Nat Commun：利用AAV9-CRISPR-Cas9基因编辑有望清除受感染细胞DNA中的HIV DNA
来源：本站原创 2020-12-05 23:58
2020年12月5日讯/生物谷BIOON/---猿猴免疫缺损病毒（SIV）是一种与人类免疫缺陷病毒（HIV）存在密切亲缘关系的病毒。在一项新的研究中，来自美国天普大学刘易斯-卡茨医学院和杜兰大学等研究机构的研究人员在HIV研究方面迈出了重要一步：他们成功地从非人灵长类动物的基因组中剔除了SIV。这一突破使得他们比以往任何时候都更接近开发治愈人类HIV感染的方
2020年12月5日讯/生物谷BIOON/---猿猴免疫缺损病毒（SIV）是一种与人类免疫缺陷病毒（HIV）存在密切亲缘关系的病毒。在一项新的研究中，来自美国天普大学刘易斯-卡茨医学院和杜兰大学等研究机构的研究人员在HIV研究方面迈出了重要一步：他们成功地从非人灵长类动物的基因组中剔除了SIV。这一突破使得他们比以往任何时候都更接近开发治愈人类HIV感染的方法。相关研究结果近期发表在Nature Communications期刊上，论文标题为“CRISPR based editing of SIV proviral DNA in ART treated non-human primates”。
论文共同通讯作者、天普大学刘易斯-卡茨医学院综合神经艾滋病中心主任Kamel Khalili博士说，“我们首次发现，单次注射我们的由腺相关病毒（AAV）携带的CRISPR基因编辑构建体，可以从恒河猴的受感染细胞中剔除SIV基因组。”
论文共同通讯作者、天普大学刘易斯-卡茨医学院神经科学系副教授Tricia H. Burdo博士是利用受到SIV感染的接受ART治疗的恒河猴模型进行HIV发病机理和治愈研究的专家。
特别重要的是，这项新研究表明，Khalili博士团队开发的CRISPR基因编辑构建体可以到达已知是SIV和HIV病毒库的受感染细胞和组织。这些病毒库是病毒整合到宿主DNA中并隐藏多年的细胞和组织，是治愈感染的主要障碍。尽管抗逆转录病毒药物（ART）可抑制病毒复制并清除血液中的病毒，但是这些病毒库中的SIV或HIV病毒是ART所不能达到的。一旦停止ART治疗，病毒就会从它们的这些病毒库中出现，并重新进行复制。
在非人灵长类动物中，SIV的行为很像HIV。Khalili博士解释说，“Burdo博士实验室研究的SIV感染恒河猴模型是重现人类HIV感染的理想大型动物模型。”
对于这项新的研究而言，这些研究人员首先设计了SIV特异性CRISPR-Cas9基因编辑构建体。针对细胞培养物的实验证实，这种编辑工具在正确的位置从宿主细胞DNA中切割整合的SIV DNA，而且在非靶点进行潜在有害基因编辑的风险是有限的。随后，他们将这种构建体包装到腺相关病毒9（AAV9）载体中，并将AAV9病毒载体静脉注射到SIV感染的恒河猴体内。
Burdo博士与杜兰国家灵长类动物研究中心的同事们合作，随机选择了三只受到SIV感染的恒河猴，让它们各自接受一次AAV9-CRISPR-Cas9的注射，另一只恒河猴作为对照。三周后，这些研究人员收集了它们的血液和组织样本。分析表明，在接受AAV9-CRISPR-Cas9注射的恒河猴中，这种基因编辑构建体已经分布到广泛的组织中，包括骨髓、淋巴结和脾脏，并且已经到达CD4+ T细胞，而CD4+ T细胞是一种重要的病毒库。
此外，这些研究人员根据对接受治疗的恒河猴组织的遗传分析，证实SIV基因组从感染细胞中被有效地切割出来。论文第一作者Pietro Mancuso博士解释说，“SIV DNA的逐步切除高效地发生在组织和血细胞中。”切除效率因组织而异，但在淋巴结中达到明显的高水平。
这项新研究是Khalili博士及其同事们利用CRISPR-Cas9技术开发一种新型基因编辑系统的延续，这种基因编辑系统特异性地从携带HIV的宿主基因组中去除HIV DNA。他们之前已发现他们的基因编辑系统可以高效地从感染HIV的小型动物模型（包括感染了HIV-1的人源化小鼠）的细胞和组织中移除HIV DNA。
论文共同通讯作者、杜兰大学医学院微生物与免疫学学系副教授Andrew G. MacLean博士对这些发现感到鼓舞。MacLean说，“这是我们希望根除HIV/AIDS的一个重要进展。下一步是在更长的时间内评估这种治疗方法，以确定我们是否可以实现完全清除这种病毒，甚至可能使受试者不再需要接受ART治疗。”
MacLean博士希望这种治疗策略能应用于人类。Khalili博士补充道，“我们希望很快也能将我们的研究工作推进到人体临床研究中。40年来，全世界的人们一直在遭受HIV的折磨，我们如今已经非常接近可能会导致治愈HIV感染的临床研究。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Pietro Mancuso et al. CRISPR based editing of SIV proviral DNA in ART treated non-human primates. Nature Communications, 2020, doi:10.1038/s41467-020-19821-7.
2.HIV-like virus edited out of primate genome
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-11/tuhs-hve113020.php
体外靶向SIV前病毒DNA的CRISPR-Cas9构建体的构建、图谱和验证。Nature Communications, 2020, doi:10.1038/s41467-020-19821-7。
论文共同通讯作者、天普大学刘易斯-卡茨医学院综合神经艾滋病中心主任Kamel Khalili博士说，“我们首次发现，单次注射我们的由腺相关病毒（AAV）携带的CRISPR基因编辑构建体，可以从恒河猴的受感染细胞中剔除SIV基因组。”
论文共同通讯作者、天普大学刘易斯-卡茨医学院神经科学系副教授Tricia H. Burdo博士是利用受到SIV感染的接受ART治疗的恒河猴模型进行HIV发病机理和治愈研究的专家。
特别重要的是，这项新研究表明，Khalili博士团队开发的CRISPR基因编辑构建体可以到达已知是SIV和HIV病毒库的受感染细胞和组织。这些病毒库是病毒整合到宿主DNA中并隐藏多年的细胞和组织，是治愈感染的主要障碍。尽管抗逆转录病毒药物（ART）可抑制病毒复制并清除血液中的病毒，但是这些病毒库中的SIV或HIV病毒是ART所不能达到的。一旦停止ART治疗，病毒就会从它们的这些病毒库中出现，并重新进行复制。
在非人灵长类动物中，SIV的行为很像HIV。Khalili博士解释说，“Burdo博士实验室研究的SIV感染恒河猴模型是重现人类HIV感染的理想大型动物模型。”
对于这项新的研究而言，这些研究人员首先设计了SIV特异性CRISPR-Cas9基因编辑构建体。针对细胞培养物的实验证实，这种编辑工具在正确的位置从宿主细胞DNA中切割整合的SIV DNA，而且在非靶点进行潜在有害基因编辑的风险是有限的。随后，他们将这种构建体包装到腺相关病毒9（AAV9）载体中，并将AAV9病毒载体静脉注射到SIV感染的恒河猴体内。
Burdo博士与杜兰国家灵长类动物研究中心的同事们合作，随机选择了三只受到SIV感染的恒河猴，让它们各自接受一次AAV9-CRISPR-Cas9的注射，另一只恒河猴作为对照。三周后，这些研究人员收集了它们的血液和组织样本。分析表明，在接受AAV9-CRISPR-Cas9注射的恒河猴中，这种基因编辑构建体已经分布到广泛的组织中，包括骨髓、淋巴结和脾脏，并且已经到达CD4+ T细胞，而CD4+ T细胞是一种重要的病毒库。
此外，这些研究人员根据对接受治疗的恒河猴组织的遗传分析，证实SIV基因组从感染细胞中被有效地切割出来。论文第一作者Pietro Mancuso博士解释说，“SIV DNA的逐步切除高效地发生在组织和血细胞中。”切除效率因组织而异，但在淋巴结中达到明显的高水平。
这项新研究是Khalili博士及其同事们利用CRISPR-Cas9技术开发一种新型基因编辑系统的延续，这种基因编辑系统特异性地从携带HIV的宿主基因组中去除HIV DNA。他们之前已发现他们的基因编辑系统可以高效地从感染HIV的小型动物模型（包括感染了HIV-1的人源化小鼠）的细胞和组织中移除HIV DNA。
论文共同通讯作者、杜兰大学医学院微生物与免疫学学系副教授Andrew G. MacLean博士对这些发现感到鼓舞。MacLean说，“这是我们希望根除HIV/AIDS的一个重要进展。下一步是在更长的时间内评估这种治疗方法，以确定我们是否可以实现完全清除这种病毒，甚至可能使受试者不再需要接受ART治疗。”
MacLean博士希望这种治疗策略能应用于人类。Khalili博士补充道，“我们希望很快也能将我们的研究工作推进到人体临床研究中。40年来，全世界的人们一直在遭受HIV的折磨，我们如今已经非常接近可能会导致治愈HIV感染的临床研究。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Pietro Mancuso et al. CRISPR based editing of SIV proviral DNA in ART treated non-human primates. Nature Communications, 2020, doi:10.1038/s41467-020-19821-7.
2.HIV-like virus edited out of primate genome
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-11/tuhs-hve113020.php
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