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Gene Therapy:我国科学家利用CRISPR破坏乙肝病毒

来源:生物通 2015-02-16 09:59

2月5日,来自军事医学科学院放射与辐射医学院研究所、第四军医大学西京医院、日本京都大学和华中农业大学兽医学院等处的研究人员,在Nature旗下子刊《Gene Therapy》发表一项最新研究成果,题为“Harnessing the clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)/CRISPR-associated Cas9 system to disrupt the hepatitis B virus”。 在这项研究中,研究人员探讨了靶定HBV抗原(HBsAg)编码区的CRISPR/CRISPR相关Cas9系统,在细胞培养系统和活体动物体内的效果。结果表明,CRISPR/Cas9可在体内和体外抑制HBV复制和表达,可能是HBV感染一种新的治疗策略。

乙型病毒性肝炎是由乙肝病毒(HBV)引起的、以肝脏炎性病变为主,并可引起多器官损害的一种疾病。乙肝广泛流行于世界各国,主要侵犯儿童及青壮年,少数患者可转化为肝硬化或肝癌。因此,它已成为严重威胁人类健康的世界性疾病,也是我国当前流行最为广泛、危害性最严重的一种疾病。目前,对乙型肝炎病毒(HBV)感染的治疗方法还是有限的。

近年来,基因组编辑工具应用广泛,而成簇的规律间隔的短回文重复序列(CRISPR)技术更是掀起了基因组编辑的热潮。CRISPR是自然存在于细菌DNA中的序列,与CRISPR相关(Cas)核酸酶共同起作用,指导RNAs保护细菌基因组免受侵入性噬菌体中检测到的靶向特异性序列的攻击。最近已经出现原理论证研究,利用该系统的高序列特异性,来治疗动物模型中的遗传性疾病,以及制备来源于受影响患者的无病干细胞。CRISPR还可让我们制备具有特异基因突变的小鼠模型,能比现有方法在更短的时间段内达到研究目的。据报道,在2014年早些时候, CRISPR-Cas系统已经成功作为一种工具,在人类细胞中执行高效、高特异性的全基因组筛选,2014年在增强靶标特异性方面已经取得了巨大的进步,从而为寻找人类健康和疾病相关的基因功能,开辟了无限的可能性。

在这项研究中,研究人员探讨了靶定HBV表面抗原(HBsAg)编码区的CRISPR/CRISPR相关Cas9系统,在细胞培养系统和动物活体内的效果。研究人员通过定量酶联免疫吸附测定,分析了细胞培养基和小鼠血清中的HBsAg水平。利用定量PCR和HBsAg表达,研究人员评估了小鼠肝脏组织中的HBV DNA水平。

结果发现,经过CRISPR/Cas9处理后,细胞培养物和小鼠血清所分泌的HBsAg量降低。免疫组化分析结果表明,在CRISPR/Cas9-S1+X3处理的小鼠肝脏组织中几乎没有HBsAg阳性细胞。CRISPR/Cas9系统可有效地在HBV DNA中产生突变。因此,CRISPR/Cas9可在体内和体外抑制HBV的复制和表达,从而可能是HBV感染一种新的治疗策略。(生物谷Bioon.com)

Harnessing the clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)/CRISPR-associated Cas9 system to disrupt the hepatitis B virus

doi:10.1038/gt.2015.2

The current therapies to treat hepatitis B virus (HBV) infection are limited. Recently, clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR) systems, originally identified in bacteria and archaea, have been found to consist of an RNA-based adaptive immune system that degrades complimentary sequences of invading plasmids and viruses. Here, we studied the effects of the CRISPR/CRISPR-associated Cas9 system that was targeted to the surface antigen (HBsAg)-encoding region of HBV, both in a cell culture system and in vivo. The HBsAg levels in the media of the cells and in the sera of mice were analyzed by a quantitative enzyme-linked immunosorbent assay. The HBV DNA levels were assessed by quantitative PCR and HBsAg expression in mouse livers was assessed by an immunohistochemical assay. The amount of HBsAg secreted in the cell culture and mouse serum was reduced by CRISPR/Cas9 treatment. Immunohistochemistry analyses showed almost no HBsAg-positive cells in the liver tissue of CRISPR/Cas9-S1+X3-treated mice. The CRISPR/Cas9 system efficiently produced mutations in HBV DNA. Thus, CRISPR/Cas9 inhibits HBV replication and expression in vitro and in vivo and may constitute a new therapeutic strategy for HBV infection.

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