì)片段，或者通過(guò)用定制的DNA序列替換現(xiàn)有的片段來(lái)改變DNA。 基因組編輯對(duì)人類(lèi)疾病的預(yù)防和治療具有重要意義。目前，大多數(shù)關(guān)于基因組編輯的研究是用細(xì)胞和動(dòng)物模型來(lái)理解疾病的?？茖W(xué)家們?nèi)栽谂Υ_定這種方法是否安全有效地用于人們。目前正在研究各種各樣的疾病，包括囊性纖維化，血友病和鐮狀細(xì)胞病等單基因疾病。它也有望治療和預(yù)防更復(fù)雜的疾病，如癌癥，心臟病，精神疾病和人類(lèi)免疫缺陷病毒（HIV）感染。 如果使用諸如CRISPR-Cas9等技術(shù)進(jìn)行基因組編輯來(lái)改變?nèi)祟?lèi)基因組，就會(huì)出現(xiàn)道德問(wèn)題?；蚪M編輯引入的大部分變化僅限于體細(xì)胞，即卵子和精子細(xì)胞以外的細(xì)胞。這些變化只影響某些組織，不會(huì)從一代傳到下一代。然而，對(duì)卵子或精子細(xì)胞（生殖細(xì)胞）或胚胎基因的基因所做的改變可能會(huì)傳給子孫后代。種系細(xì)胞和胚胎基因組編輯帶來(lái)了一些道德挑戰(zhàn)，包括是否允許使用這種技術(shù)來(lái)增強(qiáng)正常的人類(lèi)特征（如身高或智力）?；趯?duì)道德和安全性的擔(dān)憂，生殖細(xì)胞和胚胎基因組編輯目前在許多國(guó)家是非法的。 |
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來(lái)自： 阿生記圖書(shū)館 > 《干細(xì)胞研究》
