解讀近期基因編輯領域重要研究成果！

　　近日，中國科學家賀建奎聲稱世界上首批經過基因編輯的嬰兒-一對雙胞胎女性嬰兒-在11月出生。他利用一種強大的基因編輯工具CRISPR-Cas9對這對雙胞胎的一個基因進行修改，使得她們出生后就能夠天然地抵抗HIV感染。這也是世界首例免疫艾滋病基因編輯嬰兒。這條消息瞬間在國內外網站上迅速發酵，引發千層浪，有部分科學家支持賀建奎的研究，但是更多的是質疑，甚至是譴責。

　　我們都知道，如今基因編輯技術能夠幫助有效治療很多種疾病，然而由于其存在脫靶概率，因此該技術也存在一定的弊端，那么近期科學家們在基因編輯領域取得了哪些研究成果呢？本文中，小編就對相關重要研究成果進行整理，分享給大家！

　　【1】Nat Med：人類機體真的對CRISPR-Cas9基因編輯工具存在免疫力嗎？

　　doi：10.1038/s41591-018-0204-6

　　如今CRISPR-Cas9基因編輯系統在基因治療領域產生了激動人心的成果，這就激發了科學家們利用該工具治療人類遺傳性疾病的新希望，近日，一項刊登在國際雜志Nature Medicine上的研究報告中，來自德國的科學家們通過研究人類機體對CRISPR-Cas9的免疫反應，結果發現，人類機體能對Cas9蛋白產生較為廣泛的免疫力，如今研究人員正在開發多種創新性策略來確保CRISPR-Cas9基因編輯系統能在一系列臨床應用中安全使用。

　　這項研究中，研究人員分析了CRISPR-Cas9所帶來的潛在益處和潛在風險。CRISPR-Cas9是一種新型的分子基因編輯工具，其能幫助科學家們對人類機體、動物和植物機體的DNA進行特異性的改變，該技術類似于一種特殊的分子剪刀，其能幫助科學家們切割、沉默或移除特異性的DNA序列，該工具能在體內或體外用于對細胞進行修飾，或者被直接運輸到機體中來直接修飾特異性的靶向細胞，如今研究人員已經在動物模型中證明了這種基因編輯工具的有效性和可用性。

　　【2】Nature子刊：利用經過CRISPR基因編輯的皮膚貼片阻止可卡因過量吸食

　　doi：10.1038/s41551-018-0293-z

　　有尼古丁貼片（nicotine patch）來幫助戒煙，隨后還有這個：皮膚貼片，經基因改造后產生一種消化可卡因的酶，并且當被移植到小鼠身上時，它們讓這些小鼠抵抗致死劑量的可卡因。在一項新的針對這種皮膚貼片策略的研究，來自美國芝加哥大學的研究人員希望這可能有朝一日能夠導致一種治療人類成癮和阻止可卡因過量吸食的方法。相關研究結果于2018年9月17日在線發表在Nature Biomedical Engineering期刊上。

　　Wu說，“可卡因成癮是非常常見的. . .但是目前還沒有任何治療方法來阻止成癮行為或[治療]可卡因過量吸食---畢竟沒有獲得美國食品藥品管理局（FDA）批準的藥物。”

　　Wu團隊之前曾使用CRISPR基因編輯技術，用表達胰島素的細胞為糖尿病小鼠制造出一種皮膚貼片，他想知道這種策略是否也適用于可卡因成癮。根據一項調查，90多萬美國人濫用這種藥物。因此，Wu與Xu合作開展實驗。

　　【3】Science：重大進展！利用CRISPR基因編輯技術成功地恢復杜興氏肌肉萎縮癥狗模型中的抗肌萎縮蛋白表達

　　doi：10.1126/science.aau1549

　　杜興氏肌肉萎縮癥（Duchenne muscular dystrophy， DMD，也譯為杜興氏肌肉營養不良癥）是兒童中的一種最常見的致命性遺傳疾病。DMD在男孩中的發病率為1/5000。它導致肌肉和心臟衰竭，并導致在30歲出頭時過早死亡。當患者的肌肉退化時，他們被迫坐在輪椅上，而且當他們的橫膈膜減弱時，他們最終依賴呼吸器進行呼吸。盡管科學家們幾十年來已知抗肌萎縮蛋白（dystrophin）編碼基因發生讓這種蛋白不能表達的突變導致這種疾病，但是迄今為止還沒有一種有效的治療方法存在著。

　　在一項新的研究中，來自美國德克薩斯大學西南醫學中心、Exonics治療公司（Exonics Therapeutics）和英國皇家獸醫學院的研究人員首次在4只攜帶著在DMD患者最常見的突變的狗中利用CRISPR基因編輯技術阻止DMD進展。他們記錄了這些DMD狗模型中的肌纖維取得前所未有的改善。

　　【4】Nature：對人胚胎進行CRISPR/Cas9基因編輯會導致大片段DNA缺失

　　doi：10.1038/s41586-018-0380-z

　　在一項新的研究中，來自澳大利亞阿德萊德大學、南澳大利亞健康與醫學研究所、拉籌伯大學、新加坡-麻省理工技術研究聯盟和美國天普大學的研究人員發現了實現胚胎基因編輯潛在益處的一個重大障礙。相關研究結果發表在2018年8月9日的Nature期刊上。

　　Thomas說，他們的研究為那項北美研究中實現的基因校正提供了另一種解釋：這種基因編輯技術并沒有修復小錯誤，而是產生了更大的錯誤。

　　Thomas說，“基因編輯技術仍然是相對較新的，而且這個研究領域的一部分包括了解這些缺陷，這最終將讓我們能夠為遺傳疾病開發出最為安全的療法。” Thomas和論文第一作者Fatwa Adikusuma博士利用臨床前動物模型重現了那項北美研究。澳大利亞有嚴格的立法來限制對人類胚胎進行基因編輯。

　　【5】Mol Cell：新研究讓CRISPR基因編輯更加安全和更加精確

　　doi：10.1016/j.molcel.2018.06.043

　　近年來最重要的科學進步包括利用一種快速的負擔得起的CRISPR技術發現和開發對生物進行基因改造的新方法。如今，在一項新的研究中，來自美國德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員表示他們對這種技術進行簡單地改進，這將導致它更準確地和更安全地進行基因編輯，從而為足以安全地在人體中進行基因編輯打開大門。

　　這些研究人員發現確鑿的證據表明作為當前用于CRISPR基因編輯的最受歡迎的酶，也是第一個被發現的CRISPR蛋白，Cas9在基因編輯效率和精確度上低于一種較少使用的被稱作Cas12a（之前被稱作Cpf1）的CRISPR蛋白。相關研究結果于2018年8月2日在線發表在Molecular Cell期刊上。

　　【6】JACS：開發出一種新型基因編輯工具-RIBOTAC

　　doi：10.1021/jacs.8b01233

　　隨著科學家們深入了解哪些基因可以促進疾病產生，他們正在追求解答下一個合乎邏輯的問題：能夠開發出基因編輯技術來治療甚至治愈這些疾病嗎？大部分研究工作都集中在開發諸如CRISPR/Cas9（一種基于蛋白的基因編輯系統）之類的技術。

　　在一項新的研究中，美國斯克里普斯研究所化學系的Matthew D. Disney博士及其團隊采取了一種不同的方法，開發出一種基于小分子的工具，這種方法作用于RNA上，從而選擇性地剔除某些基因產物。這就進一步證實RNA確實是開發藥物的一種可行的靶標。

　　Disney團隊開發出的這種剔除工具為開發作為藥丸加以服用來校正遺傳疾病---通過破壞有毒的基因產物和化學控制身體的防御機制---的藥物提供了可能。相關研究結果于2018年5月24日在線發表在Journal of the American Chemical Society期刊上。

　　【7】Nat Biotechnol：科學家成功利用基因編輯技術降低獼猴體內有害膽固醇的水平 有望進入人類臨床試驗

　　doi：10.1038/nbt.4182

　　日前，一項刊登在國際雜志Nature Biotechnology上的研究報告中，來自賓夕法尼亞大學Perelman醫學院的研究人員通過對獼猴進行研究發現，利用基因編輯使其機體中名為PCSK9的蛋白失活或許能夠有效降低獼猴機體的膽固醇水平，這項研究中研究人員首次利用基因編輯技術對大型動物模型進行研究發現了與臨床疾病相關的基因表達水平的降低，基于本文研究結果，后期研究人員或許有望開發出新型療法治療對PCSK9抑制劑并不會耐受的心臟病患者，同時這種藥物/療法也能用來抵御機體的高膽固醇水平。

　　正常情況下，PCSK9蛋白能夠抑制受體對肝臟中過量的有害膽固醇進行移除，在臨床中，抑制PCSK9的水平就能夠降低人類機體中有害膽固醇的水平。然而，某些高膽固醇血癥患者卻不耐受這些藥物，這就提示，基因編輯或許能作為一種治療高膽固醇血癥患者的手段。研究者Lili Wang博士說道，大部分患者都會反復注射PCSK9抗體來治療疾病，這項研究中我們發現，利用基因編輯技術就能夠讓那些對抑制藥物不耐受的患者不再需要這種療法進行治療了。

　　【8】Sci Rep：科學家利用基因編輯技術治療艾滋病

　　doi：10.1038/s41598-018-26190-1

　　CRISPR/Cas9系統為編輯HIV-1病毒基因組提供了一種新的有潛力的工具，近日來自日本神戶大學醫學院感染疾病中心及健康科學研究生院國際衛生系的研究人員設計了一種RNA引導的CRISPR/Cas9以靶向HIV-1調節基因tat和rev，其中的引導RNAs（gRNA）都基于CRISPR的特異性設計，其靶向的序列在6種主要的HIV-1亞型中都保守存在。

　　在共轉染前每個gRNA都被克隆進CRISPRv2慢病毒中，從而創造了慢病毒載體并將之轉導進入細胞。和沒有轉染以及轉染空載體的細胞相比，CRISPR/Cas9轉染穩定表達Tat和Rev的293？T和HeLa細胞后，細胞中的這兩個基因表達都被成功的抑制。

　　【9】Nat Genet：科學家改進基因編輯技術CRISPR 有望加速細胞基因組的編輯

　　doi：10.1038/s41588-018-0087-y

　　CRISPR作為一種強大的基因編輯工具，其能夠幫助科學家們以驚人的精確度對DNA進行修剪，但追蹤這些改變對基因功能的影響常常比較耗時，研究人員當前僅能一次對一種編輯進行分析，而這個過程需要花費數周時間。

　　近日，一項刊登在國際雜志Nature Genetics上的研究報告中，來自加州大學洛杉磯分校的科學家們通過對CRISPR技術進行改進，實現了一次對數以萬計的基因編輯的結果進行監測的目的，同時相關研究還能改善科學家們鑒別遺傳性改變的能力，這些遺傳學改變常會對細胞產生損傷并且誘發疾病。

　　研究者Leonid Kruglyak表示，很多年來科學家們一直使用CRISPR對多個基因進行切割，目前他們仍然缺少CRISPR方法來同時對多個基因進行編輯，我們實驗室就首次開發出了一種大規模技術，能夠在結構類似于人類細胞的細胞中實現這一目的。此前研究人員在細菌細胞中進行了平行編輯，CRISPR能夠與剪刀樣蛋白Cas9相結合，Cas9作為引導分子能將CRISPR引入精確的位點，一旦到達目的地，Cas9就開始修建DNA使得靶基因失活，隨后研究人員就會插入新的DNA片段并對基因序列進行編輯，同時還會修補Cas9造成的缺口。

　　【10】PLoS Pathog：基因編輯的干細胞有望消除HIV

　　doi：10.1371/journal.ppat.1006956

　　使用基因編輯的骨髓干細胞可以顯著降低感染猴/人免疫缺陷病毒（SHIV）的豬尾獼猴休眠的“病毒水庫”的大小，來自福瑞德哈金森腫瘤研究中心的Christopher Peterson及其同事在《PLOS Pathogens》上發表了這項最新研究。

　　2007年，HIV陽性的Timothy Brown接受了骨髓干細胞移植以治療白血病。而這個過程卻意外地清除了他體內的HIV，可能是由于供體細胞的CCR5基因發生突變，使他對HIV產生了抗性。但是要找到攜帶CCR5突變的供體是很困難的，同時這種移植對于健康的HIV陽性患者而言是非常危險的，因為供體細胞有可能攻擊自身細胞。