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基因組編輯技術(shù)是指通過對DNA序列的敲除、插入、定點突變等方式改變生物體基因組序列，從而導(dǎo)致生物體遺傳信息改變的技術(shù)。2013年，CRISPR/Cas9系統(tǒng)首次在哺乳動物細(xì)胞中實現(xiàn)精確的基因編輯，迅速成為生命科學(xué)領(lǐng)域的新寵兒。該系統(tǒng)是由細(xì)菌和古細(xì)菌等微生物中獲得性免疫系統(tǒng)發(fā)展起來的基因組編輯技術(shù)，可以通過堿基互補(bǔ)的方式靶向定位基因組，從而對靶位點進(jìn)行切割。換言之，CRISPR/Cas9與日常辦公Word中的“查找和替換”功能類似：CRISPR/Cas9查找遺傳數(shù)據(jù)，并用替換它們。CRISPR/Cas9的先驅(qū)Jennifer Doudna曾經(jīng)這樣描述該系統(tǒng)：CRISPR/Cas9就像一把瑞士軍刀，它發(fā)揮的功能很大程度是取決于我們的使用方式。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生物技術(shù)和包括皮膚性病學(xué)在內(nèi)的醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域。本文將對CRISPR/Cas9系統(tǒng)研究歷史、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和作用機(jī)制以及其在基因治療中的應(yīng)用進(jìn)行綜述，帶您了解CRISPR/Cas9這把基因編輯的魔力剪刀。 CRISPR/Cas9在相關(guān)皮膚病及基因治療中的研究進(jìn)展 支大龍 王剛 作者單位：西京皮膚醫(yī)院  CRISPR/Cas9系統(tǒng)作用機(jī)制分為3個階段，即獲取CRISPR間隔序列、轉(zhuǎn)錄CRISPR RNA前體和加工CRISPR RNA、CRISPR RNA與反式激活crRNA及Cas9蛋白結(jié)合成復(fù)合體對外源性DNA進(jìn)行切割，導(dǎo)致DNA雙鏈斷裂。CRISPR/Cas9系統(tǒng)切割DNA后會使其雙鏈斷裂，引起DNA修復(fù)機(jī)制，實現(xiàn)基因編輯。 目前的基因治療研究思路主要有：利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)將顯性致病基因切除；利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)對將引起遺傳病的功能基因進(jìn)行切割，并引入正常的功能基因；利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)使用多個單鏈向?qū)NA同時對多個致病基因切除，獲得療效。此外，CRISPR/Cas9系統(tǒng)也可直接用于體細(xì)胞定向基因編輯，將細(xì)胞在體外進(jìn)行定向編輯，再輸入患者體內(nèi)，達(dá)到治療作用。 目前，①CRISPR/Cas9系統(tǒng)可為遺傳病和代謝病等的治療提供較好的動物模型；②可與誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPS）技術(shù)共同用于基因治療，CRISPR/Cas9系統(tǒng)可應(yīng)用于修飾iPS基因組；③CRISPR/Cas9系統(tǒng)已應(yīng)用在腫瘤研究的諸多方面；④CRISPR/Cas9系統(tǒng)在免疫調(diào)節(jié)中的應(yīng)用可為有些皮膚?。ㄈ玢y屑病、大皰性類天皰瘡等）發(fā)病機(jī)制的研究和治療提供新思路。 與其他基因組編輯技術(shù)相比，CRISPR/Cas9系統(tǒng)具有許多優(yōu)勢，其構(gòu)建簡易，耗時短，切割效率更高，且適用于多基因同時編輯。作為一種革命性技術(shù)，CRISPR/Cas9系統(tǒng)仍存在不足，其中脫靶效應(yīng)一直是該技術(shù)需要克服的重大技術(shù)問題。但已有一些優(yōu)化方法能降低脫靶率。另外，基因復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制以及功能多樣性使CRISPR/Cas9系統(tǒng)存在不可預(yù)知的風(fēng)險，在基因編輯之前必須明確所敲除基因的功能作用，以避免出現(xiàn)在編輯致病基因的同時增加其他疾病的患病風(fēng)險。與體細(xì)胞編輯相比，生殖細(xì)胞的基因編輯在影響個體的同時也對后代產(chǎn)生影響，進(jìn)而可能改變其物種遺傳軌跡。  隨著CRISPR/Cas9系統(tǒng)不斷的發(fā)展和完善，CRISPR/Cas9系統(tǒng)自身存在的一些局限性將不斷被克服，相信在不久的將來該系統(tǒng)可以為基礎(chǔ)研究、疾病預(yù)防和治療等提供更加高效簡單的方案。 |
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