美科學家證明基因組編輯工具CRISPR可用于設計干細胞

　　自2012年以來，研究人員常用一種叫做CRISPR的強大“基因組編輯”技術對生物的DNA序列進行修剪、切斷、替換或添加。最近，美國約翰·霍普金斯大學醫學院的科學家證明，這一系統還能精確有效地改變人類的干細胞。研究人員指出，這一發現簡化了對誘導多能干細胞（iPSCs）的修改和定制，有望更快在治療上取得成果，開發出用于疾病研究和藥物測試的模型系統。相關論文在線發表于最近的《分子治療》上。

　　CRISPR來自微生物的免疫系統，這種工程編輯系統利用一種酶，能把一段作為引導工具的小RNA切入DNA，就能在此處切斷或做其他改變。以往研究表明，通過這些介入，CRISPR能使基因組更有效地產生變化或突變，效率比TALEN（轉錄激活因子類感受器核酸酶）等其他基因編輯技術更高。但最近研究發現，雖然CRISPR有許多優點，在人類癌細胞系列中，它也可能產生大量“誤傷目標”，尤其是對不希望改變的基因做修改。

　　據物理學家組織網1月6日（北京時間）報道，為了研究這種副作用在人類其他細胞中是否也存在，研究小組用CRISPR和TALEN兩種系統在人類的iPSCs中進行實驗，讓它們在iPSCs中切下已知的基因片段，或切掉后再換上其他的。

　　他們用JAK2、SERPINA1和AAVS1基因作為模型，JAK2基因變異會導致骨髓紊亂，真性紅細胞增多癥；SERPINA1基因變異會導致alpha1-抗胰蛋白酶缺乏，這是一種遺傳性紊亂，會造成肺和肝臟疾病；而AAVS1最近發現是人類基因組中的“安全港”，可以插入外來基因。

　　通過比較發現，在這三個基因系統中，如果只是簡單地切掉部分基因，CRISPR系統明顯比TALEN更有效，產生的剪切是后者的100倍；而在做基因替代操作時，如替代JAK2和SERPINA1中的致病變異，CRISPR和TALEN的效率相當。

　　研究人員還指出，與人類癌細胞系研究不同的是，無論CRISPR還是TALEN，在人類iPSCs中同樣都有著目標特異性，即只瞄準那些為它們設定的目標基因。他們還發現，CRISPR系統比TALEN更有優勢：CRISPR可以設計成只瞄準病人體內含有變異的基因，而不影響健康基因，即只影響某個基因的一個副本。這些成果與以往的干細胞研究成果結合，使CRISPR成為一種有用的人類iPSCs基因剪輯工具，其偏離目標的風險更小。

　　約翰·霍普金斯大學醫學院導師葉朝輝（音譯）說，他們的研究詳細說明了如何將CRISPR技術用于人類iPSCs，展現了該技術在這類細胞中的潛力。“干細胞技術正在迅速發展。我們認為，將iPSCs用于人類治療的日子已經不遠。”