武漢大學郭德銀教授：用CRISPR／Cas9攻克艾滋病

　　來自武漢大學的研究人員在新研究中證實，借助于CRISPR/cas9對CXCR4進行基因組編輯可賦予細胞對HIV-1感染的抵抗力。這項研究工作發布在《Scientific Reports》雜志上。

　　這篇論文的通訊作者是武漢大學的“珞珈學者”特聘教授，博士生導師郭德銀（Deyin Guo）。其主要研究領域為分子醫學病毒學 （RNA病毒復制與免疫逃逸機制；艾滋病毒基因治療）。

　　自1983年被發現及確證為艾滋病(AIDS)的病原體以來，人類免疫缺陷病毒(HIV-1)造成了這一疾病在全球的迅速流行。它可以引發漸進性的免疫缺陷及嚴重的神經系統疾病，并最終導致致命性艾滋病。盡管高效抗逆轉錄病毒療法(HAART)可將病毒血癥將至臨床檢測不到的水平，延長HIV-1感染者的壽命，它也具有許多的局限如費用高昂及耐藥和毒副反應等副作用。并且，在終止抗逆轉錄病毒治療（ART）后潛伏的HIV-1儲存庫可導致病毒反彈。因此，當前迫切需要開發出替代性治療方法。

　　HIV-1是通過表面包膜糖蛋白循序結合細胞主要受體CD4及趨化因子受體CCR5或CXCR4來進入細胞的。CCR5表達于淋巴細胞、骨髓細胞和 CD4+ T細胞中，負責建立新感染并在感染慢性期占據主導地位。一些天然攜帶純合子CCR5-Δ32突變的罕見個體高度抵抗HIV-1感染，除增加了對一些病原體的敏感性之外沒有明顯的表型改變。一旦建立感染，HIV-1可利用CXCR4作為選擇性受體進入細胞。X4嗜性HIV-1病毒株存在于一半的晚期感染中，并與更快速的疾病進展有關。基于以往的研究結果，CCR5和CXCR4都可以作為基因組工程技術的治療靶標。

　　CRISPR-Cas系統最初被確認為是存在于細菌和古細菌中的適應性免疫系統組成部分，由CRISPR RNAs (crRNAs)和Cas蛋白構成，可識別及降解入侵病毒和質粒的互補序列。這一系統已被證實有著巨大的潛力在各種宿主如植物、斑馬魚、果蠅、小鼠、獼猴和人類細胞中實現基因編輯。

　　近期有研究報道稱，在多能干細胞和造血干細胞中采用轉錄激活樣效應因子核酸酶(TALEN)和CRISPR/Cas9成功靶向了CCR5。但尚未有人用CRISPR/Cas9靶向過CXCR4。在當前的研究中，研究人員采用CRISPR/Cas9系統將CXCR4功能缺失突變導入到了Ghost -CXCR4細胞、Jurkat細胞和原代人類CD4+ T細胞中。通過慢病毒介導傳遞CRISPR/cas9載體，雙等位基因失活CXCR4賦予了改造細胞對HIV-1感染的抵抗力。對預測脫靶位點進行序列分析揭示出CXCR4打靶的高度特異性及可以忽略的脫靶誘變，未對細胞分裂及增殖造成影響。

　　作者們指出，對CXCR4進行精確及有效地基因組編輯為未來抗HIV感染治療應用提供了一個新策略。