根據美國Cedars-Sinai醫學中心的一項研究首次證明,一種新技術——可通過去除遺傳缺陷治療遺傳性疾病,可阻止患有一種遺傳性失明的大鼠的視網膜變性。延伸閱讀:用CRISPR制備視網膜神經細胞。
Cedars-Sinai醫學中心Governors再生醫學研究所的一個研究小組,專注于遺傳性視網膜色素變性,這種退行性眼病可能導致失明,目前還沒有可治愈的方法。研究人員使用了一種叫做CRISPR/Cas9的技術,刪除一個可導致失明病的遺傳突變。CRISPR/Cas9改編自細菌用來對抗入侵病毒的一種策略。雖然這項研究采用的是大鼠,但這項研究結果是一個重要的里程碑,因為它對人類也有潛在的影響。
相關研究結果發表在《Molecular Therapy》,本研究資深作者、該研究所眼項目研究科學家和生物醫學科學副教授王少梅(音譯,Shaomei Wang)指出:“我們的數據表明,隨著進一步的發展,我們可以使用這種基因編輯技術,來治療患者的遺傳性視網膜色素變性。”王少梅博士早年畢業于遼寧醫科大學,在中國醫科大學獲碩士學位,美國謝菲爾德大學獲博士學位,主要研究視網膜色素變性和視神經病變的細胞療法、干細胞修復視力的機制和人類細胞在動物模型眼睛中的免疫反應。
根據美國國立衛生研究院資料顯示,視網膜色素變性患者,在疾病的早期階段出現夜盲癥,連同視網膜的萎縮和色素變化、視野縮小,最終失明。雖然總體來說比較罕見,但它是最常見的遺傳性視網膜疾病,在美國和歐洲影響大約4000人中的1人。在不到五年的時間里,CRISPR/Cas9——Cedars-Sinai醫學中心的科學家用來靶定視網膜色素變性的技術,已經被廣大遺傳研究人員使用。它使基因組編輯過程更容易、更可靠、更便宜,因此已經使基因編輯科學發生了變革。
該技術是改編自細菌用以對抗入侵病毒的一個系統。細菌首先將入侵者的基因編碼復制到核糖核酸(RNA)的一段特殊序列中。當病毒返回時,RNA與一個稱為Cas9的蛋白結合,指導它與病毒基因相匹配。該蛋白可抑制該基因。通過修改這個系統,科學家們可以編程Cas9,使其打開或關閉選擇的基因,或改寫遺傳密碼。
在這項研究中,Cedars-Sinai醫學中心的研究人員設計了一個CRISPR/Cas9系統,來去除一個基因突變——引起眼睛中的感光細胞缺失。他們將這個系統注入年輕的實驗室大鼠體內,這種大鼠已被改造成模擬一種遺傳性視網膜色素變性,稱為常染色體顯性遺傳,這涉及到該基因的突變。單次注射后,通過視動反射測量——包括轉動頭部響應運動不同亮度的條紋,研究人員發現,與對照組動物相比,這些大鼠的視力變得更好。
該研究的共同作者Clive Svendsen博士說,這些結果的有效性和一致性,可以通過修改CRISPR/Cas9系統的組件和使用新的病毒載體技術,而得以改進。他認為,在未來,經過更多的研究,通過這個系統的可靠基因組編輯,可以提供一種手段,來糾正各種不同的遺傳性疾病。
Governors再生醫學研究所主任Svendsen表示:“這是第一次使用CRISPR/Cas9基因編輯來阻止活體動物的視力喪失。這的確是一項了不起的結果,為更令人興奮的研究和未來的臨床轉化,鋪平了道路。”
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