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Science:科学家利用CRISPR技术或可成功治疗人类遗传性疾病

来源:生物谷 2016-01-06 10:09

图片来源:medicalxpress.com

2016年1月6日 讯 /生物谷BIOON/ --如今科学家已经可以利用CRISPR技术成功治疗患杜氏肌营养不良症的成体小鼠了,而这也首次证明了CRISPR技术可以成功治疗活体动物机体的遗传性疾病,为后期开发潜在的人类遗传疾病的治疗手段或会带来一定帮助。此前来自杜克大学的研究人员利用CRISPR技术成功修正了杜氏肌营养不良症病人培养细胞中的遗传突变,而其它实验室也在实验室的条件下修正了单一胚胎中的突变基因。

这项刊登在国际杂志Science的研究论文中,来自杜克大学的研究人员通过名为腺伴随病毒(AAV)来运输基因编辑系统,成功克服了当前该领域的多种技术障碍。本文研究中研究者讨论了利用CRISPR技术纠正人类胚胎中的遗传突变,而其同时也引起了多方的关注;但利用CRISPR技术来修正患者受影响组织中的遗传突变目前并没有被讨论。

该项研究中,研究人员利用小鼠模型进行研究,小鼠模型机体的肌营养不良蛋白基因的一个外显子出现了一定的突变,研究者就对新型的CRISPR/Cas9系统重编程来切断这种异常的外显子,使得小鼠机体自然的修复系统可以对存留的基因进行修正从而产生缩短但功能正常的外显子基因。

研究者Gersbach及其研究小组首次将这种疗法应用于成体小鼠的腿部肌肉中,从而成功恢复了小鼠机体中功能性的肌营养不良蛋白并且增加了其肌肉的强度,随后研究者将CRISPR/AAV组合注射到了小鼠的血液中让其流到每一个肌肉组织中去,结果显示这些血液流经的肌肉组织的功能都得到了一定的修正,其中就包括心脏组织。

在5000个男性新生儿中,杜氏肌营养不良症就影响着1位婴儿的健康,大多数的患者在10岁之前就会坐上轮椅,而且存活时间不超过20年,有些患者或许可以生存到30出头;该疾病的关键问题就是患者的X染色体出现了突变,而女性因为携带有两个X染色体,而至少有一个X染色体正常工作就可以,因此患者多为男性。最后研究者Gersbach说道,目前仍然有大量的工作需要去进行,比如如何将当前的研究成果转移成人类的疗法,同时阐明其安全性等。目前的研究结果相当可喜,后期研究者们将会优化运输系统来在多个杜氏肌营养不良症模型中评估新型疗法以及新型疗法在临床试验中的效率及安全性。(生物谷Bioon.com)

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In vivo genome editing improves muscle function in a mouse model of Duchenne muscular dystrophy

Christopher E. Nelson1,2, Chady H. Hakim3, David G. Ousterout1,2, Pratiksha I. Thakore1,2, Eirik A. Moreb1,2, Ruth M. Castellanos Rivera4, Sarina Madhavan1,2, Xiufang Pan3, F. Ann Ran5,6, Winston X. Yan5,7,8, Aravind Asokan4, Feng Zhang5,9,10,11, Dongsheng Duan3,12, Charles A. Gersbach1,2,13,*

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a devastating disease affecting about 1 out of 5000 male births and caused by mutations in the dystrophin gene. Genome editing has the potential to restore expression of a modified dystrophin gene from the native locus to modulate disease progression. In this study, adeno-associated virus was used to deliver the CRISPR/Cas9 system to the mdx mouse model of DMD to remove the mutated exon 23 from the dystrophin gene. This includes local and systemic delivery to adult mice and systemic delivery to neonatal mice. Exon 23 deletion by CRISPR/Cas9 resulted in expression of the modified dystrophin gene, partial recovery of functional dystrophin protein in skeletal myofibers and cardiac muscle, improvement of muscle biochemistry, and significant enhancement of muscle force. This work establishes CRISPR/Cas9-based genome editing as a potential therapy to treat DMD.

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