中国基因网

中国基因网您的位置：首页 >基因科普 >

科学家们找到了提高CRISPR效率的方法

2019-03-07 10:14:35 • 来源：

科学家已经开发出一种方法来提高Duchenne肌营养不良症(DMD)中CRISPR基因编辑的效率，这项研究可能对优化其他疾病的基因疗法产生影响。该发现源于UT西南大学的研究，其中在小鼠和人类细胞上使用单切基因编辑技术来纠正DMD的常见突变，DMD是肌营养不良蛋白(一种对肌肉功能至关重要的蛋白质)丧失引起的致命疾病。

科学家们找到了提高CRISPR效率的方法

在测试该技术的同时，科学家发现调整CRISPR基因编辑组分的剂量可以显着改善编辑基因产生的肌营养不良蛋白的数量。他们进一步发现，组分的最佳比例根据编辑的DNA部分而变化。

“由于我们测试的抗肌萎缩蛋白基因的其他缺陷的部件CRISPR，这可能是重要的调整我们的公式以获得最佳效果，”埃里克·奥尔森博士，谁领导发表的研究报告说科学进展。“这种新的见解进一步促进了CRISPR作为Duchenne疗法的应用，也许还有许多其他疾病。”

意想不到的发现

研究人员使用的基因编辑技术需要两种成分 - 一种称为Cas9的酶，可切割DNA，一种指导RNA，其作用类似于分子GPS装置，可将Cas9导入待编辑基因组中的特定DNA序列。

Olson博士的实验室开发了一种编辑肌营养不良蛋白基因缺陷部分的方法，将Cas9加载到腺相关病毒(AAV)中，这是一种无害的病毒，用于将编辑成分传递到细胞中。还将指导RNA加载到AAV中以将Cas9引导至其突破DNA的突变。

编辑过程绕过突变并使肌纤维产生肌营养不良蛋白，Olson博士在大型哺乳动物，小鼠和人类细胞的先前研究中记录了阳性结果。

在这些研究中，研究小组使用标准的1比1的Cas9和指导RNA来帮助恢复肌肉中的肌营养不良蛋白产生至正常值的90%以上。

在针对该基因不同部分的新研究中，他们发现1比1的比例不起作用：当输送到血流中时，抗肌萎缩蛋白的产生仅恢复到正常值的5%。

通过反复试验，科学家发现使用10比1的指导RNA与Cas9的比例可以对肌营养不良蛋白基因的特定片段进行最佳编辑。在CRISPR剂量的四周内，在具有共同DMD突变的小鼠中约90%的肌肉和心脏纤维中肌营养不良蛋白的产生得以恢复。

“这很令人惊讶，”该研究的第一作者Yi-Li Min博士说。“我们总是使用等量的两种病毒来提供指导RNA和Cas9，并没有考虑改变比例。”

有缺陷的外显子

DMD是男孩中最常见的致命遗传疾病，导致肌肉和心脏衰竭，并在30年代早期导致过早死亡。随着肌肉退化，患者被迫坐轮椅，最终因为膈肌减弱而进入呼吸器。尽管科学家们已经知道，构成长肌营养不良蛋白基因的79个外显子中的任何一个缺陷都会导致这种情况，但是没有有效的治疗方法存在。

Olson博士发表了多项研究，他的实验室在DNA的战略要点进行单一切割，以纠正突变。包括他最新研究的重点是删除外显子44，他的实验室已经创建了针对DMD患者中五种最常见缺陷的CRISPR技术，占全球约一半的病例。外显子44的临床治疗位于该基因最常见的突变热点之一，可能使约12%的患者受益。

这些技术尚未被批准用于临床用途，但是Olson博士的团队在去年发表科学研究表明外显子51上的CRISPR编辑阻止了狗的DMD进展后，朝着这个目标迈出了重要的一步。

在基因编辑的几周内，缺失的蛋白质在整个身体的肌肉组织中恢复，包括92%的心脏矫正和58%的膈肌，即呼吸所需的主要肌肉。科学家估计需要15%的阈值才能显着帮助患者。

该实验室正在对狗进行长期研究，以测量肌营养不良蛋白水平是否保持稳定，并确保基因编辑没有不良副作用。

Olson博士希望下一步超越狗只是一项临床试验，这将是UT西南大学基因治疗计划旨在在未来几年内推出以应对众多致命的儿童疾病的几项试验。

“我们在临床上使用之前还有更多工作要做，”奥尔森博士说，“但看到我们走了多远，我们感到非常兴奋。”

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。

推荐内容